Opname van de Hubble ruimtetelescoop. Hoe ver we ook kijken overal zien we nevelvlekken (melkwegstelsels) opduiken. Vaak in clusters.
Cepheïden zijn een speciaal type sterren (superreuzen) die zich uitstekend lenen voor het bepalen van astronomische afstanden. De Amerikaanse astronome Henrietta Swan Leavitt (1868 – 1921) stond aan de basis van deze ontdekking waarvan het belang moeilijk overschat kan worden. In 1895 ging ze als vrijwilliger aan de slag op de sterrenwacht van de Harvard-universiteit. Ze kwam bij een team vrouwen dat van duizenden fotografische opnamen van elk lichtpuntje de helderheid, de kleur en de locatie moest bepalen. Harde wetenschap door hard werken. Saai soms maar als er dan op het eind een prachtige beloning volgt, is de euforie des te groter. Henrietta kreeg opdracht om vooral op zoek te gaan naar veranderlijke sterren en de wisselingen in helderheid vastleggen. Zeven jaar later kreeg ze een vaste aanstelling tegen een uurloon van 30 dollarcent.
Cepheïden zijn zeer lichtsterke, pulserende, veranderlijke sterren. Leavitt kreeg haar beloning! Zij liet (rond 1912) zien dat er een exacte relatie bestaat tussen de periode (frequentie) van de intensiteitsverandering en de absolute helderheid (de periode-lichtkrachtrelatie) van de Cepheïden. Hoe lager de frequentie, hoe helderder de ster. Twee Cepheïden met het zelfde veranderingstempo van hun helderheid maar met een verschillende (schijnbare) lichtsterkte staan dus op verschillende afstanden van ons vandaan. Door hun grote lichtkracht kon Hubble (in de jaren 1923 en 1924) ook in de Andromeda spiraalnevel het cepheïdenbaken nog benutten en daarmee aantonen dat deze nevelvlek inderdaad geen deel uitmaakt van onze Melkweg, maar een apart ‘eiland-universum’ vormt zoals het in die jaren twintig werd genoemd. Om op deze wijze ook absolute afstanden te kunnen meten moest op zijn minst van één Cepheïde de afstand op een andere manier worden bepaald.
De Amerikaan Harlow Shapley (lang aanhanger van het idee dat onze kosmos bestond uit onze melkweg) en de Deen Ejnar Hertzsprung lukte dat, waardoor de weg voor Edwin Hubble open lag voor zijn baanbrekende waarnemingen die de theoretische optie van een uitdijend heelal een sterke basis gaven. In 1929 kwam hij met zijn beroemde relatie tussen afstand en verwijderingssnelheid van de intussen nieuw geïdentificeerde spiraalnevels. Kort: twee keer zover weg, twee keer grotere verwijderingssnelheid. De start van een hausse aan nieuwe heelalmodellen, maar nu dynamisch. Uitdijend.
In 1931 sloot Einstein zich aan bij deze nieuwe visie (Einstein in 1931:
“The redshift of the distant nebulae have smashed my old construction like a hammer blow”.
Einstein deed afstand van zijn Kosmische Constante. Die was niet meer nodig. Maar interessant genoeg is er tegenwoordig weer interesse in de statische Einstein World. Die zou dan bestaan kunnen hebben in de tijd vóór de Big Bang, of het Oeratoom. Een toevallige fluctuatie zou tot een Big Crunch hebben kunnen leiden met vervolgens een ‘nieuw begin’.
Op 1 december 2014 verzamelden de astronomen zich in Ferrara om de wereld mede te delen dat op basis van de waarnemingen met de Planck-satelliet (een Europees project) kon worden vastgesteld dat ons universum 13,8 miljard jaar geleden is ontstaan en dat het bestaat uit 4,9 procent gewone materie, 26,6 procent donkere materie waarvan de aard onbekend is en 68,5 procent donkere energie waarvoor hetzelfde geldt. Kortom, er is nog veel werk aan de winkel. 380.000 jaar na de geboorte van dit universum ‘floepte het licht aan’ (Fiat Lux).
Het oeratoom van priester-astronoom Georges Lemaitre
We keren weer even terug naar mijn eigen kleine wereldje. We spraken over de praatjes van dr. Van Rijssinge in de jaren vijftig waarin het fenomeen oeratoom opdook. Veel later leerde ik dat het oeratoom aan het brein van de Belgische priester-astronoom Georges Lemaȋtre was ontsproten. In 1930 kwam de Amerikaanse astronoom Edwin Hubble met de resultaten van een uitgebreid onderzoek aan de spectra van ver verwijderde spiraalnevels. Die spectra waren allemaal verschoven naar het rood wat betekende dat ze zich van ons verwijderden en wel des te sneller naarmate ze verder weg stonden. Het nieuws sloeg is als een bom. Het paste naadloos bij het verhaal van Lemaȋtre. Het heelal dijde uit en als je de film terugdraaide kwam je, tussen de tien en twintig miljard jaar eerder (een uitstekende schatting zoals later zou blijken) uit bij zijn oeratoom.
In 1931 kreeg dat oeratoom, waarin alle materie was samengebald, erkenning. En niet enkel de materie en de ruimte, maar ook de tijd startte op deze “dag zonder gisteren”. Want het was niet zo dat de materie zich na de oeratoomexplosie verspreidde over een onmetelijk grote en lege ruimte, nee de ruimte zelf zette uit en nam de materie met zich mee. Een oliebol vol krenten die blijft rijzen. En eigenlijk moeten we het nog anders formuleren: de maatvoering van de ruimte verandert. De afstanden tussen ver verwijderde objecten worden voortdurend groter (op kleine, mensenschaal blijft alles nog wel bij elkaar).
Paus Pius XII gaf in 1951 zijn zegen aan deze ideeën. Deze kosmologische visie was volgens hem een wetenschappelijke bevestiging van het Joods-Christelijke scheppingsverhaal. En God sprak: Fiat lux (En er zij licht). Georges Lemaȋtre haastte zich naar Rome om de Paus ervan te weerhouden een wetenschappelijke hypothese als laatste waarheid te bestempelen.
Niet iedereen legde zich neer bij het beeld van een uitdijend heelal. Aanvankelijk ook Einstein niet. Maar hij verzette zich niet tegen de feiten. Maar er waren ook tegenstanders, zoals de kleurrijke Engelse astronoom Fred Hoyle, die het idee van het ontstaan van de kosmos ‘uit het niets’ spottend betitelde als de Big Bang, een allitererende benaming die onbedoeld veel heeft bijgedragen tot de populariteit van deze theorie. Uiteindelijk moest het serieuze oeratoom van Lemaȋtre in de volksmond plaatsmaken voor de Big Bang.
Hoyle bepleitte een statisch heelal op basis van de permanente creatie van nieuwe materie, een idee dat overigens nooit veel aanhangers heeft gekend. Zijn Big Bang maakte meer indruk. Echt naar de prullenbak verdween het ‘steady state’ model van Hoyle pas in 1963 na de ontdekking van de kosmische achtergrondstraling afkomstig van het jonge heelal (380.000 jaar oud) en een zeer sterk bewijs voor de Big Bang hypothese.
Als de Paus in 1951 zijn zegen geeft aan het uitdijende heelal, ben ik zes jaar oud en deze hele historie gaat uiteraard volledig aan mij voorbij. Evenals de curieuze reactie van Stalin c.s. We zitten middenin de Koude Oorlog. En ook Stalin is tegen de Big Bang. Niet om wetenschappelijke maar om ideologische redenen. De Big Bang riekte volgens hem te veel naar astronomisch idealisme dat clericalisme en Christelijke dogmatiek in de kaart speelde. Eerder al waren twee belangrijke Sovjet-kosmologen in Stalins kerkers aan hun eind gekomen. Het gevolg was dat de Sovjet-wetenschappers in de loop van de jaren vijftig maar liever stopten met het bestuderen van het universum als geheel. Een historie die sterk doet denken aan het treurige lot van de genetici in de Sovjetunie toen Lysenko (met de zegen van Stalin) het voor het zeggen kreeg. Darwinistische ideeën pasten ook al niet in het ideaal van de maakbaarheid van de samenleving en de natuur. Het kwam de communisten beter uit als de verworvenheden van de ene generatie langs genetische weg werd doorgegeven aan de volgende generatie. Daarmee kon je de vooruitgang sturen. Lamarck in plaats van Darwin. Maar op het eind van de dag winnen toch de feiten, zoals zelfs Einstein moest erkennen. Op het gebied van de genetica liep de Sovjetunie een dramatische achterstand op.
Leven buiten de aarde
In dezelfde jaren vijftig nam hoorspelregisseur Leon Povel ons mee naar de maan en naar Mars. Nederland zat massaal aan de radio gekluisterd. Wie waren de wezens die onze aardse ruimtevaarders dwarszaten? Sprong in het Heelal heette het hoorspel dat in drie delen werd uitgezonden. Magisch. Waren we dan niet alleen in het universum? Het was een tijd waarin we op dit punt open stonden voor nieuwe inzichten. Want ook op aarde werden vreemde objecten waargenomen die in ambtenarentaal als Unidentified Flying Objects, afgekort tot UFO’s, werden genoteerd (m.a.w. we hebben geen idee wat het zijn). Maar ook hier won een meer pakkende benaming: Vliegende Schotels.
Veel waarnemers spraken van schotelvormige machines in alle maten en soorten die vaak de meest wonderlijke capriolen uithaalden. Ze leken er een bijna kinderachtig, of moet ik zeggen satanisch, genoegen in te scheppen om onze brave straaljagerpiloten voor gek te zetten. Hoe het ook zij, de meldingen, ook van diezelfde straaljagerpiloten, zijn nooit meer gestopt. Officiële instanties hielden zich stil totdat de publieke druk weer eens te groot werd. Dan kwamen er massagecommissies die steevast constateerden dat voor vrijwel alle meldingen een redelijke verklaring was. Op een paar na. Die werden dan als een soort ruis terzijde geschoven. Anomalieën.
Thomas Kuhn heeft laten zien hoe de wetenschap omgaat met anomalieën, feiten die niet passen in het dominante paradigma. Ze worden in eerste instantie genegeerd, dan weggeborgen in een la, en uiteindelijk, als niemand er meer omheen kan, vormen ze brandstof voor een ideeënstrijd die eindigt in de acceptatie van een nieuw paradigma. Op zich een ontwikkelingsgang die zijn waarde heeft bewezen. Je kunt nu eenmaal niet alles overhoop gooien als er eens wat afwijkends wordt gevonden. Maar ook frustrerend voor iedereen die ervan overtuigd is dat het tijd wordt dat nieuwe modellen een kans krijgen.
