Robbert Dijkgraaf over de oerknal, Koepelkerk Amsterdam, 17 mei 2012

Neem plaats in een superreuzenrad

Als scheidend professor van de Kon. Ned. Academie van Wetenschappen geeft de sympathieke Robbert Dijkgraaf (zie foto) op uitnodiging van DWDD University een hoorcollege over de oerknal in de Koepelkerk in Amsterdam. Hij zou dat in viereneenhalf uur kunnen doen, zegt hij, maar ook, verluchtigd door grappige fragmenten, zoals van Theo Maassen en Monty Python, in vijfenveertig minuten.

Hij begint met de Middeleeuwen toen de mens centraal stond en de aarde het middelpunt vormde. Copernicus ontdekte dat de aarde om de zon draaide. Newton zag de kosmos als een uurwerk waarin iedereen zijn eigen baantjes draait.

Om een voorstelling te geven van de verhoudingen stelt Dijkgraaf de zon voor als een grapefruit en de aarde als een peperkorrel op tien meter afstand. Jupiter is een blauwe bes op vijftig meter. De dichtstbijzijnde ster, een druif, bevindt zich ter hoogte van Moskou. De maan is een zoutkorrel vlak bij de aarde, dus die ruimtereizen stellen helemaal niets voor.

We maken als met een superreuzenrad een virtuele reis waarbij we uitzoomen vanuit de aarde. We komen de Orionnevel tegen, de paardenkopnevel, de Rosettenevel en de krabnevel die bestaat uit een gestorven ster. Daarna krijgen we zicht op het melkwegstelsel, bestaande uit 100 miljard sterren. Dijkgraaf heeft een emmertje zand meegenomen, dat een miljard zandkorrels bevat. Eén zandkorrel is de aarde. De zon doet er tweehonderd miljoen jaar over om een ronde te maken rond het stelsel. De vlekjes zijn andere sterrenstelsels zoals de Andromedanevel, die langzaam op ons af komt, maar door de grote afstand tussen de planeten weinig schade zal aanrichten. Daarachter liggen andere melkwegstelsels in strengen bij elkaar.

De kosmos is 13, 7 miljoen jaar oud. Te vergelijken met een encyclopedie die uit veertien banden bestaat van ieder duizend bladzijden. De laatste drie delen gaan over de aarde. Het laatste deel over alles wat pootjes heeft, de laatste drie bladzijden over de oermens, de laatste paragraaf over de prehistorische mens. Wij vormen de laatste punt, die eigenlijk een komma moet zijn omdat het leven verder gaat.

Einstein ontdekte, door na te denken over de samenhang tussen tijd en ruimte, wat er op de eerste bladzijde stond. Hij zag de tijd als in een filmrol in blik voorbijgaan. Ruimtetijd is één materiaal. Dijkgraaf laat dat zien aan de hand van een minitrampoline. Pingpongbal aarde zou daarop recht naar beneden vallen, maar door de invloed van de zware zon (een bowlingbal) blijft de aarde rond de zon draaien. Tijdens de zonsverduistering in 1919 kon men vaststellen dat de zon inderdaad het licht afbuigt. Hendrik Lorenz feliciteerde Einstein, die echter niet de stap maakte naar het uitdijende heelal.

Hubble zag met een telescoop via het Dopplereffect - tonen worden lager worden als de afstand toeneemt en hoger als ze dichterbij komen - dat sterren die verderweg stonden roder werden. Alleen de ruimte tussen de stelsels wordt overigens groter en dat gaat sluipend. In 1960 meetten radioingenieurs het ruissignaal van de oerknal. We zitten in het eerste deel van de veertiendelige encyclopedie. Op de eerste helft van de eerste pagina, 380 duizend jaar na de oerknal. Het eerste licht ontsnapt. Er ontstaan explosies en turbulenties. Het wordt koud in het heelal. Moderne satellieten kijken in het verleden en zien een babyfoto met pixels en zowaar de initialen van Stephen Hawking daarin.

De rest van de encyclopedie is ook interessant om onze eigen oorsprong te traceren. De atomen waaruit wij gemaakt zijn, komen voort uit explosies van supernova. De laatste in het melkwegstelsel was in 1604. We wachten op een nieuwe. Wij zijn gemaakt uit sterrenstof.

Kosmologen kennen het heelal voor 96 procent niet. Er zijn twee verrassingen. Het melkwegstelsel wordt omringd door donkere materie, die cruciaal is om het heelal te begrijpen, want die vormt de structuur. Daarnaast vermindert de zwaartekracht niet naarmate het heelal uitdijt. Er moet een kracht zijn die de uitdijing voortstuwt.

Wat was er voor de oerknal? De snaartheorie zegt dat wij in een glazen sneeuwbal zitten die deel is geweest van een ander, geëxplodeerd universum. We zitten gevangen in ons heelal, zoals de man in een zeilboot die opeens tegen een blauwe muur botst, waar hij niet doorheen kan. Dijkgraaf die naar Princeton vertrekt, zegt dat we enerzijds nietig zijn, maar dat we anderzijds dit hele verhaal wel opgetekend hebben.    

Op internet kon gereageerd worden. Hier meer info over het college, hier de uitzending op YouTube.

aangepast op 10 november 2012 om 10:30 uur