De ‘Big Bang’
De opvatting dat alle stoffen (materie)
zijn opgebouwd uit atomen is experimenteel aangetoond. Het aantal verschillende
atomen is echter niet zo groot als Democritus veronderstelde (iets meer dan
honderd) en bovendien zijn ze niet ondeelbaar. Atomen bestaan uit kleinere
deeltjes die zelf ook weer op te splitsen zijn in nog kleinere deeltjes. De
vraag of we hiermee tot in het oneindige door kunnen gaan valt niet te
beantwoorden maar daar is ook niet veel behoefte aan. Het atoommodel zoals dat
nu bestaat (we komen daar nog op terug) is voldoende gedetailleerd om de meeste
vragen uit de natuurkunde te kunnen beantwoorden. Toch zijn er nog genoeg
wetenschappers die een verdere verfijning van het atoommodel nastreven. Ze doen
dit echter niet door nog kleinere bestanddelen te introduceren maar ze zoeken
naar hele nieuwe concepten (snaren; plasma’s) waarbij onderscheid tussen materie
en energie vervaagt. Het voert te ver om hierop dieper in te gaan.
Voor de ontstaansgeschiedenis van de wereld (het heelal) is het evenwel van belang om de vraag te beantwoorden: "Waar komen al die atomen vandaan?" De huidige opvatting van de meeste natuurwetenschappers is er een die op zijn minst weer de nodige vragen oproept:
Het complete heelal, materie en energie en alles wat er in zit, was oorspronkelijk samengebald in één punt, een soort oeratoom. Op een bepaald moment spatte dit óeratoom’ uiteen en de explosie waarmee dit gepaard ging wordt heel ludiek de ‘Grote Klap’ (Big Bang) genoemd. Op het moment van de Big Bang ontstond zowel tijd als ruimte. Met andere woorden, vóór de Big Bang was er geen tijd en geen ruimte. Dat valt nauwelijks voor te stellen. Enige tijd ná de Big Bang, dat wil zeggen nú, zijn de gevolgen van de Big Bang nog steeds waarneembaar. En daarin zit de kracht van de theorie! Overal in het heelal bevinden zich enorme sterrenstelsels die zich allemaal met grote snelheid van elkaar af bewegen. We weten dat omdat het licht dat we van deze stelsels opvangen een verschuiving naar het rood vertoont. Deze zogenaamde roodverschuiving (redshift) is te vergelijken met het lager worden van de tonen van een sirene van een ons passerende en zich van ons verwijderende ambulance. Omdat alle stelsels zich in dezelfde mate van elkaar verwijderen, betekent dit een voortdurend uitdijen van het heelal. Over de vraag of dit uitdijen ooit tot stilstand zal komen zijn de meningen nog verdeeld.
Hoe verder sterrenstelsels zich van ons vandaan bevinden, hoe langer het licht erover doet om ons te bereiken. Het licht dat wij zien van verafgelegen stelsels is dus ook heel oud. Het gunt ons een blik in het verleden toen het heelal nog jong was (de leeftijd van het heelal wordt geschat op 15 miljard jaar). Hoe verder weg de waarneming reikt hoe dichter bij de geboorte van het heelal, de Big Bang, we onze waarneming verrichten. Ergens, op grote afstand van ons vandaan, moet, vanuit alle richtingen een echo van de Big Bang bestaan. Deze zogenaamde achtergrondruis is inmiddels ook waargenomen, waarmee de theorie wederom is bevestigd.
Ons alfabet bestaat uit 26 lettertekens en door deze letters te combineren kunnen we oneindig veel woorden vormen. Zo kun je bijvoorbeeld 265 = 1 881 376 verschillende woorden van vijf letters maken. In de Nederlandse taal bestaan er hooguit enkele duizenden vanaf ‘aaien’ t/m ‘zwoel’.
Het alfabet van de natuur is veel eenvoudiger. Het bestaat uit
slechts drie letters en met behulp van deze letters kunnen alle kosmische
woorden worden gevormd. Men spreekt ook wel van kosmisch lego omdat er ook maar
een paar vormen aan legoblokjes bestaan waarmee je de meest uiteenlopende dingen
kunt maken.
De drie kosmische legoblokjes zijn:
Het op-kwark met een
positieve lading van +2/3
Het neer-kwark met een positieve lading van +
1/3
Het electron met een negatieve lading van –1
Met behulp van deze
‘legoblokjes’ kun je verder bouwen:
Kwarks houden niet van eenzaamheid; ze
komen alleen voor in triootjes, maar niet als ‘three of a kind’: de combinaties
op-op-op en neer-neer-neer zijn niet stabiel.
De combinatie op-neer-op heeft
een gemeenschappelijke lading van 2/3 + 2/3 – 1/3 = +1 en wordt proton
genoemd.
De combinatie neer-op-neer heeft een gemeenschappelijke lading van
1/3 + 1/3 – 2/3 = 0 en wordt neutron genoemd.
Protonen en neutronen tezamen
vormen de positief geladen atoomkern en electronen die in aantal gelijk zijn aan
de positieve lading van de kern ‘zwermen’ op een relatief grote afstand rondom
die kern.
Verschillende atomen kunnen een aantal electronen gemeenschappelijk
bezitten. Enkele electronen zwermen daarbij om meerdere kernen. We spreken dan
van een molecuul.
Moleculen kunnen enorme afmetingen krijgen, bijvoorbeeld
als ze ketens gaan vormen zoals bij suikers. Ook eiwitten zijn vaak grote,
complexe moleculen. Deze grote moleculen zijn van belang voor de bouw en werking
van levende cellen.
Veel organismen bestaan uit slechts één cel (bacteriën,
algen, amoeben, enz.). Maar uit kolonies van eencelligen (bv.sponzen) hebben
zich meercellige organismen ontwikkeld die uiteindelijk erg complex werden in
vorm en gedrag.
Sommige meercellige organismen ontwikkelden zich wederom tot
kolonies waarbij de individuen ondergeschikt zijn aan de groep (termieten,
bijen, soms mensen)
Grotere groepen verschillende organismen houden een
wederzijdse afhankelijkheid in stand door middel van symbiotische relaties. Zo’n
samenlevingsverband noemt men een ecosysteem.
Alle ecosystemen tezamen vormen
de biosfeer van de aarde. Aanhangers van de Gaia-theorie zijn van mening dat de
componenten waaruit de aarde is opgebouwd een hechte samenhang vertonen. De
componenten zijn atmosfeer (lucht), hydrosfeer (water), lithosfeer (gesteente)
en biosfeer (leven) en de verschillende stoffen op aarde volgen kringlopen
waarbij al deze sferen zijn betrokken. Vandaar de samenhang. Het gevolg van deze
gedachtegang is dat verstoring van een kringloop niet op zichzelf moet worden
gezien maar in samenhang met het geheel. Bovendien kunnen door deze samenhang
verstoringen worden gecorrigeerd door ‘zelfregulatie’ zoals dat ook bij levende
wezens plaatsvindt (homeostase). Sommige groeperingen in de samenleving hebben
uit deze ‘holistische’ visie op de aarde geconcludeerd dat de aarde kan worden
opgevat als een soort superorganisme. Aanhangers van het holisme voelen zich
vaak verwant met de opvattingen van Empedocles.
Over het ontstaan van de wereld bestaan ruwweg twee type opvattingen: natuurwetenschappelijke en religieuze meningen. Religieuze opvattingen veronderstellen een schepping van de wereld door een hogere macht (God, Ahla, Jehova). Natuurwetenschappelijke opvattingen zijn gebaseerd op het bestaan van processen waardoor nieuwe fenomenen ontstaan uit eerdere natuurverschijnselen (complex leven uit simpele levensvormen; leven uit niet-leven; planeten zoals de aarde uit sterrenstof).
Je zou kunnen zeggen dat de natuurwetenschappelijke opvatting in het verlengde ligt van het gedachtegoed van Heraclitus (alles verandert).
Aanhangers van een geloof (Christenen, Moslims, Joden) baseren hun mening omtrent het ontstaan van de wereld op teksten in religieuze geschriften (Oude Testament, Koran). Deze opvatting lijkt meer in overeenstemming met het gedachtegoed van Parmenides.
Scheppingsverhalen
Romeinen (Ovidius,
Metamorphosen):
"Een hoger wezen dan die dieren, met meer godsbegrip, ontbrak
nog, iets wat over al dat andere kon heersen. Dat werd de mens - ofwel door onze
scheppingskunstenaar uit goddelijk zaad gevormd als aanloop tot een betere
wereld, ofwel doordat die jonge aarde, net gescheiden van de hoge ether, nog
verwante hemelzaden meedroeg; Prometheus, zoon van Japetus, roerde er regen door
en kneedde mensen naar het beeld der goddelijke heersers: waar andere wezens
naar de aarde kijken, kop omlaag, schonk hij de mens het hoofd rechtop en schiep
hem met de opdracht de lucht te zien, de blik omhoog te richten,
sterrenwaarts."
Islamieten (Koran):
"Spreek: ‘Gelooft gij niet aan Hem, die
de aarde in twee dagen schiep? Wilt gij hem soms een evenbeeld terzijde
stellen?’ Nu, Hij is Heer van alle bewoners der wereld. Hij heeft vaste bergen
in de aarde gegrondvest, die zich hoog boven haar verheffen. En Hij heeft ze
gezegend. En Hij legde in hun in vier gelijke dagen het voedsel voor alle
wezens, die daarnaar verlangen. Toen keerde Hij zich tot de hemel, die nog
dampende nevel was, en sprak tot haar en de aarde: ‘Kom vrijwillig of
onvrijwillig.’ Zij antwoordden: ‘Wij komen vrijwillig gehoorzamend’. En Hij
formeerde ze in twee dagen tot zeven hemelen en bedeelde iedere hemel zijn taak.
En Wij gaven de onderste hemel lichten als sier en stelden een wacht op. Dat is
de ordening van de Almachtige en Alwijze. Als zij zich afkeren van deze
belering, dan spreek: ’Ik kondig u als dreiging dezelfde straf aan, als die
welke viel op de stammen Ad en Thamud’."
Christelijke vereniging van Natuur- en Geneeskundigen (1906):
"Wie, na een
christelijke opvoeding, voor het eerst zich begon te verdiepen in de leer der
natuurwetenschappen heeft een zwaren tweestrijd door te maken, tusschen wat hem
aan de hand der Heilige Schrift geleerd werd en wat hij leerde aan de Alma
Mater. Ingezonderheid het beginsel van geleidelijke ontwikkeling van organisch
hooger staande individuen en organen uit lageren, scheen geroepen om alle geloof
aan het scheppingsverhaal uit Genesis te blusschen. En wie dat scheppingsverhaal
verwerpt, geeft daarmee prijs den vasten ondergrond van het christelijk
geloof."
Werner Arber (microbioloog):
"De biodiversiteit (grote
verscheidenheid aan levende organismen) is het resultaat van een lange
biologische evolutie die voortdurend nieuwe genetische vormen voortbrengt. Het
staat dus buiten twijfel dat er in het verleden levende organismen bestaan
hebben die nu verdwenen zijn, en dat er in de toekomst nieuwe organismen zullen
ontstaan."
Karl Popper (wetenschapsfilosoof):
"Er is geen evolutiewet,
alleen het historisch gegeven dat planten en dieren veranderen, of preciezer,
dat zij veranderd zijn. Het idee van een wet die de richting en de aard van de
evolutie bepaalt, is een typische 19e-eeuwse denkfout die te maken
heeft met de neiging om de functies die traditioneel aan God werden
toegeschreven thans een natuurwet te noemen."