Kosmologie

Zie ook: Astronomie, Kosmogonie,

Kosmologie is de wetenschap die de grootschalige structuur en de evolutie van het heelal bestudeert. In het begin van de 20ste eeuw is deze wetenschap van de grond gekomen omdat toen voor het eerst duidelijk werd hoe onmetelijk groot het heelal is. De ontwikkelingen in de kosmologie zijn daarna stormachtig geweest maar de kosmoloog anno 2006 heeft meer dan ooit huiswerk om de nu bestaande theorieën over de ontstaans- en wordingsgeschiedenis van het heelal overeind te houden.

Inhoud

Bijbelse Kosmologie

In tegenstelling tot veel omliggende landen hebben de Joden nooit een volledig zelf uitgewerkte kosmologie ontwikkeld. Bij hen was het dat God de hemel en aarde had geschapen en slechts uit (meestal poëtische) beschrijvingen zien we dat ze iets meer wisten van hoe de aarde en de hemel eruitzag.

Plat wereldbeeld

Hebreeuwse Kosmologie volgens SchiaparelliG.A. Schiaparelli maakte in de 19de eeuw een kosmologie op van een platte aarde met daarboven een koepel, geheel in trant met de toenmalige wetenschap waarbij men ervan uitging dat men vroeger dacht dat de Aarde plat was. In zijn bekende boek maakte hij de volgende schets, waarbij A-B-C De bovenste hemel is; A-D-C De afgrond; A-E-C Het aardoppervlak (incl. zeeën en meren); S-S-R De verschillende zeeën en meren; E-E-E De verschillende landen; G-H-G De benedenste hemel; K-K De voorraadkamers van de winden; L-L De voorraadkamers van de regen, sneeuw en hagel; M De lucht, waar de wolken zijn; N-N Het water in de afgrond; x-x-x De ruimte in de afgrond; P-P De onderwereld (Scheol); Q Het onderste gedeelte van de hel/onderwereld.

→ hoofdartikel platte aarde

Bijbels wereldbeeld

Uit de vele teksten in de Bijbel en ook uit teksten van omliggende landen blijkt dat men nooit in een platte aarde heeft gelooft.


Geschiedenis hedendaagse kosmologie

Het heelal wordt steeds groter

In 1774 stelde de Franse astronoom Charles Messier een catalogus samen van nevelachtige hemelobjecten te midden van de sterrenhemel die altijd op dezelfde plaats stonden. Hij stond zo de kometenjagers ten dienst, die de catalogus gebruikte om te controleren of een nieuwe vlek aan de hemel ook daadwerkelijk een nieuwe komeet was. Kometen bewegen immers t.o.v. de sterren. In 1923 ontdekte Edwin Hubble dat deze oplichtende vlekken ver buiten onze Melkweg staan. Het was een logisch gevolg van de ontdekking van andere sterrenkundigen (1917) dat alle sterreneilanden roder waren dan de sterreneilanden in de buurt van onze Melkweg. Verondersteld werd dat dit het gevolg was van het wegvlieden van sterreneilanden van ons af als gevolg van de Doppler wet die het geluid en het licht van frequentie doet veranderen als de snelheid loodrecht op de waarnemer niet nul is. Het was de zoveelste keer dat sterrenkundigen ontdekte dat het heelal groter was dan verwacht. Eerder in 1838 ontdekte de Duitse wiskundige en astronoom Friedrich Wilhelm Bessel met de methode van de parallax dat de ster 61 Cygni op 80.000 miljard kilometer stond.

De Belgische rooms-katholieke priester en later ook astronoom George Eduard Lemaître stelde in 1930 voor het eerst een verbluffend eenvoudig wiskundig model op van de algehele evolutie van het heelal. In zijn wiskundige model ging hij ervan uit dat het heelal ooit extreem heet begonnen is met een diameter van zo goed als nul. Het idee van de Big Bang, ook wel de oerknal was geboren. Van oorsprong werd het heelal steeds groter als ware het een exploderende handgranaat waarbij de sterreneilanden de scherven zijn. Ook remde het heelal zichzelf als gevolg van de zwaartekracht van de massa in het heelal. De remming was direct na het begin van het heelal veel groter dan in het heelal van tegenwoordig omdat de werking van de zwaartekracht minder is in een groter heelal.

Het idee van de oerknal had ook direct implicaties op de leeftijd van het heelal. Allereerst is het heelal ooit begonnen, maar ook is het heelal miljarden jaren oud omdat je de nu gemeten snelheden van de sterreneilanden (de scherven van de handgranaat) kunt gebruiken om terug te rekenen wanneer het heelal ooit begon. Het eerste wat de kosmologen hiervoor nodig hadden is de snelheid waarmee het universum groter is geworden tot de dag van vandaag. Met een flinke marge is deze vastgesteld op 20 km/s per miljoen lichtjaar. Dat betekent dat een miljoen lichtjaar heelal elke seconde 20 km groter wordt. Een rekensom leert dat het heelal dan 15 miljard jaar geleden begonnen moet zijn. Een paar jaar geleden is de leeftijd op scherp gezet met 13.7 miljard jaar. Dit doet vermoeden dat de leeftijd van het heelal vrij nauwkeurig bekend is, maar in 1998 bleek uit waarnemingen van exploderende sterren / supernova's in verre sterreneilanden dat de theorie van Lemaître een te eenvoudige weerspiegeling van de werkelijkheid is, waardoor de berekende leeftijd van het heelal op losse schroeven kwam te staan. Ook waren de waarnemingen alleen uitlegbaar door een vorm van afstotende zwaartekracht of energie te veronderstellingen die nog nooit eerder aangetoond was, ook niet in de professionele deeltjesversnellers zoals die van CERN te Genève. Daarnaast zijn niet alle kosmologen ervan overtuigd dat het heelal ooit begonnen is.

Het heelal is (n)ooit begonnen

Als het heelal ooit begonnen is, kun je de vraag stellen waarom het niet eerder of juist later ontstond, maar juist op dat moment. De wetenschapper 'puur sang' zal aangeven dat nog niet alle wetmatigheden in de natuur ontdekt en bekend zijn, en dat is in deze maar al te waar, als kosmologen een vorm van energie moeten postuleren om de waarnemingen uit te leggen, waarbij ook de bestaande theorie van de oerknal overeind moet blijven. De roodverschuivingwet wordt gezien als het bewijs van de oerknaltheorie en deze roodverschuivingwet ligt nu juist sinds de ontdekking in 1998 onder vuur. De roodverschuivingwet geeft aan dat sterreneilanden roder zijn als deze ook verder van de Aarde staan. Dit als gevolg van de doppler wet toegepast op sterreneilanden. Een sterreneiland die verder in het verleden aanwezig was, waarbij de uitdijsnelheid van het heelal ook groter was zal dan een grotere roodverschuiving kennen dan van sterreneilanden die minder ver van de Aarde staan omdat alle sterreneilanden t.o.v. elkaar wegvlieden.

De Intelligent Design beweging ontkent het Big Bang model niet maar geeft daar wel bij aan dat het niet mogelijk om een heelal op een bepaald moment te laten beginnen zonder een creator / een scheppende kracht. Zij zien dit als een belangrijk aanknopingspunt dat er iets of iemand moet zijn geweest die dit in gang heeft gezet op dat moment. De Franse filosoof René Descartes gaf dit in het begin van de Renaissance al aan: 'Elk gevolg heeft een oorzaak'. In dit geval was het een oorzaak die geen heelal nodig had om ditzelfde heelal daarna in gang te zetten. Zal meer onderzoek ooit een antwoord kunnen geven op deze vragen?

De ware creationist blijft bij de feitelijke uitleg van de historische feiten in bijbel en moet dan ook de oerknal en de daarmee samenhangende leeftijd van het heelal ontkennen. De schepping duurde 6 dagen. De ouderdom van de Aarde en dus ook van het heelal als geheel is volgens het geslachtenregister in de bijbel niet meer dan 6000 jaar. Toch is in het heelal feitelijk aangetoond dat er sterren zijn die ouder zijn dan deze leeftijd. De creationist legt dit uit door te veronderstellen dat het licht van deze sterren tijdens de schepping onderweg geschapen is.

Andere kosmologen hechten waarde aan een heelal dat nooit is begonnen. Dat kan alleen als er een altijd durende creatiebron aanwezig was en is in het heelal. Iets wat wetenschappelijk onderzocht wordt. Niets heeft het eeuwig leven, ook sterren niet. Aangezien het heelal vol zit met sterren en niet 'uitgestorven' is, moeten er in dit geval in een vaste stroom continu nieuwe sterren ontstaan zijn en nu nog steeds ontstaan.

Genesis middels toeval

In de kosmologie wordt ook onderzoek gedaan aan de wijze waarop de grootschalige structuur van het heelal tot stand is gekomen door de locaties van de sterreneilanden en groepen van sterreneilanden van het heelal nu te vergelijken met het heelal toen. Het idee daarachter is: hoe verder je wegkijkt, hoe meer je het verleden van het heelal ziet. Als de afstand maar groot genoeg wordt, zou je zelfs het ware begin van het heelal weer kunnen waarnemen. Helaas zijn de professionele telescopen niet goed genoeg om deze klus te klaren. Wel is duidelijk geworden dat er net zoveel sterreneilanden zijn in het heelal, als sterren in onze eigen Melkweg. Ook is duidelijk geworden dat er meer sterren zijn dan zand aan de kusten van de Aarde. Dit is een bron van fascinatie voor vak- en amateurastronoom en een bron van verwondering van het bestaan van een groot God voor gelovigen die hiermee bekend zijn.

Het wetenschap onderzoek naar de wijze waarop de grootschalige structuur van het universum ontstaan is heeft niets te maken met de oerknal theorie maar des te meer met het inflatiemodel dat in 1981 bedacht is door de deeltjesfysicus en kosmoloog Alan Harvey Guth. Het inflatiemodel beschrijft de evolutie van het heelal tijdens de eerste triljoenste seconde na het begin. Daarna wordt het heelal verder beschreven met de oerknaltheorie die feilloos aansluit op het inflatiemodel. De oerknaltheorie beschrijft niets meer en minder dan de wijze waarop de grootschalige structuur in het heelal groter werd en wordt. Het doet geen uitspraak over het ontstaan of de evolutie van deze grootschalige structuur en is in die zin niet in conflict met het scheppingsverhaal. Het inflatiemodel daarentegen geeft wel een wetenschappelijk antwoord op de vraag hoe de huidige grootschalige structuur ontstaan kan zijn als het heelal ooit als een structuurloze 'hete bal' begonnen is. Het is het wetenschappelijk alternatief voor de wijze en het tijdstip van het allereerste creatiemoment op basis van niet bewezen natuurwetten waarbij er geen creator los van dit universum nodig was.

Dit alles is anno 2006 niet enkel theorie meer. De Wilkinson Microwave Anisotropy Probe satelliet heeft metingen gedaan aan de allereerste grootschalige structuur in de voor ons mensen grenzeloze verte van het universum. Deze waarnemingen kwamen overeen met wat volgens het inflatiemodel verwacht mocht worden. Andere kosmologen zijn sceptisch t.a.v. van deze meetresultaten. Meer en gedetailleerder onderzoek zal uitsluitsel moeten geven.

Op zoek naar zekerheid

Kosmologie is en blijft een empirische wetenschap: Een theorie blijft waar totdat het tegendeel aangetoond wordt. Het onderzoek naar de oorsprong en evolutie van de grootschalige structuren in het heelal gaat door. Op dit moment loopt het onderzoek naar een nieuwe satelliet, met de studienaam Wide Field Imager, die scherper dan ooit de discrepantie in beeld moet gaan brengen tussen de vermeende roodverschuivingswet en de werkelijkheid. Het zal nog minstens 5 jaar duren voor de kosmologen weer een klein stukje van deze wetenschappelijke puzzel kunnen leggen.
Drs. R.H.A. de Jong


Koop nu

Commentaar

Zie de huisregels welk commentaar wordt opgenomen!