Het onstaan het heelal

De Melkweg, het sterrenstelsel waartoe de zon en de planeten behoren, is waarschijnlijk zo'n 14 miljard jaar oud. Deze ouderdom is benaderd uit de vervalsnelheid van radioactieve mineralen. Met dezelde methode wordt voor de aarde en andere planeten in het zonnestelsel een getal van 4,6 miljard jaar gevonden. In allerlei oude verhalen en legenden wordt de oorsprong van de aarde behandeld. Tegenwoordig verklaren sterrenkundigen de geboorte van het heelal met de big-bang theorie.

Mythes en legenden

De geautoriseerde versie van de bijbel begint met de zinsnede: ‘In den beginne...’, en in de zeventiende eeuw nam men, aan, dat dit precies om 9 uur ’s ochtends op 23 oktober in het jaar 4004 v.C. was geweest. Dit zeer nauwkeurige tijdstip was uitgezocht door de Ierse aartsbisschop James Ussher (1581-1656) en dr. John Lightfoot (1602-1675) uit Cambridge. Ussher publiceerde zijn berekeningen en dateringen in 1650 in het boek Annalen van het Oude en Nieuwe Testament’ en weldra was de datum 4004 v.C. even heilig als de oude bijbelteksten zeif. Ussher gaf echter alleen het jaartal. Al in de tijd van de Beda Venerabilis, de Angelsaksische bisschop in de achtste eeuw, werd er een ‘wetenschappeIijke’ discussie gevoerd over de vraag in welk jaargetijde de veronderstelde schepping van de mens had plaats gevonden.

Het was ]ohn Lightfoot, die in zijn traktaat Enkele nieuwe bemerkingen over het boek Genesis, de meeste zeker, de rest waarschijnlijk, alle onschuldig, vreemd en zelden eerder vernomen de datum nauwkeurig opgaf met de woorden: ‘hemel en aarde, middelpunt en omtrek, werden op hetzelfde moment geschapen". Dit vond plaats en de mens werd geschapen door de Drieeenheid op 23 oktober, 4004 v.C. des morgens om negen uur.’ Het is wel opvallend, dat het door Lightfoot opgegeven tijdstip precies samenviel met het begin van de eerste dag van een nieuw academisch jaar aan de Universiteit van Cambridge.
Pas na 1785, toen james Hutton (1726-1797) zijn nieuwe theorie uiteenzette voor het Koninklijk Genootschap te Edinburgh, werden de oude ideeen over de geschiedenis van de Aarde serieus in twijfel getrokken. In Huttons tweedelige boek Theorie van de Aarde, dat in 1795 verscheen, toonde hij aan dat de geologische processen die de Aarde hebben gevormd, in een zo ver verwijderd verleden actief waren geweest, dat de tot dan aanvaarde chronologie moest worden verlaten. De moeilijkheid met Hutton was alleen, dat hij zijn opvattmgen zo slecht onder woorden bracht, dat het belang van zijn uitspraken velen ontging. Pas toen zijn ideeén beter toegankelijk werden gemaakt door john Playfair in diens Toelichting op Huttons Tbeorie de Aarde (1802), ging men beseffen dat de vorming van de Aarde{ en het ontstaan van de mens veel eerder hadden plaatsgevonden dan door de Kerk werd gepredikt. Zoals Hutton had geconcludeerd: ‘We vinden geen spoor van een begin - zien geen einde in het verschiet.’

Tot Hutton zijn ideeën ontwikkelde, steunde men sterk op de catastrofenleer om de geschiedenis van de Aarde te verklaren, onder verwijzing naar de bijbelse zondvloed. Boeken over catastrofes waren erg populair (nog steeds trouwens), vooral die zoals Willimn Whistons Niewwe Theorie van de Aarde (1696) over onder meer de ontmoeting van de Aarde met een komeet de oorzaak van de zondvloed. Een duidelijke reden voor de populariteit van Whistons boek was, dat de Kerk het aangreep als het boek dat de astronomie en de theologie met elkaar in overeenstemming bracht.

Niettemin proberen pseudowetenschappelijke aanhangers van de catastrofenleer zoals Immanuel Velikovsky, ondanks het overweldigend bewijsmateriaal voor het actualisme, nog steeds belangrijke geologische gebeurtenissen te verklaren in termen van eenmalige en hevige, snelle bodembewegingen, veroorzaakt door de veronderstelde ontmoeting van de aarde met kometen. Moderne wetenschappelijke onderzoekers verwerpen met de catastrofentheorie nog niet zonder meer de zondvloed. Een dergelijke overstroming of reeks van overstromingen is waarschijnlijk in prehistorische tijden wel voorgekomen, zoals ze thans nog steeds voorkomen. Archeologisch onderzoek doet vermoeden, dat catastrofale overstromingen verschillende oude rassen zijn overkomen, die ze verwerkten in hun vroege scheppingsmythen.

Op Babylonische kleitafels bijvoorbeeld wordt in levendige bewoordingen een overstroming beschreven. Een andere komt voor in een Hindoelegende, waarin wordt verhaald hoe Manoe, een van de veertien stamvaderen van de mensheid, uit de zondvloed werd gered door een vis, waarvan hij het leven had gespaard. De Grieken verhalen hoe Deucalion, zoon van Prometheus, van tevoren werd gewaarschuwd door zijn vader en de overstroming wist te overleven die Zeus teweegbracht om de mensheid te vernietigen. Hoewel deze vloeden uit oude tijden veel schade en slachtoffers hebben veroorzaakt, hebben ze slechts geringe betekenis als geologisch proces voor de gedaanteverandering van het aardoppervlak op lange termijn.

De oorsprong van het heelal

De voornaamste pogingen om de oorsprong van het heelal te verklaren, staan bekend als de theorie van de Big-Bang (grote knal), de theorie van het oscillerend heelal, en de steady state-theorie, ook wel theorie van de continue schepping genoemd. De theorie van de grote knal laat het heelal ontstaan met de ontploffing van een oervuurbal (of eerste centraal atoom), die zich vervolgens in alle richtingen uitbreidde. Deze uitbreiding of uitdijing gaat nu nog steeds door en wordt, naar men aanneemt, bevestigd door de roodverschuiving ten gevolge van het dopplereffect die wordt waargenomen in spiraalvormige melkwegstelsels. Een variatie op deze theorie is de idee van een inkrimpend en uitdijend heelal (oscillerend heelal). Deze opvatting houdt in, dat de uitdijing in een bepaald stadium stopt of trager verloopt onder invloed van de zwaartekracht en dat daardoor het heelal zich plotseling begint samen te trekken; in een kritiek stadium houdt deze samentrekking op en begint de uitdijing weer. Deze regelmatige afwisseling van samentrekking en uitdijing (een oscillatie) herhaalt zich dan voor onbepaalde tijd.

In tegenstelling tot de voorgaande theorieën schuift de steady state-theorie de idee naar voren van een continue schepping van materie en van de onveranderlijkheid in ruimte en tijd van de grootschalige eigenschappen van het heelal. Het waarnemingsmateriaal, dat op een uitdijing van het heelal schijnt te wijzen, wordt verklaard door aan te nemen dat er voortdurend nieuwe materie wordt geschapen om de lege ruimte op te vullen die bij een continu uitdijend heelal ontstaat. De nieuw geschapen materie is waterstof, die spontaan wordt gevormd met een snelheid die overal en altijd gelijk is. Alle drie de theorieén hebben hun aanhangers, maar het met radiotelescopen verzamelde waarnemingsmateriaal houdt een sterke ondersteuning in van de theorie van de grote knal.

De aard van het heelal

De theorieën over de oorsprong van het heelal hangen nauw samen met de ideeën over de schepping van materie. Op Aarde komen 91 scheikundige elementen voor en meer dan 70 ervan zijn met zekerheid vastgesteld in de Zon. Modern astrofysisch onderzoek heeft duidelijk gemaakt hoe de natuurlijke elementen op Aarde kunnen zijn ontstaan in het binnenste van sterren. Sterren ontlenen hun warmte aan thermonucleaire reacties. De meer naar binnen gelegen gedeelten van sterren fungeren als enorme laboratoria, waarin de waterstof -de basisgrondstof van het heelal- wordt omgezet in meer complexe elementen, die de bouwstenen vormen van alle materie op Aarde.

Als sterren een kritiek stadium in hun ontwikkeling bereiken, kunnen zij exploderen en aan de hemel verschijnen als schitterende novae of supernovae, waarbij hun elementen ver weg de ruimte ingeslingerd worden. Dit materiaal kan zich later verenigen tot nieuwe sterren en/of planeetachtige hemellichamen. Hoewel explosies van supernovae zeldzaam zijn in de naaste omgeving van de Aarde, komen zij wel degelijk voor, zoals die waardoor in 1054 de Krabnevel werd gevormd. Algemeen wordt aangenomen, dat zelfs explosies van supernovae die op grote afstanden plaatsvinden, rechtstreekse en rampzalige gevolgen kunnen hebben voor het milieu op Aarde. Röntgenstralen en kosmische stralen, die vanuit de ruimte met een verhoogde intensiteit de Aarde bereiken, kunnen de gevoelige ozonlaag in de atmosfeer zodanig verstoren, dat meer van de ultraviolette straling van de Zon tot de biosfeer kan doordringen. Op de lange duur zou dit van invloed kunnen zijn op de evolutieprocessen in dieren en planten en mutaties kunnen veroorzaken. In het verleden kan het geleid hebben tot het plotselinge uitsterven van bepaalde soorten, zoals dit blijkt uit de studie van fossielen.

Er komen in de ruimte, naast een geweldige verscheidenheid aan sterren met verschillende afmetingen en temperaturen, vele andere objecten voor. Typische vertegenwoordigers van het heelal zijn de melkwegstelsels, zoals dat waartoe wij zelf behoren, die in eenvoudig ontelbare aantallen voorkomen. Ieder van deze melkwegstelsels bestaat uit sterren, groepen van sterren en meervoudige sterrenstelsels, plus wolken lichtgevend en niet-lichtgevend materiaal. Behalve deze hemellichamen komen er veel vreemdere objecten voor, zoals quasars, pulsars en zwarte gaten, waarvan de sterrenkundigen nog maar weinig begrijpen.

Speciaal de zogenaamde zwarte gaten zijn de meest bizarre objecten van allemaal. Sommige onderzoekers nemen aan dat zij worden gevormd door ingestorte sterren of collapsars met een zwaartekrachtsveld dat zo sterk is, dat er geen licht aan kan ontsnappen, waardoor er in feite alleen een ‘zwart gat’ overblijft. Deze verschijnselen zijn nog het voorwerp van gissingen, maar zij illustreren wel dat er in de diepte van de kosmische ruimte objecten voorkomen, die niet gemakkelijk zijn te verklaren met de fysische wetten die op of in de nabijheid van de aarde gelden.

De laatste jaren is met grote radiotelescopen het heelal doorzocht in een golflengtegebied, dat ontoegankelijk is voor optische telescopen. Een van de meest belangwekkende vondsten in de ruimte is de ontdekking geweest van organische moleculen, zoals methanimine, formaldehyde, acetaldehyde en mierezuur, die alle bouwstenen van het leven zijn. Typisch voor deze ontdekkingen was die van het nieuwe organische molecule methylamine door de Parkes radiote1escoop in Australië. Deze bron werd gevonden in Sagittarius B2 in de Trifid Nevel (M 20) nabij het centrum van de Melkweg. Rond het midden van de jaren ‘70 waren er meer dan 30 moleculen (waaronder organische) ontdekt in de ruimte. Dit leidt tot de conclusie dat de wereldruimte met haar oneindige variatie aan milieus en bronnen van organisch materiaal een oneindig aantal mogelijkheden kan bieden voor de onafhankelijke ontwikkeling van intelligent leven, een oneindig aantal malen herhaald.