Streven. Vlaamse editie. Jaargang 49

[p. 442]

Mens en kosmos: een nieuwe plaatsbepaling?
Henk Jans

In vermoedelijk alle religies en culturen gaan vanouds mythen en verhalen om over het ontstaan van het heelal, die ontzaglijke, met hemellichamen bevolkte ruimte, waarin de verwonderde mens met moeite zijn plaats zoekt te bepalen. Het gevoelen van ‘vervreemding’ of ‘onbenulligheid’ ten aanzien van een kosmisch gebeuren dat zich manifest buiten de menselijke invloedssfeer voltrekt wist de oude kosmologie grotendeels op te vangen door de woonplaats van de mens te situeren in het geometrisch centrum van het universum. Na de Copernicaanse revolutie in de astronomie werd de mens mèt zijn aarde tot een marginaal en irrelevant kosmisch fenomeen gereduceerd. Niet minder revolutionair was de aflossing van het statisch door een dynamisch wereldmodel sinds het begin van deze eeuw: daardoor zag ook de kosmologie zich genoopt - vanuit een strikt wetenschappelijk standpunt - vragen te stellen en uitspraken te doen over de ‘aanvangstoestand’ van het universum. En in het heersende debat daarover willen een aantal kosmologen het bestaan van de mens reëvalueren als een relevant kosmologisch feit, dat het ontstaan zelf van het universum kan verhelderen.

Theorie en empirie

Het zal wel niemand verbazen dat het kosmologische discours over de ‘aanvang’ zowel structureel als inhoudelijk nogal verschilt van alle andere uitspraken over de oorsprong van het universum. Als positieve wetenschap houdt ook de kosmologie zich aan die bijzondere methode van kennisverwerving en -uitbreiding die men inductie pleegt te noemen. In de inductieve methode vindt een voortdurende wisselwerking plaats tussen door de mens ontworpen begrippenapparaten, de theorie enerzijds en door de mens verrichte waarnemingen of metingen, de empirie anderzijds. Elke nog zo elementaire waarneming veronderstelt al een minimale ‘theorie’ om het waargenomene te vatten en te duiden.

In haar geheel gaat die inductieve benadering uit van drie - tenminste impliciet aanvaarde - vooronderstellingen omtrent de (fysische) werkelijkheid: dat er nl. in het onderzochte gebied en uiteindelijk in het

[p. 443]

universum zelf, orde, wetmatigheid en rationaliteit is. De orde waarborgt dat er überhaupt iets begrepen kan worden: dat de werkelijkheid mèèr is dan een willekeurige verzameling van puur individuele gevallen, waarop onze uiteraard universele(re) begrippen geen vat zouden hebben. De wetmatigheid waarborgt dat die orde zich uit in - en kan afgeleid worden van -algemene principes, fysische wetten geheten. De rationaliteit tenslotte waarborgd dat die orde en wetmatigheid in (overwegend) mathematische termen geformuleerd kunnen worden. De ultieme rechtvaardiging van die veronderstellingen is van eerder pragmatische aard: gewoon de enorme vooruitgang in kennis, inzicht, voorspelbaarheid èn technische beheersing van de natuurprocessen, welke juist op grond van die veronderstelde aard van de werkelijkheid werd geboekt.

Het vele denkwerk - ook van strikt deductieve aard - dat in de wetenschap wordt verricht mag niet verhullen dat de empirie (de waarneming, het experiment) doorslaggevend blijft om ja of neen te zeggen op alle door de mens geconcipieerde en principieel hypo-thetische verklaringen. Afgezien van de eerder vermelde (impliciete) vooronderstellingen, gaat het inductief onderzoek niet uit van stellige uitspraken dàt iets zus of zo is, maar van vragen - aan de werkelijkheid gesteld - óf iets niet zus of zo zou kùnnen zijn, niet eerder zus dàn zo begrepen dient te worden.

Terwijl elke (gespecialiseerde) wetenschap al een stuk kosmologie veronderstelt, al een aantal tijd-ruimtelijke structuren accepteert waarbinnen de onderzochte processen zich afspelen, dient de kosmologie omwille van haar uniek object - bij definitie het heel-al - zich ook met die structuren zelf in te laten. Terwijl wij zelf deel uitmaken van de kosmos proberen wij toch de hele kosmos te begrijpen en te exploreren! Geen wonder dus dat vooral in de kosmologie ontzaglijk veel theoretisch werk wordt verzet, maar steeds bezield door de zorg de voorgestelde verklaringen zó te formuleren dat zij principieel (zij het misschien niet dadelijk) verifieerbaar blijven langs empirische weg.

De op grond van de inductieve methode verworven onderzoeksresultaten bleken van meet af aan nogal moeilijk verenigbaar te zijn met de vertrouwde bijbelse voorstellingen - en hun theologische interpretaties - van het ontstaan en de ontwikkeling van het universum. Wat men veelal niet inzag was: dat de kosmologie het aan zichzelf verplicht was te blijven zoeken naar de theoretische en empirische invulling van de orde, wetmatigheid en rationaliteit in het universum, zonder zich van dat probleem af te maken door het beroep op een Opperste Instantie, die pas orde uit de

[p. 444]

chaos zou geschapen hebben of op kritieke momenten tussenbeide kwam om de natuurprocessen in de gewenste richting te sturen.

Standaardvisie van het universum

De kosmologie bestudeert de huidige toestand van het universum en probeert op grond daarvan vroegere toestanden (zo mogelijk tot aan de oorsprong) te reconstrueren. Men ontwerpt alle mogelijke, mathematisch en fysisch consistente modellen, die qua niet-contradictorische systemen in principe gerealiseerd kunnen worden. Elk model levert één oplossing op van de Einsteinvergelijkingen van het gravitatieveld, afhankelijk van bepaalde ‘gekozen’ beginvoorwaarden of aanvangsgegevens. Alle modellen steunen op verregaande vereenvoudigingen: de meeste details worden weggelaten, behalve enkele, die men tot de globale kenmerken van het heelal rekent. Naast en samen met dat theoretisch werk wordt de exploratie van het universum onverdroten voortgezet. En op grond daarvan probeert men uit te maken tot welk theoretisch model ons reële universum in feite behoort. Die wisselwerking tussen theorie en empirie heeft in enkele decennia geleid tot een heel nieuwe visie op het universum, waarvan we de ‘verworven’ punten in een standaardvisie onderbrengen. Volgens die visie bezit ons universum vier fundamentele kenmerken: existentie, evolutie, singulariteit en symmetrie.¹

1 Deze uiteenzetting is grotendeels een resumé van M. Heller, Het universum als wetenschappelijke mythe, in Streven, nov. 1978, pp. 131-143; voor een ruimer gestoffeerde behandeling cfr. D.W. Sciama, Moderne Cosmologie, Aula-Paperback 21, Het Spectrum, Antwerpen/Utrecht, 1974.

Existentie

Met existentie bedoelt men de bevestigde mogelijkheid het universum in principe te kunnen onderzoeken met onze gewone fysische middelen en ons mathematisch instrumentarium. Pas Einsteins theorie van de algemene relativiteit heeft dat mogelijk gemaakt: alle pogingen om Newtons mechanica toe te passen op de globale reconstructie van het heelal waren vastgelopen in paradoxen en zelfs contradicties. Einstein vernietigde in 1917 het tot dan toe algemeen aanvaarde paradigma: dat de gewone wetten van de fysica binnen het universum niet van toepassing zijn op het onderzoek van dat universum. Thans geldt het universum als een immens

[p. 445]

laboratorium, ‘waarin’ wij uiterst grote materie- en energiedichtheden kunnen bestuderen, ofschoon die op aarde niet realiseerbaar zijn.

Evolutie

Vanouds beschouwde men het universum als een statische structuur: daarin kwamen wel onderlinge bewegingen van materie voor, maar de afstand tussen twee willekeurig gekozen punten gold als onveranderlijk in de tijd. Zo algemeen was die overtuiging dat zij niet eens uitdrukkelijk geformuleerd werd, en dat zelfs Einstein in zijn eerste ontwerp (het Einstein-universum) zijn eigen vergelijkingen zo manipuleerde dat er een statisch universum uit te voorschijn kwam. Maar twee maand later toonde de Sitter al aan dat een andere oplossing mogelijk was: een ‘leeg’ maar uitdijend heelal. Als eerste wist Friedmann in 1922 andere tussenoplossingen uit te werken.

In die modellen lijkt de aanvangstoestand op het Einstein-universum: statisch en met grote materie-dichtheid. Naarmate het universum alsmaar verder uitdijt wordt de materie-dichtheid geringer om op de limiet de nulwaarde te bereiken van het de Sitter-model. Friedmann beschouwde zijn modellen als puur mathematische mogelijkheden waarvoor geen enkele empirische bevestiging bestond.

Die bevestiging kwam weldra uit de Verenigde Staten waar Hubble en zijn medewerkers zich sinds 1912 bezighielden met de spectraal-analyse van het licht van ver verwijderde sterrennevels. In zo'n spectrum komen typische lijnen voor, veroorzaakt door de selectieve absorptie van het licht in gassen van bepaalde chemische elementen (zo onderscheidt men de waterstof-, natriumlijnen, enz.). In die spectra had Hubble de fameuze ‘rood-verschuiving’ ontdekt die als een Doppler-effect geïnterpreteerd werd. Het Doppler-effect behelst dat een bewegende lichtbron hogere frequenties produceert wanneer zij zich naar de waarnemer toe verplaatst, en lagere wanneer zij zich van de waarnemer weg verwijdert. De rood-verschuiving impliceerde dus dat die nevels een vluchtbeweging uitvoeren, van ons - de waarnemers - vandaan. Nadat Hubble in 1923 een nieuwe astronomische afstandsmeting ontworpen had, kon hij aantonen dat die nevels zich buiten ons melkwegstelsel bevinden en àlle die vluchtbeweging vertonen.

Op dat moment dook weer een theoreticus van formaat op, de Leuvense prof. G. Lemaître. Als leerling van Eddington verbond hij zijn grondige kennis van Einsteins relativiteitstheorie met Hubbles ontdekkingen. Zo ontstond in 1927 zijn fundamenteel werk, waarvan de titel precies zegt

[p. 446]

waar het hem om te doen was: ‘Een homogeen universum, met constante massa en groeiende straal, ter verklaring van de radiale snelheid van de extra-galactische nevels’. Lemaîtres grote verdiente was: de reeds geconstateerde rood-verschuiving streng deductief uit zijn mathematisch model te hebben afgeleid. Maar hij deed mèèr: uit zijn zo geheten Eddington-Lemaîtremodel volgde een tweede, nog verwonderlijker kenmerk. De snelheid van de vluchtbeweging moest des te groter zijn naarmate de nevels zich verder van de waarnemers vandaan bevonden. En reeds in 1929 kon Hubble bevestigen dat dit inderdaad het geval is (Wet van Hubble). Merken wij nog op dat Lemaître op eigen houtje Friedmans oplossingen opnieuw ontdekt had (ze heten de Friedmann-Lemaîtremodellen) en dat hij daaruit het eerder vermelde Eddington-Lemaîtremodel koos, dat ons reële universum het best zou weergeven.

Singulariteit

Keren wij het tijdsverloop van een uitdijend heelal om, dan wordt de expansie door een contractie vervangen: het volume van de ruimte benadert de limietwaarde nul terwijl de materiedichtheid ‘oneindig’ groot wordt. Fysisch bezien is die limietwaarde zo iets uitzonderlijks en singuliers dat zij genoemd werd: de aanvangs- of initiële singulariteit. Die singulariteit was een hoogst onwelkome verrassing voor fysici en kosmologen: ze is immers een ‘punt’ waar alle gewone fysische wetten het laten afweten. Het is een echte ‘grens’ van de door ons geconcipieerde tijd-ruimten. Wij verzamelen wel informatie over de singulariteit maar dan binnen de al ordelijke regionen van de tijd-ruimte.

Geen wonder dus dat men vele pogingen ondernam om die hinderlijke singularitiet weg te werken: zij zou slechts opgedoken zijn in de theoretische modellen omdat men daar van te grove vereenvoudigingen was uitgegaan. Een tijd lang werden Lemaître en zijn medestanders geridiculiseerd. Maar rond de jaren zestig kon men er niet meer onder uit: de nieuwe theorievorming toonde aan dat singulariteit onafhankelijk was van bepaalde symmetrie-voorwaarden, inherent aan de Friedmann-Lemaîtremodellen. De singulariteit blijkt innig verweven te zijn met de mathematische structuren zelf van de algemene relativiteitstheorie. En de klap op de vuurpijl kwam door de ontdekking van de ‘sporen van de aanvang’, de zo geheten Gamow-straling. (Volgens Lemaîtres hypothese van het oer-atoom en de ‘big bang’ zou een soort gigantische, samengedrukte atoomkern tijdens de oer-explosie, door radioactieve fragmentatie, de thans nog bestaande chemische elementen opgeleverd hebben. In 1948 gaf G. Ga-

[p. 447]

mow een nieuwe versie: de uiterst dichte aanvangstoestand zou het karakter van een plasma hebben gehad, een mengsel van neutronen en elektronen op een zo hoge temperatuur dat de vorming van echte atomen vooralsnog verhinderd werd. Uit zijn hypothetisch model wist Gamow de karakteristieken af te leiden die de rest-straling van een dergelijke oer-explosie thans nog zou moeten vertonen in een gelijkmatig over de ruimte verspreid stralingsveld.

In de jaren vijftig waren een aantal kosmologen - Bondi, Gold, Hoyle - tot de tegenaanval overgegaan met een heel ander model: een uitdijend heelal zonder singulariteit, waarin een voortdurende ‘schepping’ van materie ervoor instond dat de materie-dichtheid gelijk bleef ondanks de expansie. Die theorie was flink in zwang toen Penrias, Dicke en Wilson in 1964 de theoretisch ‘voorspelde’ Gamow-straling ontdekten mèt de vereiste karakteristieken. Het sindsdien door Penrose, Hawking en Geroch verrichte theoretische werk toonde nog maar eens aan dat alle relativistische universummodellen, die er enige aanspraak op maken realistisch te zijn - ons reële universum te kùnnen beschrijven - een singulariteit bevatten.

Symmetrie

In de kosmologie kan symmetrie twee dingen betekenen:

1^o	dat er in het universum geen geprivilegieerde plaatsen bestaan en dan heet het universum homogeen
2^o	dat er in het universum geen geprivilegieerde richtingen voorkomen en dan heet het universum isotroop.

Dat homogeniteit niet ipso facto isotropie hoeft te impliceren kunnen wij illustreren aan het reële fysische voorbeeld van de inwendige opbouw der kristallen. Elk kristal is homogeen, omdat het is opgebouwd uit de periodische herhaling, zonder hiaat, van eenzelfde configuratie van ionen, atomen of moleculen. De dichtheid van een kristal is dan ook overal gelijk, althans voor zover wij een volume-eenheid beschouwen die tenminste één volledige configuratie omvat. Maar elk kristal is voor nagenoeg alle andere fysische kenmerken (de wijze waarop thermische, magnetische, elektrische... energie er zich in voortplant) uitgesproken anisotroop: daar treden opvallende verschillen op volgens de beschouwde richting.

Wat nu ons universum betreft, men heeft heel goede redenen om aan te nemen dat een van de mathematisch simpelste oplossingen van de Friedmann-Lemaîtremodellen - een oplossing die ervan uitgaat dat ons universum homogeen èn isotroop is - in feite het best beantwoordt aan de fysische realiteit. En ook het meest recente onderzoek heeft aangetoond

[p. 448]

dat de galaxieën inderdaad op statistisch zeer uniforme wijze over de hele ruimte verspreid zijn - op voorwaarde dat wij die op voldoende grote schaal overzien - en dat de kosmische achtergrondstraling zeer isotroop is.

Het debat over de oorsprong

Dat ons universum zo symmetrisch is vormt de grote paradox tussen theorie en empirie. In de verzameling van alle theoretisch mogelijke modellen hebben de universummodellen die tegelijk homogeen èn isotroop zijn de limietwaarde nul. De vraag is dus: hoe komt het toch dat ons reële universum zo - onwaarschijnlijk - homogeen en isotroop is? Indien puur toeval de kosmologie bepaalt, welke kans was er dan dat uit de ontzaglijke verzameling van alle mogelijke werelden deze, onze reële wereld ontstond? Of anders bekeken: indien er geen louter toeval in het spel is, welke nog uit te denken en/of te ontdekken fysische mechanismen hebben onze reële wereld gemaakt tot wat zij geworden is?

In de recente kosmologie vinden wij vier antwoorden op die boeiende vraag. Vooral het laatste antwoord is verrassend omdat het teruggrijpt naar het schijnbaar definitief opgegeven antropocentrisme van vóór de Copernicaanse revolutie in de astronomie.²

2 Deze uiteenzetting is grotendeels gebaseerd op een niet gepubliceerde tekst (De mens als kosmologisch feit) ons welwillend afgestaan door Prof. Dr. M. Heller (Warschau); cfr. eveneens D.W. Sciama, o.c.

C.W. Misners ‘uniformiserende acties’

C.W. Misner gaat ervan uit dat de beginvoorwaarden volkomen willekeurig gekozen mogen worden: de aanvangstoestand van het universum is volledig chaotisch, noch homogeen noch isotroop. In zijn hypothese bestaan er fysische processen die de materie op korte tijd gelijkmatig verdelen. Maar in een uitdijend heelal moeten die hypothetische interacties wel snel genoeg zijn om alle plaatsen van het heelal te bereiken: verloopt die uitdijing te snel, dan zou het fysisch signaal met de grootst mogelijke snelheid (die van het licht) nooit alle uithoeken bereiken en niet kunnen instaan voor de ‘uniformisatie’ van de ruimte. Misner ontwierp dus in 1968 een reeks modellen, waarin de geometrie van de ruimte en het verloop van de uitdijing zo geconstrueerd zijn dat het licht, in een eerste evolutiefase, herhaalde malen een hele rondreis door het universum kan

[p. 449]

maken. En aangezien de neutrino's (elementaire deeltjes met lichtsnelheid) door hun interacties met de materie de aanvankelijke dichtheidsverschillen vermogen te neutraliseren, wordt ons universum tenslotte - statistisch en op grote schaal overzien - homogeen en isotroop.³

Misners modellen werden grondig bestudeerd. Uit die studie bleek dat zijn ‘uniformiserende interacties’ slechts efficiënt zijn dank zij aparte parameters die in zijn model binnengeslopen waren. Maar daarmee blijft de vraag overeind: waarom is ons universum zo apart?

3 C.W. Misner, The Isotropy of the Universe, in The Astrophysical Journal, 151, 1968, pp. 431-457; cfr. D.W. Sciama, o.c. pp. 176, 200.

Derek Raine en het principe van Mach

Het tweede antwoord op de gestelde vraag dateert al van de voorgeschiedenis van de relativiteitstheorie. Nog vóór Einstein had Mach de overtuiging uitgesproken dat ruimte en tijd, los van de materie, gewoon niet bestaan: mèèr nog, dat de materie en haar bewegingen ruimte en tijd volledig bepalen. In Einsteins relativiteitstheorie gaat er wel een zekere invloed uit van de materie op de tijd-ruimtelijke structuren, maar zij worden er (meestal) niet volledig door bepaald: Einsteins vergelijkingen zijn zelfs verenigbaar met een tijd-ruimte zonder materie.

Machs principe is een onuitputtelijke bron van discussies gebleven. De Brit Derek Raine heeft het op originele wijze weer opgenomen⁴. In zijn mathematische modellen worden àlle lokale eigenschappen van de tijdruimte volledig bepaald door de verdeling en beweging van de totale materie in het universum. Al die modellen vallen op door hun hoge graad aan symmetrie: m.a.w. de materie slaagt er niet in de tijd-ruimte volledig te determineren tenzij ze voldoende gelijkmatig over de hele kosmos verspreid is. Anisotrope modellen komen automatisch in tegenspraak met Machs principe: ‘wij leven in zo'n aparte wereld, omdat alleen zo'n wereld verenigbaar is met het principe van Mach’. Maar voor de meeste kosmologen blijft ook daarmee de vraag open, zolang dat principe een postulaat, is waarvoor nog geen empirische bevestiging geleverd werd.

4 R. Raine, Mach's Principle in General Relativity, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Journal, 1975, p. 507; cfr. D.W. Sciama, o.c. pp. 46, 129, 198, 200.

[p. 450]

Y.B. Zeljdovitsj' ‘wrijving van het vacuüm’

De Russische kosmoloog Zeljdovitsj baseerde zijn theorie op alle bekende wetten van de gravitatie en de quantumfysica.⁵ Hij laat de materie (deeltjes) ontstaan uit de - vooralsnog materieloze - sterke ‘kromming’ van de Einsteiniaanse tijd-ruimte in de buurt van de aanvangssingulariteit. Maar die singulariteit moet dan anistroop zijn: volgens Zeljdovitsj kunnen uit de symmetrische singulariteiten van Friedmann en Lemaître nooit materiedeeltjes geboren worden. Alleen doordat de aanvankelijke uitdijing van het heelal anisotroop verliep - met verschillende snelheden in verschillende richtingen - kon een materieverwekkend proces op gang komen, dat analoog is met de wrijving in de klassieke mechanica. In een vloeistof treedt alleen wrijving op wanneer verschillende lagen zich met verschillende snelheden bewegen: die wrijving zet zich in warmte om en de dissipatie van die energie zal met verloop van tijd de hele vloeistofmassa homogeniseren. Op analoge wijze zou de aanvankelijk anisotrope wrijving van het energie-rijke ‘vacuüm’ tegelijk de materie doen ontstaan en op korte tijd de dissymmetrieën doen verdwijnen. Zeljdovitsj' antwoord op de gestelde vraag luidt: ‘Ons universum is zo apart, omdat uit een anisotrope aanvangssingulariteit noodzakelijkerwijze een symmetrisch universum moet voortkomen’. Maar ook zijn hypothese mist vooralsnog een empirische verificatie, zodat de meeste fysici de discussie open laten.

5 Y.B. Zeljdovitsj, I.D. Novikov, De structuur en de evolutie van het universum, (in het Russisch), Moskou, 1975; cfr. D.W. Sciama, o.c. pp. 176, 200.

B. Carters ‘antropisch principe’

Bernard Carter heeft de termen van het probleem omgekeerd. Volgens hem is het opgeven van het antropocentrisme in de post-Copernicaanse astronomie een vruchtbaar methodologisch beginsel, dat men evenwel niet tot een wetenschappelijk dogma mag verheffen. Twee soorten structuren - op kleinere schaal - zijn eveneens kosmologische feiten. Om te beginnen heeft elke galaxie, elke ster, elke planeet qua inhomogene structuur in de ruimte iets uitzonderlijks en gepriviligieerds. Vervolgens is er het eveneens empirische feit: dat heel aparte gunstige voorwaarden van temperatuur, astro-fysische omgeving, chemische samenstelling enz... onmisbaar zijn voor ons eigen bestaan in de kosmos als waarnemers van

[p. 451]

die kosmos. Op tenminste één planeet is leven ontstaan en de evolutie daarvan bracht wezens voort die o.m. kosmologie bedrijven.⁶

Carter hanteert dit feit als een methodologisch beginsel, waaruit heel wat kan afgeleid worden omtrent de noodzakelijke structuren van ons reële universum. Volgens zijn ‘zwak antropisch beginsel’ is onze positie in het universum noodzakelijkerwijze geprivilegieerd; niet omdat wij in het geometrisch centrum zouden wonen, maar omdat die positie verenigbaar is met ons bestaan als waarnemers van het universum. Uit het antropisch beginsel volgt o.a. dat de ouderdom van het universum niet willekeurig klein of groot kàn zijn. Was het universum (veel) ouder, dan zouden er niet genoeg ‘gewone’ sterren zijn zoals onze zon die voldoende energie op stabiele wijze uitstralen: en dat blijkt een onmisbare voorwaarde te zijn voor het ontstaan en de instandhouding van leven op een planeet. Was het universum (veel) jonger dan zouden de zwaardere elementen (dan waterstof) zich nog niet hebben gevormd die eveneens onmisbaar zijn voor het leven.

Carter wist uit zijn beginsel enkele relaties af te leiden tussen bv. de ouderdom van het heelal en zijn totale massa, relaties die Eddington al eerder had afgeleid uit de fameuze ‘numerieke coïncidenties’.⁷ Het gaat daar om het merkwaardige feit dat er tussen bepaalde parameters van de micro- en macrokosmos zeer eenvoudige relaties bestaan, alle van de grootte-orde van het getal 10⁴. Zo is de verhouding tussen de ‘straal van het heelal’ en de klassieke ‘straal van een elektron’ bij benadering gelijk aan 10⁴⁰. De verhouding tussen de gravitatie en de elektrische kracht tussen een proton en een elektron is ongeveer gelijk aan 2 × 10³⁹. Dat beide getalwaarden van dezelfde orde van grootte zijn is dan de eerste coïncidentie. Een tweede coïncidentie is het feit dat hetzelfde groot getal (10⁴⁰) gelijk is aan de vierkantswortel van het aantal deeltjes (protonen) in het universum. Vooralsnog missen de door Eddington en Carter afgeleide relaties een theoretische fundering op een nog dieper liggende mathematische structuur, maar het feit dat Carter ze ook uit zijn antropisch principe wist af te leiden stemt toch tot nadenken.

6 Cfr. George Gale, The Anthropic Principle, in Scientific American, dec. 1981, pp. 114-122.

7 B. Carter, Large Number Coincidences and the Anthropic Principle, in Cosmology, IAU Symposium, Reidel Publ. Company, 1977, pp. 291-299; cfr. D.W. Sciama, o.c. pp. 128-130.

[p. 452]

Carter formuleerde ook een ‘sterk antropisch beginsel’: het universum of - in mathematische termen uitgedrukt - het geheel van de parameters die het beschrijven, moet van die aard zijn dat het, in een bepaalde periode van zijn bestaan, verenigbaar is met het ontstaan van een waarnemer. De existentie van intelligente waarnemers is slechts mogelijk voor zover men uitgaat van welbepaalde en uiterst beperkte combinaties van o.m. de beginvoorwaarden. In het geheel van de theoretisch mogelijke modellen bepalen die combinaties de deel-verzameling van de kenbare universums. In zijn antwoord op de gestelde vraag parafraseerde Carter Descartes' uitspraak: ‘Cogito, ergo mundus talis est’. Ik denk, dus is de wereld van die (denk- en kenbare) aard.

C.B. Collins en S.W. Hawkings hebben die argumentatie op hun manier ontwikkeld⁸. Elk niet-contradictorisch model stelt een mogelijk universum voor. Maar vele van die universums evolueren zo dat daarin nooit galaxieën ontstaan. Maar die schijnen noodzakelijk te zijn voor het ontstaan van een intelligente waarnemer die niet kan bestaan tenzij in een voldoende symmetrisch universum. ‘Het feit dat wij het universum waarnemen als zijnde zeer isotroop, zou dan slechts een consequentie zijn van ons bestaan’. Een andere kosmos was of is mogelijk, maar dan zou er zeker geen kosmologie zijn.

8 C.B. Collins, S.W. Hawking, Why is the Universe isotropic? in The Astrophysical Journal, 180, 1973, pp. 317-334.

Kosmologie en scheppingsgeloof

De onbevangen mee-denkende christengelovige vraagt zich terecht af hoe de jongste inzichten van de kosmologie verenigbaar zijn met zijn geloof in een God, Schepper van het heelal.

Het is zonder meer duidelijk dat de eerste drie antwoorden op de vraag naar de oorsprong van het universum niets anders beoogden dan trouw te blijven aan het methodologisch project van hun wetenschap: tot aan en zelfs in de oorsprong zoeken naar kenmerken of structuren, inherent aan de fysische werkelijkheid, die de hele evolutie vanaf de aanvang verhelderen. Sinds Einstein en de quantumfysica is het alsmaar duidelijker geworden hoe ongemeen rijk aan informatie (en determinatie) die fysische werkelijkheid is, ook in haar zogenaamd meest primitieve en elementaire toestand. Hier blijft o.i. de mogelijkheid open naar de vraag: waar die informatie-rijkdom vandaan komt? Moeten en mogen wij ons beperken tot

[p. 453]

de constatering dat de vooronderstelde orde, wetmatigheid en rationaliteit er zijn; of mogen of moeten wij ook vragen naar de eigenlijke bron, de oorsprong van die opvallende ‘intelligibiliteit’ van de materie? Voor de - ondogmatische en onkerkelijke - Einstein was het antwoord op die vraag nogal evident: die intelligibile rijkdom diende men in een soort Superieure Intelligentie te situeren. Of woordelijk: ‘De met een diep - aan het religieuze verwant - gevoel verbonden overtuiging dat een Superieure Intelligentie zich in de ervaarbare wereld openbaart, vormt mijn Godsbegrip’⁹. Van bij de aanvang was de fysische werkelijkheid zo rijk aan informatie dat zij a.h.w. autonoom haar door ons met veel moeite ontrafelde evolutie kon beginnen. Wie evenwel geen ‘behoefte’ heeft aan een verklaring van het zijn en zo-zijn van de aangetroffen orde, wetmatigheid en rationaliteit zal in gemoede een Schepper daarvan kunnen missen.

Het vierde type antwoord ging een heel andere en hoogst onverwachte richting uit. Ofschoon de kosmologen daartoe kwamen langs een heel andere weg dan een Teilhard de Chardin b.v., herinnert hun antwoord sterk aan zijn visie op mens en kosmos: hij komt echt voort uit edn kosmos die van zulke aard diende te zijn dat die mens-wording mogelijk werd. In dat perspectief blijft dan o.i. weer de vraag open naar het waarom en hoe van dat opmerkelijk fenomeen. Misschien heeft Einsteins Superieure Intelligentie een kenbaar èn gekend universum, uiteindelijk dus ons mensen zelf gewild (en lief gehad zoals de christelijke belijdenis beweert)? Zonder het bevestigende antwoord op deze vraag als een dwingende conclusie uit het antropisch principe te willen afleiden, menen wij dat het op zijn minst verenigbaar is met die recente kosmologische visie.

9 A. Einstein, Mein Weltbild, Berlijn, 1964, p. 171.