27 juni 2019

Hoe kan er nou een compleet heelal uit het niets ontstaan?

Hoe krijg je een heelal uit het niets?

Hoe krijg je een heelal uit het niets?

In één van de reacties op mijn blog over de leeftijd van het heelal – door de WMAP-sonde onlangs vastgesteld op 13,772 miljard lichtjaar – werd door lezer Shem de vraag gesteld hoe een compleet heelal uit het niets kan ontstaan. Een vraag die moeilijk te beantwoorden lijkt, want verklaar maar eens hoe 13,772 miljard jaar geleden alle miljarden sterrenstelsels met al hun miljarden sterren en planeten – inclusief ons eigen nietige planeetje de Aarde – opgepropt zaten in één klein puntje, met een oneindig grote dichtheid en temperatuur. Eigenlijk lijkt het een onmogelijkheid om te verklaren waar dat ”oeratoom”, zoals de Belgische priester George Lemaïtre het in 1931 als eerste noemde, vandaan kwam en hoe dat uit het niets oppopte. Een dilemma dat prachtig in deze tekening te zien is: ooit was er niets en toen ontplofte dat niets ook nog eens. Lijkt niet te verklaren, tenzij je in een God gelooft, die het heelal in een kleine week in elkaar knutselde en die met wat spreuken het licht, de zon, maan, planeten en sterren tevoorschijn toverde. Maar voor die gemakkelijke uitweg kiezen de sterrenkundigen niet. Sterker nog, er is wel degelijk een verklaring mogelijk hoe uit het niets een compleet heelal kan ontstaan! Voor die uitleg zijn een aantal ingrediënten noodzakelijk:

  • Het ”niets” is helemaal niet leeg. Door de quantum-mechanica (Heisenberg”s onzekerheidsprincipe) weten we dat de lege ruimte continue gevuld is met opborrelende virtuele deeltjesparen, die elkaar in korte tijd weer vernietigen en vervolgens verdwijnen. Je zou denken dat we van die virtuele deeltjes weinig merken, maar vergis je niet. Onze landgenoot Ernst Casimir was de eerste die ontdekte dat er vanuit het ogenschijnlijk lege vacuüm grote krachten kunnen komen, het Casimir-Effect. Bovendien wordt het grootste gedeelte van alle massa die wij om ons heen zien gevormd door die virtuele deeltjes! Ja ja, ik weet het, dat is nogal een zware stelling. Maar hij is juist. Neem bijvoorbeeld het proton, het deeltje dat samen met de neutronen alle atoomkernen vormt. Het proton weegt 938 MeV. Ieder proton is opgebouwd uit 2 up quarks en 1 down quark. Het up quark weegt volgens schattingen tussen 1,5 en 4,0 MeV, het down quark 4 tot 8 MeV. Die drie quarks wegen dus bij elkaar maximaal 16 MeV. En waar komt de rest van die 938 MeV vandaan? Deels als ”contributie” door de virtuele deeltjes, deels door de kinetische energie van gluonen, de kleurdragers die tussen de quarks door bewegen.
  • Het heelal is vlak. Van de vorm of geometrie van het heelal zijn er drie modellen: een heelal met een positieve kromming (bolvormig, gesloten), eentje met een negatieve kromming (hyperbolisch, open) en eentje zonder kromming, een vlak (Engels ”flat”) heelal. Niet alleen is een vlak heelal wiskundig gezien het meest aansprekend – vanwege de symmetrische eenvoud ervan – ook in kosmologische theorieën als de inflatietheorie komt een vlak heelal er als favoriet van de drie modellen uit. En de laatste WMAP gegevens laten zien dat een vlak heelal ook vanuit de waarnemingen de beste beschrijving van het heelal geeft1.
  • De totale massa-energie van een vlak heelal is… nul! En dit is de crux van de zaak, die alles feitelijk verklaart. De som van de positieve massa (zowel gewone materie als donkere materie) en de negatieve energie van de zwaartekracht is nul. Men noemt dat in het Engels het ”zero energy universe”. Omdat de weegschaal van het heelal dus netto nul is, kan het heelal vanuit het ”niets” gemakkelijk ontstaan.

In zijn boek A Universe From Nothing” beschrijft de kosmoloog Lawrence M. Krauss hoe door deze ingrediënten vanuit het ”niets” een compleet heelal kan ontstaan. Ik heb in 2009 een blog geschreven, waarin een video van ruim een uur te zien is, waarin Krauss dieper op dit onderwerp in gaat. En dat is dus ook hoe ik denk dat het ruim 13,7 miljard jaar geleden moet zijn gegaan: vanuit het ”niets” borrelde vanuit het ”quantum schuim” een heelal op dat vlak was en dat een totale massa-energie van nul had. Kortom, de eerste zin van Genesis I zou eigen moeten luiden: “In den beginne was er het Onzekerheidsprincipe“. 🙂

  1. De kromming van het heelal wordt ook wel weergegeven door de term Omega. In een heelal met positieve kromming is Omega > 1, in een heelal met negatieve kromming is Omega < 1 en in een vlak heelal is Omega gelijk aan 1. WMAP heeft waargenomen dat Omega ongeveer 1,,003 is, dus bijna gelijk aan 1. []

Reacties

  1. Jolanda kwast zegt

    Als er dan van niets iets is ontstaan dan vraag ik mij af hoe dat quanten schuim er is gekomen

  2. De som van alle positieve en negatieve massa energie was natuurlijk niet nul.. anders was het heelal niet ontstaan; er was een quantum fluctuatie die deze balans op enig moment even verstoorde. En het is m.i. ook duidelijk dat niet alle massa in dat “oeratoom” zat maar er later aan toegevoegd is tijdens de expansie; als een weegschaal die telkens aan weerszijden met standaard gewichtjes (quanta) aangevuld moet worden om die minuscule fluctuatie te corrigeren. Zo zijn er vele theorieën waarvan deze van Kraus er maar 1 van is.

  3. Marc Opdebeeck zegt

    Natuurlijk kan het heelal uit het niets ontstaan!
    Zo zie je maar weer eens hoe de huidige wetenschap in de knoop zit.
    Groet Marc 🙂

  4. Citaat Rumsfeld: “There are known knowns; there are things we know we know. We also know there are known unknowns; that is to say we know there are some things we do not know. But there are also unknown unknowns – the ones we don’t know we don’t know.”
    Ofwel, wat is de zin van de wetenschap als alles bekend zou zijn, gewoon blijven zoeken dus…
    To explore strange new worlds, to seek out new life and new civilizations, to boldly go where no man has gone before 🙂

  5. Marc Opdebeeck zegt

    Die indruk heb ik ook al opgemerkt, Nico.
    Sommige willen de echte waarheid zelfs niet weten omdat zo hun geloof in gevaar komt. Raar he!
    Het is een feit dat als de puzzle opgelost wordt door een ander het plezier en de betrachting van zelf erachter te komen wegvalt.
    Daarom wil ik die droom van velen niet meteen vernietigen. Laat iedereen( the scheep) maar genieten van de onwetendheid
    🙂 Marc

  6. Ondat ‘niets’ nooit heeft bestaan.
    Wij denken met onze hersenen. Voor ons moet een begin bestaan uit niets.
    Dat is verkeerd denken.
    Het heelal ontstaat uit een coördinaat met enorme hoge energiewaarde en deze zal een fractie na ineenstorting tot dat punt weer uiteengaan. Er zijn ontelbare universums ontstaan uit deze energie en er zullen nog ontelbare universums ontstaan. De energie gaat nooit verloren, deze is enkel onderhevig aan transitie.
    Van oersoep tot waterstof tot elementen tot een koud heelal dat weer ineenkrimpt tot een puntcoördinaat en weer begint. Het hele verhaal gaat eindeloos zo door.

  7. Volgens mijn bescheiden mening is tijd een belangrijke constante. Zoveel te zwaardere materie zoveel te meer tijd . Geen materie is geen tijd. Heel het heelal zonder materie is tijdloos. Licht heeft nog altijd tijd nodig om afstand te overbruggen. Het punt waar het heelal ontstond moet bijgevolg het hele heelal geweest zijn . Tijdloos en oneindig.

  8. Denk eens aan een slechte verdeling van niets. De toale som van materie, anti-materie, energie, evt. Donkere materie en evt. Donkere energie etc… zou NUL kunnen zijn.
    Zou dat een mogelijkheid kunnen zijn?

  9. Materie, energie kan worden omgezet in ruimte-tijd of het tegengestelde ervan, het vreet in dat proces de ruimte-tijd op, waardoor de totale zwartekracht van het zwartegat afneemt.. Zie wat er volgens Hawkings gebeurt op de waarnemingshorizon van een zwartgat. Dus is ook het omgekeerde mogelijk. Bij het ontstaan van de Ruimte-tijd ontstond een evenredige hoeveelheid materie, energie ….. BigBang noemen ze dat.
    P.S. niet serieus nemen, gedachten kronkels van een leek op dit gebied.

  10. Peter gielissen zegt

    Wat een ingewikkelde poespas allemaal. Ga eens uit van pure logica ,dat is simpel, iets dat uitzet, en andersom, krimpt, is toch ook normaal. Dat wil zeggen dat de hele mikmak wat ons oog en telescoop kan zien, was één geheel en is ontploft, wat nu waarneembaar materie is !

  11. Citaat: Het ”niets” is helemaal niet leeg. Door de quantum-mechanica (Heisenberg”s onzekerheidsprincipe) weten we dat de lege ruimte continue gevuld is met opborrelende virtuele deeltjesparen, die elkaar in korte tijd weer vernietigen en vervolgens verdwijnen.

    Ik begrijp er werkelijk helemaal niets van. Ik twijfel er niet aan dat deeltjes in een vacuüm spontaan kunnen ontstaan en verdwijnen, maar voor de oerknal BESTOND tijd, ruimte, (donkere) energie en (donkere) materie NIET. Dan is er dus ook geen vacuüm waarin deeltjes kunnen ontstaan of verdwijnen. Stel dat er op dit moment een nieuw universum ontstaat waarvan iemand daar over 13,8 miljard jaar zegt: “voor de oerknal was er geen tijd, ruimte, energie en materie” terwijl voor ons dan inmiddels 27,6 miljard jaar versterken zijn sinds het ontstaan van ons universum.

    • Marc Opdebeeck zegt

      Jan, en allen die de BigBang theorie in twijfel trekken of met het ontstaan van ons heelal worstelen.
      We kunnen de oefening van de logica eens overdoen.

      1) is er IETS ? Ja, dat zien we als we rondom ons kijken. Maar, en dan komen we even in het domein van de ontologie, is dat IETS iets dat wezenlijk IS en als bestaand, onveranderlijk, meetbaar is en dus beantwoordt aan het begrip van het zijn? Of is dat IETS nog iets dat nog niet wezenlijk bestaat en dus niet beantwoordt aan het begrip van het zijn en dus niet-bestaand.
      2) de meest belangrijke vraag: Van waar of waaruit ontstaat dat IETS dat wij zien?
      3) is het IETS ontstaan uit IETS of uit NIETS?
      Anders gesteld komt ons heelal uit IETS dat ZIJNDE is of uit IETS dat NIET-ZIJNDE is.
      Logisch gezien kunnen we de eerste optie al schrappen want onvermijdelijk komt de vraag dan vanwaar dat bestaande iets komt.
      Als we kiezen voor het NIET-ZIJNDE-IETS dan moet men ook aannemen dat ons heelal ook van het NIET-ZIJNDE-IETS type is. Men kan namelijk niet overstappen van het ene type naar het andere. En dat is het ook wat zal blijken uit een verdere diepgaande analyse van ons heelal.
      4) wat is het NIET-ZIJNDE-IETS?
      Als men de logica doortrekt dan geeft dat dat het NIET-ZIJNDE-IETS gelijk is aan NIETS
      5) wat is het NIET ZIJNDE NIETS
      Men kan het ofwel strikt ofwel een filosofisch-fysisch beschouwen.
      Strikt gezien is NIETS = 0 en daarmee is de kous af.
      Daarentegen heeft de filosofisch-fysische benadering veel meer mogelijkheden, nl NIETS = +1-1=0
      Om deze vergelijking te bereiken moeten de elementen die de +1 en de -1 uitmaken bestaan uit NIET-ZIJNDE-IETS-ELEMENTEN bestaan.
      Het NIETS moet dus bestaan uit niet-materiële componenten of m.a.w. ABSTRACTE termen zoals groot, klein, beweging, oneindig…enz.
      Wat zou het fysische NIETS kunnen zijn?
      Het kan oneindig klein(OK) zijn of het kan oneindig groot(OG) zijn of het kan beide tegelijk zijn. Het meest voor de handliggende is dat het NIETS= OK(oneindig klein) + OG(oneindig groot)= 0
      Het OG is overal tegelijk en omringt het OK oneindig symmetrisch. Het OK bevindt zich zonder enige locatie te moeten beschrijven in het midden ofwel het centrum van het OG
      OK en OG zijn de grootste contrasten die men kan indenken en daarbij wetende dat oneindig nooit bereikt wordt. Dit contrast van oneindigheiden brengt ons bij het oneindig STREVEN naar een EVENWICHT dat oneindig in de TIJD zou kunnen bereikt worden. Dat betekent dat een stabiele zijnde situatie, wat een eigenschap zou zijn van het ZIJNDE -IETS, nooit of nooit zal bereikt worden en wat de aanname van NIET-ZIJNDE-IETS niet tegenspreekt.
      Het STREVEN naar dat onbereikbaar EVENWICHT wordt vertolkt door BEWEGING wat ook een voorbeeld is van een abstracte term.
      Wat beweegt er?
      Die is wat moeilijker maar leidt ons naar een ander abstracte term namelijk RUIMTE.
      Twee termen die ontegensprekelijk een andere abstracte term oproepen is namelijk TIJD.
      Conclusie is a)BEWEGING van RUIMTE met TIJD
      b) HOEVEELHEID BEWEGING van RUIMTE in TIJD = +1-1=0
      Hoe beweegt het?
      De beweging gebeurt tussen het OG en het OK m.a.w. rond het OK ofwel het centrum in het OG. De beweging moet symmetrisch gebeuren om geen netto beweging tot stand te brengen want +1-1=0 moet geconserveerd blijven.
      Er is maar 1 optie om symmetrisch rond 1 punt te bewegen en dat is een 3D bol.
      OK component houdt OG component zo met een harmonische 4D trilling in evenwicht. De componenten zijn continu met elkaar in afwisseling zoals een klassieke veer massa harmonische trilling met uitwisseling van potentiële(OK) en kinetische(OK) krachtvectoren en dat dan in 3D waaruit elke infinitisimale verandering een andere infinitisimale verandering uitlokt en dus het cross product geeft van d(OK)/d(OG) x d(OG)/d(OK)=1
      En dit leidt maar naar één mogelijke geometrische opstelling enndat is de EENHEIDSBOL
      Waardoor mijn theorie ook de EENHEIDSBOL THEORIE noemt.

      Dit mag dan een inleiding zijn op mijn theorie (vereenvoudigde weliswaar) maar ook om aan te tonen dat er nog andere mogelijkheden zijn om te kijken naar ons heelal dan de ongeloofwaardige Big Bang theorie

      Groet 🙂
      Marc

  12. Ik geloof nog steeds niet dat bij de oerknal alle massa op een punt samen is geweest. Als wij op dit moment op 13 miljard lichtjaar van ons vandaan een jong sterrenstelsel van 800 miljoen jaar oud zien, dan kan het alleen op hetzelfde punt dan ons zijn geweest als de massa van het heelal met de lichtsnelheid uitdijt.
    Alle massa op een punt samen overschreid de kritische massa.
    Veel eerder zal het punt bereikt worden dat door de druk van de massa de hitte zo hoog wordt dat er een kettingreactie op gang gezet wordt gevolgd door een explosie.
    Twee super zware zwarte gaten die fuseren zouden ook al een oerknal kunnen veroorzaken.

  13. erwin van zype zegt

    Niets is niets , zelfs geen ruimte . Dit alleen al is niet te begrijpen .En als er toch iets was , en ik zeg wel IETS , vanwaar komt dit dan . Of heel eenvoudig , wat was er het eerst de kip of het ei .

    • Niets is niets, klopt. Nul is toch ook niets? Neem het getal ‘1’. Zet er een nul achter (’10’) en daarmee wordt de waarde ervan ineens tien keer zoveel. Toch knap dat je dan met niets de waarde van iets kunt vermeerderen. Niets heeft dus wel degelijk potentie om dingen uit te laten groeien.

Laat wat van je horen

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: