Tip:
Highlight text to annotate it
X
Goedenavond, dank voor de introductie.
Een fysicus is een man,
of een vrouw,
maar als het een vrouw is, zegt men eerder 'fysicienne',
iemand, kortom,
die twee problemen moet oplossen.
Eén, hij moet bepalen
wat het verband is
tussen de fysische theorieën waarmee hij de realiteit beschrijft,
-- de natuur, de fysieke wereld --
en de fysieke wereld zelf.
Zeggen die theorieën
iets over de natuur?
Hebben ze er contact mee?
Zijn er plaatselijke verbintenissen?
Waar gaan ze uit elkaar?
Verwoorden ze het vage?
Om daarop te antwoorden,
doen fysici proeven,
grote en kleine,
soms zeer grote,
om te zien of hun theorieën
aansluiten, deels of helemaal,
bij de fysieke werkelijkheid.
Maar er is een tweede probleem waar men minder over praat,
dat is het bepalen van het verband
tussen wat we de fysica noemen
en de gewone taal.
Hoe moeten we zeggen wat we weten?
De natuurlijke taal van de fysica is, sinds Galileo,
de wiskunde.
Fysici schrijven vergelijkingen.
Wiskunde is een soort van Chinese taal,
voor velen van ons.
Lacan heeft het heel goed verwoord:
"Niet iedereen heeft het geluk om Chinees te spreken in zijn eigen taal."
Als we voor het publiek willen vertalen
wat we dankzij de fysica aan kennis hebben verworven,
dan moeten we graven in de taal
om er een soort vreemde taal in te planten,
die ons middel zal zijn om te zeggen,
in taal, na verwerking,
wat de fysica ons geleerd heeft.
Die vraag houdt me vandaag bezig.
Ik ga ze behandelen aan de hand van de oorsprong van het Universum.
Hebben we het wel over de oorsprong van het universum?
Doet wat we zeggen, recht
aan onze kennis van de oorsprong van het universum?
Dat is bijna een politieke vraag,
want, zoals je weet,
zeggen wat de oorsprong is van het universum,
houdt altijd een zekere machtsgreep in op de geesten.
Sommigen praten erover
alsof ze er vandaan komen, met een ruimteveer.
Hoe praten we over de oorsprong van het universum?
In de 20e eeuw
werd ontdekt dat het universum een geschiedenis heeft gehad,
en nog steeds heeft.
Met het universum bedoel ik het Universum.
Ik bedoel niet een deel van het universum.
Ik bedoel het universum op zich,
als fysiek object.
Er is lange tijd gedacht dat het universum het omhulsel van alle fysieke objecten was,
maar het is zelf een fysiek object,
met globale kenmerken
die niet te herleiden zijn tot lokale kenmerken.
Hoe heeft men dat ontdekt?
Door twee opeenvolgende belangrijke gebeurtenissen.
Eén: de uitwerking door Einstein, in 1915
-- van 1907 tot 1915 --
van een nieuwe theorie van de zwaartekracht,
de zogenaamde algemene relativiteitstheorie.
Die wordt gebruikt om het universum te beschrijven
-- want op grote schaal domineert de zwaartekracht.
Door die theorie
kan het universum zelf
fysieke eigenschappen krijgen,
zoals een globale kromming, bepaald door zijn inhoud qua materie
en energie.
Twee: de ontdekking,
op basis van een waarneming van de astronoom Hubble,
die de beweging van de sterrenstelsels observeerde
en besefte, eind jaren 1920,
dat ze zich sneller van elkaar weg bewogen
naarmate ze verder van elkaar lagen.
Leg die twee dingen bij elkaar,
en extrapoleer naar het verleden,
dat wil zeggen: kijk naar de tijd die achterwaarts loopt,
en naarmate je verder het verleden ingaat,
zie je dat het universum,
naarmate het verder in het verleden ligt, alsmaar kleiner is,
alsmaar dichter en alsmaar warmer.
Als je tot het einde toe extrapoleert,
kom je terecht bij een zogenaamde initiële singulariteit.
Dat is een punctueel universum.
Punctueel wil niet zeggen dat het op tijd kwam,
maar dat het de omvang van een punt heeft.
Het heeft de omvang van een punt, de dichtheid is oneindig,
de temperatuur is oneindig.
Die initiële singulariteit associeert men vaak met een nulmoment
dat men de Big *** noemt.
Uitdrukking die werd uitgevonden in de jaren 1950,
en die welbekend is.
Het vervolg van het verhaal is interessant.
Die ontdekking gebeurde in een cultuur,
de onze,
die de idee voorstaat van de schepping van het universum.
Er is dus een soort conjunctie
tussen onze culturele erfenis -- het universum is geschapen --
en een wetenschappelijke ontdekking
die zegt dat het universum een initiële singulariteit heeft gekend
waardoor al het bestaande is verschenen:
ruimte, tijd, materie, straling, energie etc.
Door dat amalgaam
kwam er een metafysische kwestie bovenop:
wat was er voor het nulmoment?
Hoe is het universum kunnen ontstaan uit niets?
Heeft God of een transcendent wezen een rol gespeeld?
Wie speelt de rol van kosmische aansteker? Etc ...
Boeiende vraag die men niet uit de weg moet gaan,
want ze bevordert het denken.
Maar voorbarige vraag.
Voorbarig omdat ze niet wordt opgelegd
door de hedendaagse kosmologie.
Noteer dat als ik naar het verleden extrapoleer,
en op die initiële singulariteit stoot,
ik, alvorens daar aan te komen,
op fysieke condities stoot -- zeer sterke energie,
deeltjes met meer energie dan een TGV,
zeer hoge temperatuur --
waardoor de deeltjes in dit universum
andere krachten dan de zwaartekracht ondergaan.
Ze ondergaan elektromagnetische krachten
en nucleaire krachten.
De algemene relativiteitstheorie
die ik voor de extrapolatie gebruik,
beschrijft die krachten niet,
want ze gaat enkel over de zwaartekracht.
Ze heet algemene relativiteitstheorie,
maar eigenlijk is het een specifieke relativiteitstheorie.
Ik kom op een punt waarop
de vergelijkingen van de algemene relativiteitstheorie niet meer kloppen.
Niet omdat ze wiskundig fout zijn,
maar omdat ze de fysieke wereld niet meer beschrijven
die overeenstemt met de fysieke condities die ik heb beschreven.
Dat moment waarop ik niet meer mag extrapoleren,
heet de Muur van Planck.
Hij bevindt zich bij het begin.
Ik weet dus niet, ik kan niet zeggen
wat er gebeurd is voor de Muur van Planck.
De notie van ruimte-tijd wordt problematisch
en ik kan niet meer van een nulmoment gewagen.
Het verhaal is niet af,
want al twintig jaar lang
proberen een groot aantal theoretische fysici
een theoretisch kader te vinden
om de Muur van Planck te beklimmen,
om een formalisme te ontwerpen, of nieuwe fysische concepten
voor een samenhangende beschrijving
van zwaartekracht, elektromagnetische krachten en nucleaire krachten.
Als we die hebben,
zijn we intellectueel gewapend
om de Muur van Planck te overwinnen
en te zeggen wat ervoor gebeurd is.
Jullie hoorden allicht van de supersnaartheorie,
één van die onderzoeken
die de Muur van Planck proberen te beklimmen,
en die meer dan 4 ruimte-tijdsdimensies telt:
ze telt 10 ruimte-tijdsdimensies.
Andere theorieën zeggen dat op kleine schaal
de ruimte-tijd niet glad en continu is zoals we gewoonlijk denken,
maar granulair.
Hij is zogenaamd discreet.
Er worden dus verschillende hypothesen getest,
die het primordiale universum niet heel precies kunnen beschrijven.
In de snaartheorie bijvoorbeeld
zijn de deeltjes als snaren beschreven,
maar ze zijn zodanig in de war dat berekeningen onmogelijk zijn.
Men komt enkel tot benaderingen,
men vereenvoudigt de vergelijkingen.
Daardoor kunnen we scenario's maken.
Als we het scenario van de supersnaartheorie bekijken,
dan zien we deze voorspelling:
op geen enkel moment in zijn geschiedenis,
op geen enkel punt in de ruimte
heeft het universum een temperatuur gehad hoger dan een maximale waarde
die heel hoog is, maar niet oneindig.
Dat wil zeggen dat de initiële singulariteit
die bij het eerste Big ***-model hoorde,
die enkel met de zwaartekracht van Einsteins theorie rekende,
niet meer bestaat in de supersnaartheorie.
Ze is verpulverd. Je zou kunnen zeggen
dat het nulmoment, de Big ***,
een kwaad moment beleeft.
Het grappige is,
als je naar de andere theorieën kijkt,
de theoretische pistes,
dan kom je tot dezelfde conclusie.
De singulariteit verdwijnt. De Big *** zoals we hem kennen,
is vervangen door een zogenaamde fase-overgang.
Er is een krimpend universum
dat alsmaar dichter wordt,
de maximale temperatuur bereikt die de snaartheorie toelaat,
en dan niet meer verder kan krimpen,
en dus op zichzelf terugslaat -- er is geen singulariteit meer,
geen nulmoment, geen Big *** zoals we hem kennen.
De conclusie is
dat we geen wetenschappelijk bewijs hebben
dat het universum een oorsprong heeft,
als ik dat woord een radicale betekenis geef,
namelijk "waar niets was, ontstaat iets".
We hebben geen bewijs dat er een dag van het niets was.
Tweede conclusie:
het bewijst natuurlijk niet dat het universum geen oorsprong had.
Het bewijst alleen dat de wetenschap die nog niet beet heeft.
We kunnen ons afvragen: als het universum een oorsprong heeft,
kunnen we die dan zeggen?
Kunnen we die denken?
Kunnen we die uitleggen?
Mijn antwoord is neen.
Om de oorsprong uit te leggen,
moet je zeggen hoe uit het niets, de afwezigheid van iets,
iets kan worden,
en om dat uit te leggen,
moet je in het niets
eigenschappen leggen waardoor het kan ophouden met niets-zijn.
Je moet er een soort ei in leggen
dat iets anders dan zichzelf kan doen ontstaan.
Maar een ei dat je in het niets legt,
is een ei.
We zitten dus met ongerijmdheden
die de Griekse filosofen al hadden opgeworpen,
en die vandaag, in 2011, in ons gezicht ontploffen,
vanwege de hedendaagse kosmologie.
Dit is mijn conclusie.
Het is een anekdote.
Enkele jaren geleden ontmoette Johannes Paulus II, paus,
Stephen Hawking, astrofysicus, in het Vaticaan.
Men zegt dat, op het einde van het onderhoud,
Johannes Paulus II aan Stephen Hawking zei:
"Meneer de astrofysicus,
we zijn het eens: alles vóór de Big ***,
dat is voor u,
wat ervoor komt, dat is voor ons." (Gelach)
Gelet op wat ik daarnet heb gezegd,
verdient deze anekdote -- die grappig is, want jullie lachten --
verdient de draagwijdte van deze anekdote
een nieuw onderzoek.
Ik dank jullie voor jullie aandacht.
(Applaus)