Zoals in alle takken van de natuurwetenschappen is onderzoek in de kosmologie een menselijke activiteit.Hierdoor heeft de kosmologie ook een weerslag op de menselijke samenleving.Maar bij de kosmologie komt er wel een supplementair aspect bij omdat de mensen steeds op zoek zijn naar hun oorsprong en hier ook hun plaats in het universum willen kennen.Omdat de oorsprong niet voor wetenschappelijk onderzoek vatbaar is komen in deze zoektocht niet-wetenschappelijke visies aan bod.De oorsprong van het universum is ingebed in metafysische/filosofische beschouwingen waarin godsdiensten ,van welke aard ook,een fundamentele rol spelen.Er zijn in de loop van de geschiedenis talrijke pogingen geweest om de schepping (of de oorsprong) van het universum te beschrijven.Er is geen betere manier om de evolutie van de gedachtegang op dit gebied te situeren dan enkele citaten van verschillende benaderingen aan te halen o;a.:
-Trinh Xuan Thuan:F/Vietnam-Astrofysicus.
In zijn interview uit "Le monde s'est-il créé tout seul ?"(CollectionsEntretiens/Clés,Albin Michel 2008)geeft deze wetenschapper wat voor hem het antropisch principe betekent.Van dit principe zijn er twee versies gekend.In zijn zwakke vorm is het het universum gekenmerkt door een aantal vaste fysische constanten die de veschijning van de mens op aarde mogelijk maakte.
-"Ne peut-on considérer comme quelque peu miraculeuse cette majestueuse structure cosmique dont témoigne l'univers,riche aussi de désordre,de chaos,d'incertitude mais si parfaitement réglée qu'elle a donné naissance à la conscience ?."
-"Dès le début l'univers contient en germe les conditions requises pour l'émergence d'un être vivant conscient."
-"S'il n'existe qu'un seul univers,le nôtre,un principe créateur a forcément dû en régler les paramètres dès le début,pour qu'apparaissent la vie et la conscience." Dit is analoog aan wat de fysicus Freeman Dyson schreef: "L'univers savait quelque part que l'homme allait venir."
Er is ook een sterke vorm van het antropisch principe.Volgens deze versie is het universum ontstaan door de tussenkomst van een scheppende entiteit. Volgens Trinh Xuan Thuan: -"Pour ma part le principe créateur n'est pas un Dieu personnifié qui intervient dans les affaires humaines,mais c'est un principe panthéiste omniprésent dans la nature,comme l'entendaient Spinoza et Einstein."
Over deze scheppende kracht,welke die ook zij,is een tekst van Christian de Duve (B,.prof.em.UC Louvain,geneesheer/bioloog,Nobelprijs winnaar)uit zijn boek: "Life evolving:Molecules,Mind and Meaning." Hierin geeft hij blijk van een intuitie.
-"Much has changed ,in and around me,since the day ,in front of a burning campfire,I first became aware of the mysteries of the universe.The naïve beliefs of my childhood have been severely shaked.But my sense of wonder remains unaltered.My whole life as a scientist has been permeated with the conviction that I was participating in a meaningful and revealing reality.I have experienced the joy of learning,the almost voluptuous thrill of understanding,the rare flash of illumination ,the austere satisfaction of observing the rules of scientific game,based on intellectual rigor and integrity.I have shared these emotions and imperatives vicariously with other scientists.And I have also vibrated in different registers,in resonance with poets,writers and musicians who have moved me by their works and performances.On exceptional occasions ,I felt close to something ineffable,utterly mysterious but real,at least to me,an entity that ,for want of a better term,I call ULTIMATE REALITY."
Niet iedere wetenschapper is het trouwens eens met de antropische visie. Zo noteert Ilya Prigogine (B,.prof.em.ULB,Nobelprijs scheikunde):
-"Notre présence au monde est naturelle et notre travail de création prolonge celui de la nature.L'homme n'était pas attendu par le cosmos."
Er zijn zelfs wetenschappers die nog meer radicale standpunten innemen,zoals Jacques Monod (F-Biologie/médecin,Nobelprijs geneeskunde) in zijn boek. "Le hasard et la nécessité."
-"L'ancienne alliance est rompue,l'homme sait enfin qu'il est seul dans l'immensité de l'univers d'où il a émergé par hasard."
In het oude Griekenland schreef Democritos reeds: -"Tout ce qui existe dans l'univers est le fruit du hasard et de la nécessité."
Er zijn dus duidelijk twee visies over de oorsprong van het universum:de antropische visie en deze die de noodzakelijke ingreep van een scheppende entiteit verwerpt.Tussen deze twee kiezen is een zaak van iedere mens afzonderlijk,zolang er geen toetsbare bewijzen zijn van de werkelijke oorsprong.Dit lijkt er echter niet zo snel aan te komen.In dergelijke situaties is de keuze van Einstein misschien een verstandelijke optie:
-"I believe in Spinoza's God who reveals himself in the orderly harmony of what exists,not in a God who concerns himself with fate and actions of human beings."
-"The main source of the present-day conflicts between the spheres of religion and science lies in the concept of a personal God."
-"I cannot conceive a genuine scientist without a profound faith.The situation may be expressed by an image:science without religion is lame (vleugellam),religion without science is blind." http://condor.stcloudstate.edu/einstein
Er is over deze problematiek nog veel te zeggen.Dit zal later uitgebreid behandeld worden in andere bijdragen van EX LIBRIS.
"THE ULTIMATE MYSTERY OF THE COSMOS IS ITS EXISTENCE." ARMAND DELSEMME,OUR COSMIC ORIGINS.
De kosmologie is een tak van de fysica. en mag dus als natuurwetenschap beschouwd worden.Het is wel de meest boeiende tak met de meest ingrijpende invloed op de nieuwsgierigheid van de mens sinds hij zijn zoektocht naar de kennis van de wereld begon.Vanaf het pril begin van zijn bestaan heeft de "homo sapiens" zijn blik naar boven gericht,van waar voor hem de grootste geheimen afkwamen.Doorheen alle culturen uit alle werelddelen is de kosmische werkelijkheid steeds ingebed geweest in een mythische omgeving waarin de metafysica en een godsdienstige achtergrond steeds aanwezig waren.De oorzaak daarvan ligt in het feit dat de werkelijke oorsprong van de kosmos niet kan achterhaald worden.Dit belet echter niet dat men belangrijke aspecten van de kosmologie als alle andere natuurwetenschappelijke takken kan behandelen.Voor de kosmologie gelden dus ook de diverse fazen van het wetenschappelijk onderzoek-Observatie-Experimenteren en formuleren van hypothesen-Toetsing van de hypothesen op hun validiteit-(Eventuuel)Voorstelling van een theorie en tenslotte openbaar maken van de resultaten.
OBSERVATIE
In geen enkele tak van de natuurwetenschap is de observatie zo doorslaggevend geweest als in de kosmologie.Doorheen de eeuwen heen heeft de observatie gebruik kunnen maken van steeds meer gesofistikeerde apparatuur.Het begon nochtans zeer simpel met de visuele waarnemingen.De intrede van eenvoudige telescopen bracht in de 15e eeuw een echte omwenteling in de observatie o.a. door de werken van Galilei.Daarna ging het steeds verder tot de Hubble ruimte telescoop,de ruimtesatellieten,de radiotelescopen en zoveel andere moderne technieken.De waarnemingen werden meer en meer ondersteund door de baanbrekende evolutie in de spectroscopie.Dit alles is sinds de tweede helft van de 20e eeuw geholpen geweest door de vooruitgang in de computer technologie.De kosmologie kan als wetenschap dus nu beroep doen op een weelde aan observatie resultaten.
EXPERIMENTEN.
Op experimenteel vlak is voor de kosmologie de situatie helemaal anders dan in de andere takken van de natuurwetenschap.Door de aard zelf van de studie van de kosmos zijn experimenten niet eenvoudig en soms onmogelijk uit te voeren.Het is enkel in het speciaal gebied van de fysica van de hoge energieën ,nauw verbonden met de studie van de materie in de kosmos, dat experimenten kunnen uitgevoerd worden.Dit is het domein van de experimenten met de deeltjes versnellers (particle accelarators).
HYPOTHESEN.
Indien in de kosmologie experimenten schaars zijn (zelfs onbestaande) is dit niet he geval voor het formuleren van hypothesen.Deze zijn echt zeer talrijk en hebben quasi allen betrekking tot het achterhalen van de oorsprong van het kosmos,zijn samenstelling en zijn toekomstige evolutie.De hypothesen moeten natuurlijk steeds zo goed mogelijk aan de werkelijkheid getoetst worden.Hiervoor maakt men meestal gebuik van de inductieve methode (logica).Deze vertrekt van enkele premissen en van een beperkt aantal waarnemingen.De deductieve logica komt hier minder aan bod;hierin ligt een van de moeilijkheden van de kosmologie als wetenschap.Indien men van hypothesen vertrekt moeten deze in elk geval zeker voldoen aan het falsificatie beginsel van K.Popper.Een glimp via www.google.com met de zoektermen (Cosmology and falsification)toont duidelijk aan dat aan deze eis ruimschoots aandacht geschonken wordt.
Enkel in een beperkt aantal gevallen heeft men in de kosmologie een theorie kunnen formuleren.Dit is bv. het geval voor de evolutie van de sterren en voor de nucleosynthese in de schoot van de sterren.Veel verder komt men zelden. Enkele citaten zijn hier op hun plaats om het kader te situeren.
-Govert Schilling (Nl,wetenschapsjournalist/astronomie) EOS,April 2008 bl.46,"Onbegrijkelijk heelal." -"Al eeuwenlang breken astronomen en filosofen zich het hoofd over het heelal.Pas de laatste decennia is de kosmologie in een stroomversnelling geraakt en is er sprake van een echte wetenschap.Maar het universum is er bepaald niet begrijpelijker op geworden."
-"Kosmologie is nu een bloeiend deelgebied van de moderne sterrenkunde,waarin men niet meer zonder grote telescopen,extreem kachtige computers en dure satellieten experimenten kan uitvoeren."
-"Toch lijkt het erop dat de kosmologie -de wetenschap die zich bezig houdt met het ontstaan,de evolutie en de structuur van het heelal als geheel-altijd raakvlakken blijft vertonen met de metafysica."
-"De vragen naar de oorsprong van het universum lagen eeuwen geleden meer op het terrein van de religie dan op het vlak van de wetenschap.Zelfs nu dat GENESIS verdrongen is door de oerknal,komen wij via de kosmologie in aanraking met termen en begrippen die onze voorstellings- en waarnemingsvermogen te boven gaan."
-"Misschien was het wel onvermijdelijk dat de kosmologen ooit tot de conclusie zouden komen dat ook het heelal als geheel niet uniek is maar deel uitmaakt van een eindeloos Multiversum ,ook zijn we wellicht nooit in staat daarvan absolute zekerheid te krijgen."
Henri Atlan (F,Bioloog) Le monde s'est-il créé tout seul ?-Collection entretiens/clés,Albin Michel 2008, Interview.
-"L'origine du monde comme totalité est une question métaphysique d'ordre du mythe,pas une question scientifique."
Stephen Hawking:(UK,Fysica/Astronomie,Univ.Cambridge) (Het Heelal).
-"Wij moeten altijd uitgaan van de kwantum theorie van de zwaartekracht om te begrijpen hoe het heelal begon." Men is momenteel druk bezig deze twee wetenschappelijke theorieën,die op eerste zicht elkaar schijnen uit te sluiten,te verenigen.Het einddoel is echter zeker nog niet in zicht.
Armand Delsemme:US,Astronomy,-Our Cosmic origins.
-"Leading to the Big Bang is a quantum fluctuation of a symmetric ball with the dimensions of an atom."
F.Adams&G.Laughlin:US,Astrofysici/Nasa. "The five ages of the universe.-Inside the physics of eternity."
-"We can put an optimistic face on an incertain future.Although our comfortable world is destined to pass away,a wide variety of fascinating physical,astronomical,biological and perhaps intellectual events are waiting to unfold as our universe continues its voyage into the dark."
PS.Voor een meer diepgaande analyse van de oorsprong van het heelal kan men refereren naar het boek van Leo Apostel (B,Filosoof,em.prof. UGent en VUB) "OORSPRONG-Inleiding tot een metafysica van het ontstaan van mens,leven en heelal." (Hoofdstuk 4. (VUB Press,2000)
Ref:Vrije en aangepaste vertaling van "La vraie fausse erreur d'Einstein.",Alain Riazuelo,Science et Vie,Hors Série,242,mars 2008 (L'Univers d'Aujourd'hui)p 52-57.
Uit wat bestaat het universum ? Uit atomen natuurlijk,ook uit licht en uit neutrinos ,ontwijkende deeltjes gevormd tijdens sommige nucleaire reacties.Maar daarbuiten is 96% van de inhoud vandaag nog onbekend.Erger nog,van deze 96% weet men dat het gaat over een soort materie die men op aarde niet kent.Een derde van deze onbekende materie is gekend als "zwarte materie",waarschijnlijk samengesteld uit elementaire deeltjes die men hoopt te ontdekken in de deeltjes versnellers.De andere 2/3 vertegenwoordigt het grootste raadsel van de moderne kosmologie.De aandacht vestigen op wat genoemd wordt de "kosmologische constante" is sinds de laatste tijd aan de orde van de dag.Men spreekt ook over de "donkere energie" waarvan de geschiedenis door onvoorziene wendingen gekenmerkt is.Alles begint in 1916.Einstein zoekt een model van het universum voor zijn algemene relativiteitstheorie die hij pas uitgewerkt heeft.Hij weigert echter te aanvaarden dat het universum een uitzettinsfaze kent.Voor hem,zoals vroeger voor Newton,is het universum statisch.Hij komt dan te staan voor een moeilijk probleem:door de zwaartekracht,die een aantrekkingskracht is,kan het universum niet statisch zijn.Een inkrimping van het universum moet noodzakelijlk volgen op de expansie.Om zijn statisch model te redden bedenkt Einstein een universum gevuld met een entiteit die overal en altijd een afstotende kracht op de materie uitoefent en die de aantrekkingskracht van de gravitatie exact compenseert. De "kosmologische constante" is geboren.Tussen 1917 en 1922 vinden de astronomen Arthur Eddington en Willem de Sitter dat het model van Einstein grote tekortkomingen vertoont.Volgens dit model mag de verhouding materie dichtheid/kosmologische constante niet veranderen.Een dergelijke configuratie is echter niet stabiel.Een lichte stijging van de verhouding leidt tot inkrimping en een lichte daling tot een uitdijing van het universum.Het model van Einstein is echter niet totaal uit te sluiten.Een eerste genadeslag voor de kosmologische constante is de ontdekking door Edwin Hubble in 1922 dat de sterrenstelsels zich van ons verwijderen met een snelheid die groter is naarmate de sterrenstelsels verder van ons zijn.(N.B.In de vergelijkingen van Einstein heeft de kosmologische constante de dimensie van materie) Dit betekent dat het universum uitdijt en dat de kosmologische constante overbodig is.Einstein bestempelde deze constante als " de grootste blunder van mijn leven".Maar had hij werkelijk ongelijk? De kosmologische constante geraakte in diskrediet tot aan de ontdekking van de quasars in 1963.
Eindelijk de evidentie...
De quasars zijn buitengewoon heldere (lichtgevende) objecten en zijn uitzonderlijk zeldzaam in het universum.De dichtste quasar is op 2 miljard lichtjaren van ons verwijderd. (N.B.1 lichtjaar is gelijk aan de lichtsnelheid-300.000 km/sec-vermenigvuldigd met het aantal seconden in een jaar-3.15x10 exp(5) seconden-;Dit komt neer op een afstand van ongeveer 10 exp(12) km !!) De kosmologische constante kon een uitleg bieden voor sommige anomalieën waargenomen bij de observatie van de quasars.Dit bleek als uitleg toch nog onvoldoende te zijn.De kosmologische constante werd dan terug verlaten tot in 1998 toen supernova stelsels werden ontdekt.De ontploffing van deze sterrenstelsels op het einde van hun leven is minder lichtgevend dan voorzien.De lichtemissie van deze supernovae kan echter best worden verklaard door de kosmologische constante terug in te voeren maar twijfel bleef toch bestaan.
Kritische dichtheid en materie dichtheid.
Een eeuw na de invoering van de kosmologische constante moet men die wel in overweging nemen om talrijke waarnemingen zoals de kosmische achtergondstraling te kunnen uitleggen.Talrijke interpretatie pogingen hebben geleid tot de conclusie dat de kosmologische constante in feite niets anders zou kunnen zijn dan de "vacuum energie" voorspeld door de fysica van de hoge energieën van materie deeltjes.Hier treden vacuum fluctuaties op die een belangrijk rol spelen.Enorme aantallen materie en antimaterie deeltjes duiken plotseling op uit he vacuum en vernietigen zich onmiddelijk.Deze fluctuaties van het vacuum bestaan dus en bezitten a priori een energie die men kan berekenen en waarvan het effect op de expansie van het heelal hetzelfde effect hebben als de kosmologische constante.Er blijven nog onopgeloste vragen om de ware natuur van de kosmologische constante ,anders genoemd "de donkere energie",te beschrijven.De geschiedenis van de kosmologische constante gaat verder en is in de 21e eeuw nog niet aan haar laatste wendingen toe.Dit wordt zeker vervolgd.
Referentie: Vrije en aangepaste vertaling van "La révolution du Big Bang.",Anne Debroise, Science et Vie,Hors Série 242,2008;"L'univers d'aujourd'hui." p 42-54.
Het toneel situeert zich 13,7 miljard jaren geleden.De temperatuur is dan onvoorstelbaar hoog: 10 exp 32 graden.Bij deze temperatuur is de materie volledig instabiel.De materiedeeltjes ondergaan zulke heftige botsingen dat ze elkaar eerst vernietigen in een energie opwelling om daarna terug te voorschijn te komen.Iedere materie deeltje bezit een energie van ongeveer 1 miljard joule.Dit is het vermogen geproduceerd door een kerncentrale gedurende 1 seconde.De levensduur van een deeltje is dan zo kort dat een hypothetische waarnemer dit deeltje onmogelijk zou kunnen observeren.Het kader is dan ook ultramicroscopisch klein.Nochtans is daar alles aanwezig geconcentreerd in een ongelooflijk klein volume-kleiner dan een speldenkop-wat nodig is om de honderde miljarden sterrenstelsels van het huidige universum te vormen.Deze uitbarsting van geweld is de geboorte van het universum.Om het nauwkeuriger te formuleren,dit toneel situeert zich 10 exp(-43) seconde na de geboorte van het universum.Dit wordt beschreven als de Big Bang theorie ( maar men zou beter moeten zeggen de Big Bang hypothese want men heeft dit tot nu toe niet kunnen waarnemen) die nu wel algemeen aanvaard wordt. -------------------------------------------------------------------------------------------------- Om een idee te krijgen van deze reusachtige afmetingen,die voor een gewone sterveling onvoorstelbaar zijn volgt nu een kleine illustratie:
Om dit begrip te vatten moet men weten dat tot 1920,niemand,zelfs Einstein niet, het universum zich anders kunnen voorstellen dan Aristoteles(384-322 v.C): beperkt in omvang en onbeweeglijk.Toen Einstein in 1917 zijn algemene relativiteitstheorie uitwerkte bleek zijn voorstelling niet overeen te stemmen met een statisch universum.Einstein trachtte hiervoor een uitweg te vinden.Deze beeldenstormer was bezig de fysica op haar grondvesten te doen daveren door de visie van Newton te verwerpen.Om uit de impasse waarin zijn universum visie toch verzeild was geraakt te komen besloot hij zij vergelijkingen te verbeteren door een constante "lambda" in te voeren.Dit is de beruchte "kosmologische constante".Einstein noemde dit later "de grootste blunder van zijn leven".Later bleek echter dat er voor zijn kosmologische constante wel een aanvaardbaar uitleg bestond en zijn kosmologische constante werd in ere hersteld.Dankzij de ingreep van Einstein werd het universum opnieuw statisch.In de jaren 1920 hernam de russische fysicus Alexandre Friedmann de vergelijkingen van Einstein en kwam uit op een alternatieve zienswijze:het universum,vertrokken van niets (?),dijt uit sedert 10 miljard jaren en zal als volgt voort gaan,het is zeker in een uitzettingsperiode maar zal een maximum bereiken en nadien krimpen en in elkaar storten,een Big Crunch,om daarna opnieuw uit te zetten.Einstein herkende dat de mathematische vergelijkingen van Friedman juist waren maar kon deze zienswijze niet aanvaarden.Dit werd trouwens door anderen ook niet ernstig genomen omdat toen de oorsprong en het einde van het universum tot de religie behoorden.Als Friedmann suggereerde dat "de schepping van de wereld uit het niets ontstond werd dit als een provocatie beschouwd.Het is echter (oh ironie !) een katholieke priester van de Leuvense Universiteit,Georges Lemaître,die een uitweg vond.In 1927 publiceerde hij zijn hypothese van een universum in expansie en stelde hij het bebrip "oeratoom" (Hypothèse de l'atome primitif) voor.De Big Bang hypothese was geboren.
De Rode Verschuiving (Red Shift).
De astronomie was toen is volle beweging.Men begon sterrenstelsels waar te nemen en te identificeren.Maar men stelde ook vast dat de sterrenstelsels (galaxieën) zich van elkaar verwijderden.In 1929 publiceerde de astronoom Edwin Hubble zijn werk die de eerste steunpilaar van de "Big Bang" werd. Door de straling uitgezonden door de sterrenstelsels bij verschillende golflengten te observeren bemerkte hij dat hoe verder de sterrenstelsels verwijderd zijn hoe meer het spectrum van het uitgezonden licht naar het rood verschoven was.Dit is het Doppler effect.Hieruit kan men besluiten dat de meeste sterrenstelsels zich van ons verwijderen.Het gevolg hiervan is dat het universum uitdijt en bijgevolg betekent dit dat in het verre verleden het universum veel meer geconcentreerd was. In dezelfde periode toonde George Gamow aan dat de geboorte van het universum moest leiden tot een samenstelling met 92% waterstof,7% helium en een kleine hoeveelheid zwaardere elementen.Dit is exact wat in het universum waargenomen wordt. Dit kan geen toeval zijn.De publicatie van deze resultaten in 1948 is een tweede steunpilaar voor de "Big Bang".Tenslotte vonden A.Penzias en R.Wilson toevallig in 1964 de derde steunpilaar van de "Big Bang" : de straling afkomstig van de eerste fotonen vrijgemaakt in het universum 300.000 jaren na zijn geboorte.Dit is de kosmische achtergrondstraling,zodanig afgezwakt dat ze enkel als radiogolven momenteel kan waargenomen worden.In 1992 bracht de sonde COBE (Cosmic Background Explorer) daarvan de experimentele bevestiging.Deze achtergondstraling is zeer homogeen verdeeld in alle richtingen met minieme fluctuaties van ongeveer 0.01%.Deze fluctuaties zijn aan de oorsprong van de vorming van de sterrenstelsels.
De oersoep van materiedeeltjes en energie.
Er is echter één groot probleem.Waarom is het universum zo homogeen ? Alan Guth bracht hiervoor de oplossing door zijn "inflatie theorie" in 1980. Een minieme fractie van een seconde na zijn geboorte werd door een enorme blaaskracht het zeer klein primitief universum tot een omvangrijk heelal uitgezet.De afmeting van het primitief universum werd met een factor 10 exp(26) vermenigvuldigd in minder dan een duizendste van een seconde,van de afmeting van een speldenkop tot de afmeting van 10 maal onze sterrenstelsel (de melkweg).Deze enorme inflatie vormt een glad,homogeen universum.Dit was de derde steunpilaar van de "Big Bang" .Daarna werden nog bewijzen bekomen via experimenten met deeltjes versnellers.Alles was echter nog niet gezegd want men kan slechts gaan tot 10 exp(-43) seconde als ultieme limiet.Verder gaan is nu niet mogelijk.Noch de kwantum theorie,noch de algemene relativiteitstheorie laten dit toe.Men weet niet in welke toestand de materie verkeerde en welke kracht(en) toen speelde(n).De elektronucleaire kracht wedijverde met de zwaartekracht (gravitatie).Men zal wellicht nooit deze toestand nabootsen in een laboratorium op aarde.De experimenten gaan echter wel door in centra zoals de CERN in Genève waar ultrakrachtige versnellers in 2008 in werking zullen treden.Na de inflatie was het universum leeg en koud.Dit vacuum is echter zeer bijzonder want het lijkt gevuld te zijn met "vacuum energie".Vogens de vergelijking E=Mc(2) van Einstein vertegenwoordigt deze vacuum energie ook een virtuële massa.Dit gebeurt ook na 10 exp(-32) seconde.Er komen dan nieuwe krachten te voorschijn.De elektronucleaire kracht wordt gesplitst in elektrozwakke- en elektrosterke kracht.
Een orgie van lichtenergie.
De eerste ogenblikken van deze materie zijn stormachtig.Als energie materie genereert komen gelijke hoeveelheden materie en antimaterie te voorschijn.Deze zijn niet compatiebel en vernietigen elkaar met productie van lichtenergie en de cyclus kan opnieuw beginnen.Er blijft echter een onevenwicht tussen materie en antimaterie,ten voordele van de eerste.Nu zijn we al bij 10 exp (-12) seconde na de Big Bang en de temperatuur is gedaald tot 10 exp (15) graden.Vanaf dit ogenblik komt men in een gebied dat met deeltjes versnellers kan bestudeerd worden.De materie is dan in de vorm van een plasma. Het universum treedt uit de schaduw.Structuren beginnen te ontstaan 1 seconde ongeveer na de Big Bang.De temperatuur daalt verder tot 10 miljard graden.De interactie tussen protonen en neutronen leidt tot de vorming van atoomkernen.De elektronen vinden stilaan de weg naar de atoomkernen.Men is dan drie minuten na de Big Bang en de wereld van de nuleosynthese is begonnen.Het licht kan vrijkomen en de visuele waarneming van het universum mogelijk maken omdat de fotonen niet meer geremd worden door interactie met de elektronen.Het universum is dan 300.000 jaar oud en begint dus licht te emitteren en is dus niet meer opaak.
Een onvoltooide constructie.
In de schoot van de gaswolken worden sterren geboren tengevolge van de gravitatiekracht die deze wolken in elkaar doen storten.Door deze ineenstorting wordt het inwendige van de sterren verwarmd.Nucleaire reacties treden op en maken energie vrij (bv.de zon)Deze processen gaan nu sedert miljarden jaren steeds verder.Zelfs al blijven er schaduwzijden over,de "Big Bang" is een stevige hypothese geworden die echter zeker nog niet alles kan verklaren,verre van.
Waarom wordt de mens aangetrokken tot een leven gewijd aan de wetenschap? Deze vraag beantwoorden is niet zo eenvoudig omdat er vele aspecten moeten bekeken worden.Zeer eenvoudig gesteld komt het op neer dat iemand "verwondering" voelt voor de wereld rondom hem en dat hij vurig wenst de kern van de werkelijkheid te begrijpen.Zoals Virgilius schreef in Georgia,2490: "Felix qui potuit rerum cognoscere causas."(Gelukkig is hij die de oorzaken van de werkelijkheid kan kennen)Maar dit moet niet tot in het absurd nagestreefd worden.Er zijn limieten.Dan is het waar wat Erasmus citeert uit Sophocles in "De lof der Zotheid":"Je leeft het gelukkigst als je niets weet." Er moet dus een goed evenwicht gevonden worden.Sommige citaten maken duidelijk wat wetenschappers inspireert: -"It is of paramount importance that the outside world is something independent of man,something absolute and the quest for the laws which apply to this absolute appeared to me as the most sublime scientific pursuit in life."(Max Planck-Autobiografie) -"I became a scientist because I was fascinated by the world around me and I wanted to to know what made it work.The burning desire for wealth creation never entered my soul.As a result of commercialization,science,engineering and technology are not as much fun as they used to be when those of my generation were young scientists."(George Porter,UK,Nobel prijs Chemie,1966-The independent,01.12.90-Interview). Ik heb dit weerhouden omdat ik George Porter gekend heb en het voorrecht heb gehad onderzoek te kunnen doen in zijn laboratorium in Engeland. De fascinatie voor kennis van G.Porter komt neer op de volgende citaten: -"Desire is the very essence of man." (Spinoza) -"En mens zonder verlangen is een dode mens." (Herman Van Rompuy) -Uit een heel andere hoek is de uitspraak van Ulrich Walter,astronaut fysicus van de shuttle missie in 1993: "Ik ben wetenschapper geworden omdat ik de innerlijke behoefte heb om erachter te komen waarom de dingen zijn zoals ze zijn." Dit is,kort en bondig,waarover het hier gaat. -Tenslotte nog enkele zinnen van Etienne Vermeersch ,filosoof/ethicus ,.prof.em.U.Gent.:"De twee wetenschappen die mij van kindsbeen af het meest hebben geboeid,zijn de natuurkunde en de biologie.De eerste omdat ze een inzicht schenkt in de samenhang van de totale werkelijkheid;de tweede omdat ze ons dichter brengt tot het begrijpen van het raadsel dat we zelf zijn..." Het wordingproces van een wetenschapper begint vroeg in het leven en wordt duidelijker tijdens de adolescentie wanneer een richting aan de volwassenheid moet gegeven worden.Enkele basisvereisten moeten wel aanwezig zijn.Er moet een duidelijke genetische component bestaan,al is het zeer moeilijk dit concreet te omschrijven.Verder spelen nog omgevings- en opleidingsaspecten een belangrijk rol.Omdat de mens een sociaal wezen is,is het weinig waarschijnlijk dat men veel wetenschappers zal vinden die volledig zelfstandig en solitair hun activiteiten uitgevoerd hebben.Dit is zeker waar vanaf de industriële revolutie in de 18e eeuw.Tijdens de vroegere perioden in de geschiedenis zal men wel solitaire wetenschappers ontmoeten maar,zelfs in de griekse oudheid ,werden deze wetenschappers ook beinvloed door de maatschappij waarin ze leefden.Dit was zo in de tijd van Aristoteles (384-322 v.C).Later ,zelfs Newton die toch gekend is als een solitaire persoonlijkheid moest dit bekennen: "I seem to have been only like a boy playing on a seashore and diverting myself in now and then finding a smoother pebble or prettier shell than ordinary whilst the great ocean of thruth lays all undiscovered before me." Het volgend citaat van Newton is nog veel duidelijker:"If I have see further than others it is because I have stood on the shoulders of giants." Zelfs Einstein kon niet aan deze externe invloeden ontsnappen.De start van zijn relativiteitstheorie mag wel gezien worden aan een zeer persoonlijke geweldige intuitie,hij kon die echter slechts verder verdiepen door veelvuldige gesprekken met vrienden,collega's en ook met zijn vrouw Mileva.Om tot de uiteindelijke theorie te komen had hij wel de hulp nodig van anderen o.a. meer onderlegde mathematici zoals Herman Minkovski voor de speciale relativiteit en Marcel Grossmann voor de algemene relativiteit. Hier mag nog onderstreept worden dat de eenvoud en de nederigheid een echte wetenschapper siert. -"De ware wijsheid is de gezellin van de eenvoud." (I.Kant) -"The highest happiness of man as a thinking being is to have probed what is knowable and quietly revered what is unknowable."(Goethe)(Epitaaf van Max Planck). -"I was born not knowing and had only a little time to change that here and there."(Richard Feynman). Om te eindigen komt nu een bondige beschrijving van mijn eigen weg in de wetenschap.Over de genetische achtergrond kan ik niets zeggen voor de eenvoudige reden dat ik ze niet ken;toch twijfel ik niet dat die bestaat.De belangstelling voor de natuurwetenschappen is stilaan gegroeid tijdens de laatste twee jaren van het secundair onderwijs.Omgeving en opvoeding hebben ongetwijfeld een grote rol gespeeld.Ik heb het voorrecht gehad een bezielende wetenschapleraar te hebben.Zijn prachtige lessen over scheikunde en over kosmologie en de lezing van boeken over de toen actuele aspecten van de chemische industrie en over de snel opkomende kennis van de structuur van de materie hebben mij gemotiveerd om chemie als wetenschappelijke richting te kiezen,meer in bijzonder de organische chemie...de wonderbare wereld van de koolstof chemie.Deze richting heb ik gevolgd doorheen de verschillende levensfazen.Van de organische chemie als basis voor het levensonderhoud van de familie ben ik geëvolueerd naar biologie o.a.de moleculaire biologie.De belangstelling voor kosmologie/fysica is ook steeds levendig geweest.Dit alles vormt het kader van permanente bezigheden.Ik kan hierover een citaat aanhalen om dit te illustreren: -"Het vullen van de tijd met systematisch vorderende bezigheden die een belangrijk nagestreefd doel als gevolg hebben is het enige zekere middel om blijmoedig te leven en het levenseinde met een voldaan gevoel tegemoet te zien." (I.Kant,Brevier V-556)
De mens is in essentie een sociaal wezen.Het is dan ook niet te verwonderen dat zijn activiteiten als natuurwetenschapper een weerklank vinden in de maatschappij.Omdat de laatste faze in het wetenschappelijk onderzoek erin bestaat in het openbaar maken van een theorie,ontstaan na formulering van een hypothese,is het evident dat de maatschappij hiervan zal kunnen gebruik maken om allerlei toepassingen te realiseren.Reeds in de oudheid stelde Confucius (China,351-479 c.C) dat:"The essence of knowledge is,having it,to apply it."Dit geldt voor alle soorten kennis en zeer zeker voor de kennis in de natuurwetenschap.Men heeft hieruit te snel de conclusie getrokken dat de natuurwetenschap onderverdeeld kon worden in fundamentele en toegepaste wetenschap.Dit is echter niet juist.Zoals Louis Pasteur al zei:"Il n'existe pas de science appliquée mais des applications de la science.",of volgens André Oosterlinck,ex-rector van de K.U.Leuven,"Wetenschappelijk onderzoek heeft twee doelen:gewoon belangloos meer willen weten en dienen als basis in een kennismaatschappij."Beide aspecten van de natuurwetenschap worden hierin verenigd.De natuurwetenschap is,in se,neutraal;ze is noch goed noch slecht.Het is enkel bij de aanwending ervan door de maatschappij dat er een gevaar schuilt.Men moet altijd de visie van François Jacob (F,Nobelprijs winnaar) voor ogen hebben.Hij formuleerde het prachtig als volgt:"De waarheid vertellen is niet genoeg.De hele waarheid dient te worden verteld.Niets geheim houden,daarin ligt de grote verantwoordelijkheid van de wetenschapsbeoefenaar.Niets van wat hij vermoedt ten aanzien van de mogelijke toepassingen of risico's mag hij in het vage laten."Dit is van kapitaal belang als men wenst aan de toepassingen van de wetenschap een ethisch en moreel aanvaardbaar karakter te geven.Dit kan men illustreren in diverse gebieden.Zo is de wetenschap die aan de basis ligt van de kernenergie strikt genomen neutraal.Als men de toepassingen ervan bekijkt vindt men echter zowel positieve als negatieve aspecten.De toepassing van de kernsplitsing en van de kernfusie om de maatschappij te voorzien van de noodzakelijke energie is een positief aspect.Maar zelfs in dit geval moet men rekening houden met de opmerking van François Jacob.Hier zijn ook ethische aspecten aan verbonden.De toepassing in het aanmaken van atoombommen is het meest dramatisch negatief aspect van de kernenergie.Er zijn nog talrijke andere gebieden in de natuurwetenschap waarvoor analoge scenario's kunnen beschreven worden.Zeer nadrukkelijk aanwezig in de huidige tijd zijn de positieve en negatieve aspecten van de biotechnologie.Deze is afgeleid van de vooruitgang van de moleculaire biologie die op zich neutraal is.Wat men ermee doet bepaalt of de toepassingen een positief of een negatief karakter krijgen. ------------------------------------------------------------------------------------------------ In een recent boek van P.Van Eersel,"Le monde s'est-il crée tot seul?" (Collection Entretiens/Clés , Albin Michel/C.L.E.S,2008) komt een interview voor met de onlangs overleden Ilya Prigogine,prof .em.ULB,Nobelprijs Chemie. Het volgende fragment behandelt de problematiek van de rol van de wetenschapper in de maatschappij en is sterk verwant met de uitspraak van François Jacob,maar wel benaderd vanuit een maatschappij standpunt: "Les scientifiques ont un rôle fondamental dans la société:notre vie n'est plus concevable sans information,sans technique,sans médecine.....Mais ce rôle énorme n'est pas sans danger.La société dépend tellement des progrès et des changements de la science qu'il est nécessaire de lui garantir le droit de pouvoir se rendre compte de la direction ou la science va......La société doit avoir le droit de s'exprimer et éventuellement de poser son veto,même si,à certains moments,le résultat sera négatif pour la science." --------------------------------------------------------------------------------------------- In de relatie tussen de wetenschapbeoefening en de maatschappij schuilt nog een ander potentieel gevaar.Vanaf de industriële revolutie en,meer nadrukkelijk,vanaf de 20e eeuw,zijn steeds meer middelen nodig om wetenschappelijk onderzoek uit te voeren.Er moet dus meer en meer beroep gedaan worden op financiering door de overheid en door de economische sector (de bedrijven).Op zich is dit heel normaal en er is niets mis mee.Problemen ontstaan er wel als de toepassingen van de wetenschap aangewend worden om de winsten te maximaliseren.Winst op zich is noodzakelijk om de financiering mogelijk te maken.Niet alles kan echter gedragen worden door de overheid die steeds beroep moet doen op beperkte belastingsinkomsten.Overdreven winsten,zeker als ze gebaseerd zijn op bedriegelijke informatie of op geheimhouding van sommige aspecten van de toepasssingen ,worden zeker door de meeste mensen als onethisch of,nog erger,als immoreel beschouwd.Uit de actualiteit der laatste jaren zijn er helaas duidelijke voorbeelden hiervan aan het licht gekomen.Een democratisch controle is hier dus wel op zijn plaats maar het is echter niet gemakkelijk dit te realiseren. ------------------------------------------------------------------------------------------------- Als aanvulling zijn er nog citaten van de astrofysicus Trinh Xuan Thuan ( uit "Le monde s'est-il crée tout seul?": "La science est un outil qui en soi n'est ni bon ni mauvais,qui n'impose aucune morale ou éthique.Ce sont ses applications techniques qui peuvent nous faire du bien ou du mal." "La science n'engendre pas la sagesse....parce qu'elle n'impose pas de vue philosophique,la science ne peut pas nous guider quand il s'agit de morale et d'éthique." "Confronté à des problèmes éthiques et moraux,notamment en génétique,le scientifique a besoin de la spiritualité pour l'aider à ne pas oublier son humanité."
