Hoe is het universum ontstaan?

Waarom zijn we hier? Hoe is het universum begonnen? Volgens het Boshongo-volk in Centraal-Afrika was er vóór ons alleen duisternis, water en de grote god Bumba. Op een dag braakte Bumba, die buikpijn had, de zon op. De zon verdampte een deel van het water en liet land achter. Nog steeds onwel, braakte Bumba de Maan uit, de sterren en vervolgens het luipaard, de krokodil, de schildpad en, tenslotte, de mens.

Deze scheppingsmythe worstelt, net als vele andere, met het soort vragen dat wij ons vandaag de dag nog steeds stellen. Gelukkig hebben we nu, zoals nog zal blijken, een instrument om de antwoorden te geven: de wetenschap. Het eerste wetenschappelijke bewijs voor deze mysteries van het bestaan werd ontdekt in de jaren twintig van de vorige eeuw, toen Edwin Hubble waarnemingen begon te doen met een telescoop op Mount Wilson in Californië. Tot zijn verbazing ontdekte Hubble dat bijna alle sterrenstelsels zich van ons verwijderden. En hoe verder weg de sterrenstelsels, hoe sneller ze zich van ons verwijderen. De uitdijing van het heelal was een van de belangrijkste ontdekkingen aller tijden. Deze ontdekking veranderde het debat over de vraag of het heelal een begin had.

Als sterrenstelsels op dit moment uit elkaar bewegen, moeten ze in het verleden dus dichter bij elkaar hebben gestaan. Als hun snelheid constant was geweest, zouden ze miljarden jaren geleden allemaal boven op elkaar hebben gelegen. Was het heelal zo begonnen? In die tijd waren veel wetenschappers er niet gelukkig mee dat het heelal een begin had, omdat het leek te impliceren dat de fysica het had begeven. Men zou een beroep moeten doen op een externe instantie, die men voor het gemak god kan noemen, om te bepalen hoe het universum is begonnen. Daarom kwamen zij met theorieën waarin het heelal op dit moment uitdijt, maar geen begin heeft.

De bekendste theorie werd misschien wel voorgesteld in 1948. Deze theorie werd de “steady state”-theorie genoemd en suggereerde dat het heelal altijd had bestaan en er op elk moment hetzelfde zou hebben uitgezien. Deze laatste eigenschap had de grote verdienste dat het een voorspelling was die kon worden getest, een cruciaal ingrediënt van de wetenschappelijke methode. En het bleek niet te kloppen.

Observationeel bewijs voor de bevestiging van het idee dat het heelal een zeer dicht begin had, kwam in oktober 1965, met de ontdekking van een zwakke achtergrond van microgolven in de hele ruimte. De enige redelijke interpretatie is dat deze “kosmische microgolf-achtergrond” straling is die is overgebleven van een vroege hete en dichte toestand. Toen het heelal zich uitbreidde, koelde de straling af tot zij slechts het overblijfsel werd dat wij vandaag zien. De theorie ondersteunde dit idee al snel.

Met Roger Penrose van de Universiteit van Oxford toonde ik aan dat als de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein klopt, er een singulariteit zou zijn, een punt van oneindige dichtheid en ruimte-tijd kromming, waar de tijd een begin heeft. Het heelal begon in de oerknal en breidde zich snel uit. Dit wordt “inflatie” genoemd en het ging extreem snel: het heelal verdubbelde vele malen in omvang in een kleine fractie van een seconde. Door de inflatie werd het heelal heel groot, heel glad en heel vlak. Het was echter niet helemaal vlak: er waren kleine variaties van plaats tot plaats. Uit deze variaties zijn uiteindelijk melkwegstelsels, sterren en zonnestelsels ontstaan. Wij danken ons bestaan aan deze variaties. Als het vroege heelal volledig vlak was geweest, zouden er geen sterren zijn geweest en zou er dus geen leven zijn ontstaan. Wij zijn het product van oer-kwantumfluctuaties. Zoals duidelijk zal worden, blijven er nog vele grote mysteries over. Toch komen we steeds dichter bij het antwoord op de eeuwenoude vragen: Waar komen wij vandaan? En zijn wij de enige wezens in het heelal die deze vragen kunnen stellen?

Dit verhaal van Stephen Hawking is oorspronkelijk gepubliceerd als inleiding op het New Scientist boek The Origin of (Almost) Everything