Briljant: Stephen Hawking

Briljant!

Door: Feije Wieringa

In 1988 verscheen Het Heelal van de Britse, aan de spierziekte ALS lijdende, professor Stephen Hawking. Het boek sloeg in als een bom, mede doordat Hawking ingewikkelde materie in eenvoudige taal wist te verwoorden, zodat het voor het gewone publiek toegankelijk werd. Hij beschreef de bevindingen over de vorming, toestand en toekomst over het universum, zoals die op dat moment in de wetenschap bekend waren. Nu is een nieuw boek verschenen: Het Grote Ontwerp.

Ook werd Hawking bekend door zijn revolutionaire ontdekking dat uit de zogenaamde zwarte gaten informatie naar buiten sijpelt. Daarvoor werd gedacht dat zwarte gaten alle licht, materie en straling naar binnen trekken en samenballen tot een oneindig klein punt, waarin geen tijd en ruimte bestaat. De ontdekking van de ontsnapping van materie uit een zwart gat, werd later ‘Hawking straling’ genoemd.

Einstein

Kijk, dat is nog eens wat anders dan dat er een brok vliegend ruimtepuin in de vorm van een asteroïde naar je wordt genoemd. Door zijn ziekte kan Hawking zich uitsluitend verplaatsen in een rolstoel en hij kan alleen praten door met zijn oogleden een spraakcomputer aan te sturen. In feite had zijn ziekte al jaren geleden zijn dood moeten betekenen. Het is dus een wonder dat hij nog leeft, maar een nog groter wonder is dat zijn denkraam vermoedelijk dezelfde orde van grootte bezit als dat van zijn collega Einstein. Beiden hebben de grenzen van de moderne fysica verlegd. Hawking bezoekt graag kroegen, heeft een bijzonder genuanceerd gevoel voor humor en is onlangs door de NASA getrakteerd op een paar minuten gewichtloosheid. Hij was als een kind zo blij. Het is zijn droom om nog eens met een spaceshuttle de ruimte in te worden geschoten. Het zou me niet verbazen dat dit denkraam in z’n rolstoel dat nog voor elkaar krijgt ook.

Stroomversnelling

Sinds 1988 is de exacte wetenschap, niet in het minst door het werk van Hawking, in een stroomversnelling geraakt. Dat een en ander zich aan het oog van het grote publiek heeft onttrokken komt doordat de fysica en kwantummechanica als pure wiskundige modellen worden neergezet, en die zijn nauwelijks in gewone taal te vatten. Daar komt nog eens bij dat de snaartheorie eveneens een rol is gaan spelen.

Die theorie gaat uit van het bestaan van meer dimensies dan de ons bekende, en je moet wel heel erg abstract zijn aangelegd om zoiets te kunnen visualiseren. Daarnaast speelt de kwantummechanica ook een niet onbelangrijke rol in dit geheel. En van de kwantummechanica heeft Nobelprijswinnaar (tevens drummer in een stripclub) Richard Feynman ooit gezegd: “Wie beweert de kwantummechanica te begrijpen, die begrijpt er in ieder geval helemaal niets van.” Onalledaagse materie, dus. Hoewel Hawking glashelder schrijft moet ik bekennen dat veel in het boek mijn bevattingsvermogen te boven gaat, terwijl mijn wiskundeknobbel heel redelijk is ontwikkeld. Desondanks is Het Grote Ontwerp ‘a hell of a read’. Het gedeelte dat wel te bevatten is, is namelijk al wonderbaarlijk genoeg. Om in het stramien van dit blad te blijven: het gaat hiet om hot psychedelic stuff!

Hawking Humor

De titel van het boek is een typisch staaltje van Hawking humor. Het doet denken aan ‘intelligent design’, de gedachte dat het universum is bedacht en in elkaar gezet door een alwetende schepper die ook wel ‘god’ wordt genoemd. Maar Hawking schrijft nadrukkelijk ‘groot’ en mijdt ‘intelligent’, want Stephen is een atheïst en groot bewonderaar van Darwin. Zijn hele theorie is erop gebaseerd dat er geen schepper nodig is, sterker nog, dat een schepper een onmogelijkheid is, om het universum te laten bestaan. Hawking bedoelt alleen dat het universum groot is en dat het zichzelf helemaal heeft ontworpen, zonder tussenkomst van een schepper of een andere hogere intelligentie. Voor de bijbelvaste lezers onder ons moet dat welhaast een blasfemische gedachte zijn. Het is dan ook niet onwaarschijnlijk dat veel religies Hawking, net als Darwin, zien als de verkondiger van een demonische leer. Wetenschap en religie: het zal nooit leiden tot een goed huwelijk. Gelukkig winnen wetenschap en logica gestaag terrein en raken de orthodoxe kerken steeds meer aanhangers kwijt.

Filosofie

Ik citeer Hawking vrij: “Wij zijn maar een korte tijd hier op aarde en in die tijd onderzoeken we maar een klein deel van het heelal. Maar wij mensen, stellen vragen en zoeken antwoorden, zoals: Hoe kunnen wij de wereld waarin wij leven begrijpen? Hoe gedraagt het heelal zich? Wat is de aard van de werkelijkheid? (terrein van de kwantummechanica: is er eigenlijk wel een werkelijkheid. F.W.) Hoe is alles ontstaan? Heeft het heelal een schepper nodig? De

meesten van ons zijn niet voortdurend met deze vragen bezig (je zou er gek van worden), maar vrijwel iedereen denkt er wel eens over na. Traditioneel horen deze vragen thuis op het terrein van de loso e, maar de loso e is dood. Zij heeft geen gelijke tred gehouden met moderne wetenschappelijke ontwikkelingen, met name die op het gebied van de moderne fysica. In de menselijke zoektocht naar kennis zijn het de natuurwetenschappers die momenteel de fakkel van de ontdekking dragen. De loso e zegt soms zinnige dingen over moraal en menselijk gedrag, maar op het gebied van wetenschap heeft de loso e ons niets zinnigs meer te bieden. Filosofen hebben ook zelden genoeg exacte kennis in huis om wetenschap te bedrijven. Filoso e kan hooguit iets zeggen over de toepassing van wetenschap, maar dan hebben we het over moraal en niet over kennis.

Ons heelal is er maar eentje uit velen

Tot voor kort was de gangbare theorie dat het heelal zoals wij dat kennen en waarnemen het allesomvattende ‘dat wat er bestaat’ is. Ons melkwegstelsel en al die andere melkwegstelsels met sterren en planeten, die het aantal zandkorrels op de aarde in aantal verre overtreffen, is al oneindig groot en eigenlijk niet te visualiseren. Hawking komt nu met een compleet ander, uiterst degelijk onderbouwd concept: het aantal melkwegstelsels is al oneindig groot, maar er zijn ook nog eens onvoorstelbaar grote aantallen universa. Hawking becijfert het aantal heelallen (beetje paradoxaal, want van een heelal zou je verwachten dat het alles al omvat) op 10 tot de 500ste. Dat betekent dat er meer universa moeten zijn dan dat er atomen in ons hele heelal bestaan. Het klinkt bizar, en als je er over nadenkt, wordt het alleen maar vreemder, maar dat bedenk dat tot voor kort het idee dat tijd relatief is ook bizar was en dat de kwantummechanica ons ook nog steeds voor raadselen stelt. Ons heelal is maar een atoom in een zee van universa. Hawking ziet in die duizelingwekkende aantallen geen hand van een schepper. Zijn stelling is dat het heelal, zoals dat bestaat, een kwestie is van toeval. Simpel gezegd: als het om zulke grote aantallen gaat, is het logisch dat er een heelal bij is dat geschikt is voor intelligent leven. De natuurwetten in dit heelal zijn van dien aard dat het niet anders kan. Zou er een god zijn, dan zou die net zo min boven de natuurwetten kunnen staan. Waarmee de oude paradox weer opduikt in de vorm van de vraag: kan god een steen maken die hij zelf niet kan tillen?

Kwantum

Kan uit het niets iets te voorschijn komen? Volgens de klassieke natuurkunde is dat een onzinnige vraag. Maar sinds de kwantummechanica wordt toegepast, is die vraag juist heel erg relevant. De kwantummechanica houdt zich bezig met de kleinste deeltjes en dan moet je denken aan afmetingen van biljoenste millimeters, en die nog eens triljoenen malen verkleind. In de kwantumwereld gelden de normale natuurwetten niet en bestaan er massaloze (dus ‘nietsige’) entiteiten, waarvan het gedrag volkomen onvoorspelbaar is. Volgens Hawking is het ontstaan van het heelal het gevolg geweest van een kwantumfluctuatie. Denk je eens in: alles wat er is, is ooit kleiner geweest dan de kern van een atoom! Hawking legt het allemaal heel plausibel uit en noemt zijn bevindingen de M-theorie. Daarmee bedoelt hij een verzameling van meerdere, elkaar overlappende theorieën. Abstract en wonderlijk, maar iets beters is er op dit moment niet. Of je moet ervan uitgaan dat het scheppingsverhaal in de bijbel de sluitende verklaring biedt. Hoe wonderlijk de verklaring van Hawking ook moge wezen, hij is met voorsprong beter dan een versie waarin sprekende slangen en bomen van goed en kwaad het universum verklaren. Briljant boek! Briljant geschreven!

Het Grote Ontwerp Stephen Hawking Uitgave: Bert Bakker