2.2. HET ONTSTAAN VAN DE WERELD

INDEX
HOME PAGE

De ‘Big Bang’
De opvatting dat alle stoffen (materie) zijn opgebouwd uit atomen is experimenteel aangetoond. Het aantal verschillende atomen is echter niet zo groot als Democritus veronderstelde (iets meer dan honderd) en bovendien zijn ze niet ondeelbaar. Atomen bestaan uit kleinere deeltjes die zelf ook weer op te splitsen zijn in nog kleinere deeltjes. De vraag of we hiermee tot in het oneindige door kunnen gaan valt niet te beantwoorden maar daar is ook niet veel behoefte aan. Het atoommodel zoals dat nu bestaat (we komen daar nog op terug) is voldoende gedetailleerd om de meeste vragen uit de natuurkunde te kunnen beantwoorden. Toch zijn er nog genoeg wetenschappers die een verdere verfijning van het atoommodel nastreven. Ze doen dit echter niet door nog kleinere bestanddelen te introduceren maar ze zoeken naar hele nieuwe concepten (snaren; plasma’s) waarbij onderscheid tussen materie en energie vervaagt. Het voert te ver om hierop dieper in te gaan.

Voor de ontstaansgeschiedenis van de wereld (het heelal) is het evenwel van belang om de vraag te beantwoorden: "Waar komen al die atomen vandaan?" De huidige opvatting van de meeste natuurwetenschappers is er een die op zijn minst weer de nodige vragen oproept:

Het complete heelal, materie en energie en alles wat er in zit, was oorspronkelijk samengebald in één punt, een soort oeratoom. Op een bepaald moment spatte dit óeratoom’ uiteen en de explosie waarmee dit gepaard ging wordt heel ludiek de ‘Grote Klap’ (Big Bang) genoemd. Op het moment van de Big Bang ontstond zowel tijd als ruimte. Met andere woorden, vóór de Big Bang was er geen tijd en geen ruimte. Dat valt nauwelijks voor te stellen. Enige tijd ná de Big Bang, dat wil zeggen nú, zijn de gevolgen van de Big Bang nog steeds waarneembaar. En daarin zit de kracht van de theorie! Overal in het heelal bevinden zich enorme sterrenstelsels die zich allemaal met grote snelheid van elkaar af bewegen. We weten dat omdat het licht dat we van deze stelsels opvangen een verschuiving naar het rood vertoont. Deze zogenaamde roodverschuiving (redshift) is te vergelijken met het lager worden van de tonen van een sirene van een ons passerende en zich van ons verwijderende ambulance. Omdat alle stelsels zich in dezelfde mate van elkaar verwijderen, betekent dit een voortdurend uitdijen van het heelal. Over de vraag of dit uitdijen ooit tot stilstand zal komen zijn de meningen nog verdeeld.

Hoe verder sterrenstelsels zich van ons vandaan bevinden, hoe langer het licht erover doet om ons te bereiken. Het licht dat wij zien van verafgelegen stelsels is dus ook heel oud. Het gunt ons een blik in het verleden toen het heelal nog jong was (de leeftijd van het heelal wordt geschat op 15 miljard jaar). Hoe verder weg de waarneming reikt hoe dichter bij de geboorte van het heelal, de Big Bang, we onze waarneming verrichten. Ergens, op grote afstand van ons vandaan, moet, vanuit alle richtingen een echo van de Big Bang bestaan. Deze zogenaamde achtergrondruis is inmiddels ook waargenomen, waarmee de theorie wederom is bevestigd.

Meer informatie over de oerknal: www.sterrenkunde.com , www.astro.uva.nl/encyclopedie , http://users.skynet.be/sky03361

Het alfabet van de natuur

Ons alfabet bestaat uit 26 lettertekens en door deze letters te combineren kunnen we oneindig veel woorden vormen. Zo kun je bijvoorbeeld 265 = 1 881 376 verschillende woorden van vijf letters maken. In de Nederlandse taal bestaan er hooguit enkele duizenden vanaf ‘aaien’ t/m ‘zwoel’.

Het alfabet van de natuur is veel eenvoudiger. Het bestaat uit slechts drie letters en met behulp van deze letters kunnen alle kosmische woorden worden gevormd. Men spreekt ook wel van kosmisch lego omdat er ook maar een paar vormen aan legoblokjes bestaan waarmee je de meest uiteenlopende dingen kunt maken.
De drie kosmische legoblokjes zijn:
Het op-kwark met een positieve lading van +2/3
Het neer-kwark met een positieve lading van + 1/3
Het electron met een negatieve lading van –1
Met behulp van deze ‘legoblokjes’ kun je verder bouwen:
Kwarks houden niet van eenzaamheid; ze komen alleen voor in triootjes, maar niet als ‘three of a kind’: de combinaties op-op-op en neer-neer-neer zijn niet stabiel.
De combinatie op-neer-op heeft een gemeenschappelijke lading van 2/3 + 2/3 – 1/3 = +1 en wordt proton genoemd.
De combinatie neer-op-neer heeft een gemeenschappelijke lading van 1/3 + 1/3 – 2/3 = 0 en wordt neutron genoemd.
Protonen en neutronen tezamen vormen de positief geladen atoomkern en electronen die in aantal gelijk zijn aan de positieve lading van de kern ‘zwermen’ op een relatief grote afstand rondom die kern.
Verschillende atomen kunnen een aantal electronen gemeenschappelijk bezitten. Enkele electronen zwermen daarbij om meerdere kernen. We spreken dan van een molecuul.
Moleculen kunnen enorme afmetingen krijgen, bijvoorbeeld als ze ketens gaan vormen zoals bij suikers. Ook eiwitten zijn vaak grote, complexe moleculen. Deze grote moleculen zijn van belang voor de bouw en werking van levende cellen.
Veel organismen bestaan uit slechts één cel (bacteriën, algen, amoeben, enz.). Maar uit kolonies van eencelligen (bv.sponzen) hebben zich meercellige organismen ontwikkeld die uiteindelijk erg complex werden in vorm en gedrag.
Sommige meercellige organismen ontwikkelden zich wederom tot kolonies waarbij de individuen ondergeschikt zijn aan de groep (termieten, bijen, soms mensen)
Grotere groepen verschillende organismen houden een wederzijdse afhankelijkheid in stand door middel van symbiotische relaties. Zo’n samenlevingsverband noemt men een ecosysteem.
Alle ecosystemen tezamen vormen de biosfeer van de aarde. Aanhangers van de Gaia-theorie zijn van mening dat de componenten waaruit de aarde is opgebouwd een hechte samenhang vertonen. De componenten zijn atmosfeer (lucht), hydrosfeer (water), lithosfeer (gesteente) en biosfeer (leven) en de verschillende stoffen op aarde volgen kringlopen waarbij al deze sferen zijn betrokken. Vandaar de samenhang. Het gevolg van deze gedachtegang is dat verstoring van een kringloop niet op zichzelf moet worden gezien maar in samenhang met het geheel. Bovendien kunnen door deze samenhang verstoringen worden gecorrigeerd door ‘zelfregulatie’ zoals dat ook bij levende wezens plaatsvindt (homeostase). Sommige groeperingen in de samenleving hebben uit deze ‘holistische’ visie op de aarde geconcludeerd dat de aarde kan worden opgevat als een soort superorganisme. Aanhangers van het holisme voelen zich vaak verwant met de opvattingen van Empedocles.

Opdracht: Lees bij gelegenheid het boekje ‘Klein en groot’ van Govert Schilling (in de mediatheek)

Wetenschap en geloof
Over het ontstaan van de wereld bestaan ruwweg twee type opvattingen: natuurwetenschappelijke en religieuze meningen. Religieuze opvattingen veronderstellen een schepping van de wereld door een hogere macht (God, Ahla, Jehova). Natuurwetenschappelijke opvattingen zijn gebaseerd op het bestaan van processen waardoor nieuwe fenomenen ontstaan uit eerdere natuurverschijnselen (complex leven uit simpele levensvormen; leven uit niet-leven; planeten zoals de aarde uit sterrenstof).

Je zou kunnen zeggen dat de natuurwetenschappelijke opvatting in het verlengde ligt van het gedachtegoed van Heraclitus (alles verandert).

Aanhangers van een geloof (Christenen, Moslims, Joden) baseren hun mening omtrent het ontstaan van de wereld op teksten in religieuze geschriften (Oude Testament, Koran). Deze opvatting lijkt meer in overeenstemming met het gedachtegoed van Parmenides.

Opdracht:
Lees onderstaande citaten en beantwoord de vragen:

SCHEPPINGSVERHALEN
Romeinen (Ovidius, Metamorphosen):
"Een hoger wezen dan die dieren, met meer godsbegrip, ontbrak nog, iets wat over al dat andere kon heersen. Dat werd de mens - ofwel door onze scheppingskunstenaar uit goddelijk zaad gevormd als aanloop tot een betere wereld, ofwel doordat die jonge aarde, net gescheiden van de hoge ether, nog verwante hemelzaden meedroeg; Prometheus, zoon van Japetus, roerde er regen door en kneedde mensen naar het beeld der goddelijke heersers: waar andere wezens naar de aarde kijken, kop omlaag, schonk hij de mens het hoofd rechtop en schiep hem met de opdracht de lucht te zien, de blik omhoog te richten, sterrenwaarts."

Islamieten (Koran):
"Spreek: ‘Gelooft gij niet aan Hem, die de aarde in twee dagen schiep? Wilt gij hem soms een evenbeeld terzijde stellen?’ Nu, Hij is Heer van alle bewoners der wereld. Hij heeft vaste bergen in de aarde gegrondvest, die zich hoog boven haar verheffen. En Hij heeft ze gezegend. En Hij legde in hun in vier gelijke dagen het voedsel voor alle wezens, die daarnaar verlangen. Toen keerde Hij zich tot de hemel, die nog dampende nevel was, en sprak tot haar en de aarde: ‘Kom vrijwillig of onvrijwillig.’ Zij antwoordden: ‘Wij komen vrijwillig gehoorzamend’. En Hij formeerde ze in twee dagen tot zeven hemelen en bedeelde iedere hemel zijn taak. En Wij gaven de onderste hemel lichten als sier en stelden een wacht op. Dat is de ordening van de Almachtige en Alwijze. Als zij zich afkeren van deze belering, dan spreek: ’Ik kondig u als dreiging dezelfde straf aan, als die welke viel op de stammen Ad en Thamud’."

Joden en Christenen (Bijbel):
Lees in de thora (bijbel): Genesis 1:1 - 2:4a.

Vraag:
Welke functie(s) hebben scheppingsverhalen van Romeinen, Islamieten, Joden en Christenen?
Als je de scheppingsverhalen vergelijkt, wat zijn dan de gemeenschappelijke kenmerken en waarin zijn er verschillen te herkennen?

OVER HET ONTSTAAN VAN BIOLOGISCHE SOORTEN EN DE MENS
Christelijke vereniging van Natuur- en Geneeskundigen (1906):
"Wie, na een christelijke opvoeding, voor het eerst zich begon te verdiepen in de leer der natuurwetenschappen heeft een zwaren tweestrijd door te maken, tusschen wat hem aan de hand der Heilige Schrift geleerd werd en wat hij leerde aan de Alma Mater. Ingezonderheid het beginsel van geleidelijke ontwikkeling van organisch hooger staande individuen en organen uit lageren, scheen geroepen om alle geloof aan het scheppingsverhaal uit Genesis te blusschen. En wie dat scheppingsverhaal verwerpt, geeft daarmee prijs den vasten ondergrond van het christelijk geloof."

Werner Arber (microbioloog):
"De biodiversiteit (grote verscheidenheid aan levende organismen) is het resultaat van een lange biologische evolutie die voortdurend nieuwe genetische vormen voortbrengt. Het staat dus buiten twijfel dat er in het verleden levende organismen bestaan hebben die nu verdwenen zijn, en dat er in de toekomst nieuwe organismen zullen ontstaan."

Karl Popper (wetenschapsfilosoof):
"Er is geen evolutiewet, alleen het historisch gegeven dat planten en dieren veranderen, of preciezer, dat zij veranderd zijn. Het idee van een wet die de richting en de aard van de evolutie bepaalt, is een typische 19e-eeuwse denkfout die te maken heeft met de neiging om de functies die traditioneel aan God werden toegeschreven thans een natuurwet te noemen."

Vraag:
Welke functie(s) hebben de uitspraken van de Christelijke vereniging, Arber en Popper?
Vind je de uitspraak van Arber een natuurwetenschappelijke of niet? Beargumenteer je antwoord.

Opdracht:
Veel mensen zijn goedgelovig en laten zich gemakkelijk iets op de mouw spelden. Bovendien missen veel mensen het vertrouwen in de gevestigde wetenschap terwijl ze toch de loop der dingen willen beïnvloeden of het fantastische willen verklaren.
Geef een voorbeeld van een pseudo-wetenschappelijke toepassing / verklaring in onze hedendaagse samenleving.

Opdracht:
Uit het voorgaande kun je afleiden dat er tussen natuurwetenschappelijke en religieuze opvattingen omtrent het ontstaan van de wereld (heelal, leven, mens) zowel verschillen als overeenkomsten bestaan. Leg dat uit.


Paragraaf 3