Ik ben vandaag bij een zogenaamde ‘complexiteit’ lezing over de oerknal in Paradiso. Spreker is Robert Dijkgraaf, bijna directeur van IAS in Princeton. Zijn methodiek wordt omschreven als vooral ‘heel veel diep nadenken’. Hij neemt ook Johannes Obereuter mee.

Hij opent met een filmpje om onze plaats in het heelal te illustreren.

In de geschiedenis was het verband tussen tijd en ruimte niet vanzelfsprekend. Zelfs de derde dimensie is een ‘constructie’ van ons brein. We zien wel driedimensionaal, maar kijken eigenlijk naar de achterkant van ons netvlies. Tijd ervaren we wel, praktisch gezien zoals in een film. We stapelen dan 2 dimensies en plakken deze aan elkaar.

Natuurkundigen kregen pas meer inzicht toen men besefte dat de 3 ruimtedimensies en tijd verband met elkaar houden. Daarom bestuderen ze deze 4 dimensies als 1 object. Einstein speelde hier een belangrijke rol in. Zijn positie was uniek, aangezien hij besefte dat het decor (ruimte) niet meer apart gezien werd van tijd. En dus zich kon afvragen: “Hoe ontwikkelt het decor zich?”

Robert vervolgt: De big bang is niet het begin van het heelal, maar het begin van alles. Ook van ruimte en tijd. Einstein zelf had hier moeite mee. Hij introduceerde daarom een tegenkracht, zodat het heelal zowel niet explodeerde én niet implodeerde. Later zag hij dit als zijn grootste blunder.

De oerknaltheorie werd niet direct unaniem geaccepteerd. Toch werd dit door waarnemingen bevestigd:

• Hubble zag de roodverschuiving van sterren om ons heen, dat verklaard wordt doordat ze zich verwijderen. Niet alleen van ons, maar ook van elkaar. Dan moet alles in het begin op één plek zijn geweest. Vandaaruit explodeerde het heelal.
• Later, in 1965, deden Penzias en Wilson metingen aan radiostraling. Daarbij ontdekten ze de zogenaamde achtergrondstraling, de ‘echo’ van de oerknal.
• In 1989 werd COBE gelanceerd, die nog preciezer ging meten aan de achtergrondstraling.
• Vervolgens toont Robert voorbeelden van supernova’s. Het handige is dat deze  exploderen volgens een bepaalde vaste sterkte. Daardoor kan nauwkeurig de afstand worden bepaald. Hierdoor kwam de conclusie dat het heelal versneld uitdijt.  Dus niet alleen zomaar uitdijt, maar dat ook nog eens versneld doet. Het toekomstbeeld is dan niet zo rooskleurig: een eilanduniversum waarin sterrenstelsels als eilandjes in een steeds legere oceaan van niets achterblijven.

Robert zijn verhaal maakt ook bescheiden: als het heelal 13,7 miljard jaar oud is, dan kunnen we ook niet verder kijken dan 13,7 miljard lichtjaar ver. En waarom zou het heelal niet veel groter zijn?

Er is daarnaast 96% van de zogenaamde ‘donkere’ materie onbekend. Hij trekt kort de vergelijking met paleontologen: 1 op de 10.000 organismen laat ooit een fossiel achter. Dus ze weten dat ze van 99,9999% niets weten. Wij weten dat we van 96% niets af weten … Bewust onbekwaam en zo.

Enkele prikkelende vragen die nog steeds overblijven:

• Waarom is elk elektron identiek hetzelfde?
• Waarom is het universum zo groot?
• Waarom is het universum zo plat? Waarom kromt het niet in zichzelf terug?

Robert zegt dat studies van het ‘niets’ (het vacuüm) op dit moment het interessantst zijn, omdat in vacuüm niet niets gebeurt. Dit noemt men vacuümfluctuaties; het proces waarin er spontaan deeltjes en anti-deeltjes ontstaan en verdwijnen. Per saldo gebeurt er niets, maar ondertussen is het vacuüm heel druk.

Ook brengt Robert even de grootste en kleinste maat van het heelal bij elkaar:

• De plancklengte, oftewel de kleinste eenheid van ruimte. Ga je verder inzoomen, dan heb je geen tijd en ruimte meer over. Maar wat dan wel?
• De grootste maat is de Hubble-schaal oftewel de maximumafstand die we kunnen onderzoeken.
• Halverwege zit de schaal waarop het leven zich afspeelt.

De heilige graal van de fysica is nu, zo speculeert Robert, wat deze atomaire eenheden van tijd en ruimte zelf nu echt zijn.

Al met al is Robert een aangename spreker om naar  te luisteren. Wel vertelde hij weinig meer of anders dan de populair wetenschappelijk boeken vertellen. En ik denk dat de meesten in het publiek deze ideeën al wel kennen.