30e Meditatie op het Evangelie door pater Auping

De Schepping

Johannes 1,1-18

“1 In het begin was het Woord en het woord was bij God en het Woord was God. 2 Dit was in het begin bij God. 3 Alles is door Hem geworden en zonder Hem is niets geworden van wat geworden is. 4 In Hem was leven, en dat leven was het licht der mensen. 5 En het licht schijnt in de duisternis maar de duisternis nam het niet aan.
6 Er trad een mens op, een gezondene van God; zijn naam was Johannes. 7 Deze kwam tot getuigenis, om te getuigen van het Licht, opdat allen door hem tot geloof zouden komen. 8 Niet hij was het Licht, maar hij moest getuigen van het Licht.
9 Het ware Licht, dat iedere mens verlicht, kwam in de wereld. 10 Hij was in de wereld; de wereld was door Hem geworden, en toch erkende de wereld Hem niet. 11 Hij kwam in het zijne, maar de zijnen aanvaardden Hem niet. 12 Aan allen echter die Hem wèl aanvaardden, aan hen die in zijn Naam geloven, gaf Hij het vermogen om kinderen van God te worden; 13 Zij zijn niet uit bloed noch uit begeerte van het vlees of de wil van een man, maar uit God geboren. 14 Het Woord is vlees geworden en heeft onder ons gewoond. Wij hebben zijn heerlijkheid aanschouwd, zulk een heerlijkheid als de Eniggeborene van de Vader ontvangt, vol genade en waarheid. 15 Wij hebben Johannes’ getuigenis over Hem toen hij uitriep: “Deze was het van wie ik zei: Hij die achter mij komt, is mij voor, want Hij was eerder dan ik.” 16 Van zijn volheid hebben wij allen ontvangen: genade op genade. 17 Werd de Wet door Mozes gegeven, de genade en de waarheid kwamen door Jezus Christus. 18 Niemand heeft ooit God gezien; de Eniggeboren Zoon, die in de schoot des Vaders is, Hij heeft Hem doen kennen.”

De weg van de schoonheid van Gods schepping

In het eerste hoofdstuk van zijn Evangelie, biecht Johannes twee geheimen. Dat van de Schepping (vers 1-3 en 10b) en dat van de Verlossing (vers 4-18). We zullen daarom deze tekst tweemaal mediteren. Vandaag de Schepping, en over drie weken de Verlossing. Al is Johannes´ getuigenis over de Schepping heel kort, maar drie verzen, wordt toch deze meditatie wat langer, want om de Schepper in zijn Schepping terug te vinden, is het nodig de wetenschap serieus te nemen. In feite zijn er twee wegen om via de Schepping in kontakt te treden met de Schepper: de weg van de schoonheid en de weg van de wetenschap. De weg van de schoonheid betekent dat de meeste mensen, bij het contempleren van de schoonheid van de natuur, bijvoorbeeld, het platteland, de bergen, watervallen en rivieren, de dieren, bomen en bloemen, een spelend kind, ontroerd worden en dikwijls in die ontroering iets van God ervaren. Waarschijnlijk hebt u ook zulke ervaringen gehad.

Niemand heeft die ervaring beter onder woorden gebracht dan Sint Franciscus van Assisi in zijn bekende Zonnelied Laudato si:

Allerhoogste, almachtige, goede Heer,
van U zijn de lof, de roem, de eer en alle zegen.
U alleen, Allerhoogste, komen zij toe
en geen mens is waardig uw naam te noemen.

Wees geprezen, mijn Heer met al uw schepselen,
vooral door mijn heer broeder zon,
die de dag is en door wie Gij ons verlicht.
En hij is mooi en straalt met grote pracht;
van U, Allerhoogste, draagt hij het teken.

Wees geprezen, mijn Heer, door zuster maan en de sterren.
Aan de hemel hebt Gij ze gevormd, helder en kostbaar en mooi.

Wees geprezen, mijn Heer, door broeder wind
en door de lucht, bewolkt of helder, en ieder jaargetijde,
door wie Gij het leven van uw schepselen onderhoudt.

Wees geprezen, mijn Heer, door zuster water,
die heel nuttig is en nederig, kostbaar en kuis.

Wees geprezen, mijn Heer, door broeder vuur,
door wie Gij voor ons de nacht verlicht;
en hij is mooi en vrolijk, stoer en sterk.

Wees geprezen, mijn Heer, door onze zuster, moeder aarde,
die ons voedt en leidt,
en allerlei vruchten voortbrengt, bonte bloemen en planten.

Wees geprezen, mijn Heer, door wie omwille van uw liefde
vergiffenis schenken, en ziekte en verdrukking dragen.

Gelukkig wie dat dragen in vrede,
want door U, Allerhoogste, worden zij gekroond.

Wees geprezen, mijn Heer, door onze zuster de lichamelijke dood,
die geen levend mens kan ontvluchten.

Wee hen die in doodzonde sterven;
gelukkig wie zij in uw allerheiligste wil vindt,
want de tweede dood zal hun geen kwaad doen.

Prijs en zegen mijn Heer,
en dank en dien Hem in grote nederigheid.

Deze spiritualiteit van de heilige Franciscus inspireerde de Paus om de naam Franciscus te kiezen, en zijn beroemde encycliek Laudato si te schrijven.

De weg van de wetenschap die God als Schepper van het heelal onthult

Dan is er de weg van de wetenschap. De evangelist zegt: “In het begin was het Woord en het woord was bij God en het Woord was God. Dit was in het begin bij God. Alles is door Hem geworden en zonder Hem is niets geworden van wat geworden is” (vers 1-3). Door middel van de wiskundige astrofysica kan men de sporen van Gods Woord en Wijsheid in het heelal ontdekken. Deze weg, die van de wetenschap, is moeilijker dan het passief genieten van de mooie natuur: men moet vele jaren natuur- en wiskunde studeren om die weg te volgen. Ik heb dat zelf gedaan, van 2004 tot 2009 studeerde ik gedurende vijf jaren natuur- en wiskunde aan de jezuïeten universiteit in Mexico stad. In december 2009, publiceerde ik een Spaanstalig boek, met de titel: El Origen y la Evolución del Universo¹. Nadien, in 2018, publiceerde ik een meer gepolijste, en scherpere, Engelse versie, van ditzelfde boek, met een paar nieuwe hoofdstukken, getiteld The Cause and Evolution of the Universe: Fact and Myth in Modern Astrophysics².

In dit boek bewijs ik, met de hulp van astrofysica en logica, dat het heelal de verzameling is van gebeurtenissen en objecten die niet oorzaak zijn van zichzelf; dat het heelal niet oorzaak van zichzelf is; dat de oorzaak van het heelal ook oorzaak van zichzelf is; en dat de oorzaak van het heelal intelligent is. Ik zal in deze meditatie dit laatste punt van de intelligente oorzaak van het heelal wat nader uitwerken. Om te begrijpen wat nu volgt, moet u een beetje geduld hebben, en een eventuele weerstand tegen exacte wetenschappen overwinnen. Ik beloof dat ik de wiskundige, astrofysische bewijzen van wat ik ga zeggen, hier niet zal reproduceren, hooguit een paar wiskundig-astrofysische definities in de voetnoten. Als u geïnteresseerd bent in het volledige argument en de wiskundig-astrofysische bewijzen, kunt u via Amazon.com het Engelstalige boek kopen.

In de tweede helft van de 20^e eeuw ontdekten de astrofysici dat de evolutie van het heelal gedetermineerd is door een aantal wiskundige vergelijkingen, die axiomatisch zijn, dat wil zeggen, functies die niet kunnen worden afgeleid van andere functies, al kunnen ze wel gecontrasteerd kunnen worden met de empirische werkelijkheid, om te zien of ze waar of niet waar zijn. In die axiomatische vergelijkingen komen variabelen en constanten voor. Deze constanten, zo ontdekte men, hebben een heel precieze numerieke waarde. Als die waarde maar een heel klein beetje van haar empirische waarde zou zijn afgeweken, was de evolutie van het heelal zoals we het kennen onmogelijk geweest, en ook zou de evolutie van het leven in een of ander zonnestelsel van het heelal onmogelijk geweest zijn. De astrofysici hebben daar een Engelse term voor: de finetuning van de constanten, d.w.z. het heel precies kalibreren van de constanten van deze axiomatische, wiskundige vergelijkingen.

De oorzaak van deze finetuning is wetenschappelijk onverklaarbaar, maar het feit van de finetuning kan wetenschappelijk geobserveerd en vastgesteld worden. Ik zal in wat nu volgt kort het argument samenvatten, mij beperkend tot de zeven voorbeelden waar deze finetuning het meest opmerkelijk is³, en daarbij afziende van de fysico-wiskundige bewijzen, die in een meditatie niet passen, maar die u in het originele boek kan aantreffen⁴.

De faktor Ω⁵

Laten we beginnen met de numerieke waarde van de faktor Ω. Het heelal is niet een statisch geheel. Het is een dynamische werkelijkheid, dat wil zeggen, sinds de Big Bang, zo’n 14 duizend miljoen jaar geleden, is het heelal in expansie, en alle sterrenstelsels verwijderen zich van elkaar. Met een telescoop naar ver van ons verwijderde dingen kijken, is gelijk aan het bekijken van hoe die dingen heel lang geleden waren. Dat komt omdat het licht lang moest reizen vóór het ons bereikt. Hoe verder een sterrenstelsel zich van onze Melkweg bevindt, dat wil zeggen, hoe dichter we komen bij het moment van de Big Bang, hoe sneller de observeerbare expansie-snelheid is. Men kan die snelheid vastleggen door de observatie van de verlenging van de golflengte van het licht in de richting van de kleur rood. Het is duidelijk dat die expansie-snelheid, met het voorbijgaan van de eeuwen, langzaam maar zeker afneemt, ten gevolge van de zwaartekracht die de sterrenstelsels op elkaar uitoefenen. De ontsnappingssnelheid is de expansie-snelheid die de sterrenstelsels nodig hebben om zwaartekracht te overwinnen, en zo te voorkomen dat op den duur de sterrenstelsels op elkaar zullen instorten. 

Er zijn, theoretisch gezien, drie mogelijkheden. Een en ander hangt af van de oorspronkelijke hoeveelheid massa-energie in het heelal, ook wel zijn ‘dichtheid’ genoemd. De faktor Ω is gelijk aan de empirische dichtheid ρ, gedeeld door de kritische dichtheid ρ’⁶. Als de kritische dichtheid ρ’ gelijk is aan de empirische dichtheid ρ(ρ’=ρ), zal het heelal ‘plat’ (‘flat’) zijn en eeuwig expanderen, maar na een oneindige tijd zal zijn expansiesnelheid nul zijn; als de kritische dichtheid kleiner is dan de empirische (ρ'<ρ), zal het heelal ‘gesloten’ (‘closed’) zijn en na zekere tijd instorten; en als de kritische dichtheid groter is dan de empirische (ρ’>ρ), zal het ‘open’ zijn en eeuwig expanderen. 

Om het even of het heelal nu open of gesloten is, dat zal ons niet aantasten, want de duur van het leven op aarde hangt af van de levensduur van onze zon, die nog genoeg brandstof (waterstof en helium) heeft om nog zo’n vijfduizend miljoen jaar te stralen, voor hij zijn leven beëindigt. Ook al zou het heelal op den duur instorten, lang vóór die tijd komt ons zonnestelsel ten einde. In feite, bevinden we ons niet in een gesloten heelal, maar in een open heelal (in het model van Wiltshire⁷) of een plat heelal (het ΛCDM model⁸). Dit laatste model is onder astrofysici het meest populaire, maar in mijn boek bewijs ik met pure wiskundige astrofysica dat zowel de donkere energie (Λ) als de donkere materie (CDM =cold dark matter) mythen zijn, die we niet nodig hebben wanneer we Einstein’s algemene relativiteit serieus nemen, zowel op theoretisch als wiskundig niveau⁹.

Als we het over de finetuning van Ω hebben, dan hebben we het over het begin van het heelal, kort na de Big Bang, toen Ω=ρ/ρ’≅1 was, niet over zijn huidige waarde. Wat begon met Ω≅1 kan na 14 duizend miljoen jaar uitlopen op Ω≅0.125. Had Ω aanvankelijk niet de waarde van ongeveer 1 gehad, dan was het heelal óf kort na zijn aanvang ingestort (Ω≫1), óf had het zo snel geëxpandeerd (Ω≪1), dat de helium en waterstof atomen niet hadden kunnen samenklonteren om wolken van helium en waterstof te vormen, op die wijze zou het ontstaan van sterre en zonnestelsels onmogelijk gemaakt zijn.

Deze heel precieze waarde van de faktor Ω≅1,¹⁰ kort na de Big Bang, hangt af van een aantal constanten, namelijk, de snelheid van het licht c;¹¹ de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker constante k;¹² en de Hubble constante H, die op zijn beurt afhangt van de variërende expansiesnelheid vₑₓ, en de variërende radius van het heelal R.¹³ Op zijn beurt, hangt de expansiesnelheid vₑₓ af van een aantal constanten,¹⁴ namelijk, π; de zwaartekracht constante van Newton, G;¹⁵ de snelheid van het licht c; en de oorspronkelijke hoeveelheid energie en massa in het heelal, die de mettertijd afnemende empirische dichtheid van het heelal determineert.¹⁶ Van deze waarden zijn c, G, en de oorspronkelijke hoeveelheid massa-energie van het heelal axiomatisch, niet afhankelijk van andere fysieke functies. Maar deze constanten moeten uiterst precies gekalibreerd zijn om de evolutie van het heelal, met leven zoals we dat kennen, mogelijk te maken.

Het volgende schema laat de finetuning van de waarde van Ω zien, kort na de Big Bang. Alleen bij een waarde van Ω≅1, kort na de Big Bang, zitten we in de permitted range, die ons heelal zoals we het kennen, met intelligent leven, mogelijk maakt.

Het finetuning van de waarde van Ω kort na de Big Bang

Productie en conservatie van protonen en neutronen.¹⁷

We herinneren ons allemaal  van onze klassen van fysica en anorganische scheikunde dat de atomen een kern hebben van protonen en neutronen, waar elektronen om heen draaien. We zullen nu de finetuning in drie belangrijke perioden van de evolutie van het heelal analyseren, namelijk gedurende de tijd van 10⁻¹⁰ tot één seconde, toen de temperatuur daalde van 10¹⁵ tot 10¹⁰ graden Kelvin, en er protonen en neutronen geproduceerd werden; de tijd van één seconde tot drie minuten, toen de temperatuur daalde van 10¹⁰ tot 10⁹ graden Kelvin, en elektronen en positronen elkaar vernietigden, een overschot van elektronen overlatend dat gelijk was aan het aantal protonen; en de tijd van drie tot 20 minuten, toen de temperatuur daalde van 10⁹ tot 10⁸ graden Kelvin, en het heelal een enorme waterstof bom was, die een deel van het waterstof fusioneerde tot helium.

In de eerste hierboven vermelde periode, produceren intens-energetische fotonen protonen en anti-protonen, en neutronen en anti-neutronen, die zich wederzijds vernietigden, daarbij gammastraling producerend. Maar toen de temperatuur een kritisch niveau bereikte, werd dit thermodynamisch evenwicht verbroken, en hield de wederzijdse vernietiging van deze deeltjes op. Vanaf dat moment werd de hoeveelheid protonen en neutronen gefixeerd. Het probleem is, dat neutronen onstabiel zijn, en na elf minuten door de werking van de zwakke nucleaire kracht spontaan desintegreren in protonen en elektronen. De totale verdwijning van het neutronen werd voorkomen door het begin van de nucleaire fusie van de derde periode, waardoor neutronen door de sterke nucleaire kracht bewaard bleven in de kern van helium atomen, waar ze heel stabiel zijn.

Wat de exacte proportie van protonen en neutronen gedetermineerde, bij het bereiken van de kritische temperatuur T_F, was de constante van Boltzmann k_B en de heel fijn gekalibreerde relatie tussen de zwaartekracht constante G en de zwakke nucleaire kracht g_W (wier definitie o.a. de zwakke nucleaire interactie constante α_W, de constante van de snelheid van het licht c, en de constante massa van het elektron m_e bevat).¹⁸

Al deze gecompliceerde verbanden, gebaseerd op de bovenvermelde waarden van al deze constanten, leidden tot een heel simpel resultaat: het aantal neutronen gedeeld door het aantal protonen was 0.37, zodat er in het heelal, na die periode van nucleaire fusie, 27% neutronen en 73% protonen waren (27/73=0.37). Als de Boltzmann faktor niet een waarde gehad zou hebben van 0.37, maar van 0.1 of minder, dan zouden er bijna geen neutronen overgebleven zijn, maar alleen maar protonen, en zouden er dus ook geen elementen van de periodieke tabel van Mendelejev bestaan hebben, omdat die zowel protonen als neutronen nodig hebben. Van de andere kant, als de Boltzmann faktor een waarde van één gehad zou hebben, gebaseerd op kleine variaties in de waarde van al die constanten die we zojuist zagen, dan zouden er geen losse protonen (waterstof =¹H¹) in het heelal zijn overgebleven, maar alleen maar helium (⁴He²). Dat zou heel problematisch geweest zijn, want de nucleaire fusie van waterstof in de sterren is heel langzaam, wat zonnestelsels genoeg tijd geeft om op sommige planeten de heel langzame evolutie van leven toe te laten. Daarentegen, de nucleaire fusie van helium in koolstof en zuurstof duurt heel weinig tijd, en vindt plaats op het einde van de levensduur van sterren zoals onze zon, zodat sterren die uit helium bestaan heel snel hun brandstof opbranden, wat de heel lang durende evolutie van het leven in sommige zonnestelsels onmogelijk gemaakt zou hebben.

Het bestaan van elektronen.¹⁹

Een ander geval van finetuning is de relatieve massa van het neutron, het proton en het elektron. Het feit dat de massa van een elektron (m_e=0.511 MeV) ietsje kleiner is dan het verschil tussen de massa van een neutron en een proton (M_neu-M_pro=Δm=1.396MeV), betekent dat een neutron kan desintegreren in een proton en een elektron, n⟶p+e-+Ve, zodat we in ons heelal protonen en elektronen hebben. Als dat verschil tussen neutron en proton een derde deel geweest zou zijn van wat het in feite is (dat wil zeggen, 0.465 MeV), dan zou er niet genoeg massa zijn voor het elektron (m_e=0.511 MeV), en zou niet het neutron, maar het proton het instabiele nucleon geweest zijn. We zouden dan geen neutronen hebben die desintegreren in protonen, elektronen en elektron-anti-neutrino’s (n↛p+e-+Ve), maar protonen die kombineren met elektronen, om neutronen en elektron-anti-neutrinos te produceren (p+e-⟶n+V_e). Als daarentegen, de massa van het neutron kleiner was geweest dan dat van het proton, bijvoorbeeld 98% (M_neu=0.98*M_pro), zou dat de productie van elektronen onmogelijk gemaakt hebben, leidend tot de desintegratie van het proton in een neutron, een positron en een elektron-neutrino (p⟶n+e⁺+V_e). In beide gevallen, zou deze minimale afwijking van het feitelijke massaverschil tussen neutron en proton geleid hebben tot een heelal met alleen maar neutron-structuren, en zouden er noch protonen, noch elektronen bestaan hebben, en dus ook geen atomen, noch moleculen, noch leven op aarde. De lezer moet weten dat deze finetuning van het massaverschil van neutron, proton en elektron, niet afgeleid kan worden van andere natuurwetten, maar axiomatisch, en dus op zich niet noodzakelijk is.

De finetuning van zwaartekracht en elektromagnetische kracht.²⁰

Het begin van de nucleaire fusie van waterstof om helium te produceren in de sterren, is gebaseerd op de fijn gekalibreerde, relatieve sterkte van de zwaartekracht, de sterke nucleaire kracht, en de elektromagnetische kracht. De elektromagnetische kracht is 10³⁶ keer zo sterk als de zwaartekracht, en is ook veel sterker dan de sterke nucleaire kracht, tenzij twee protonen zo dicht bij elkaar komen dat de sterke nucleaire aantrekking de elektromagnetische afstoting overwint en ze op elkaar ‘geplakt’ worden. Dit betekent een heel subtiele en fijn gekalibreerde interactie van deze drie fundamentele natuurkrachten, die op hun beurt afhangen van de afstand tussen de deeltjes en drie dimensieloze constanten, namelijk, de elektromagnetische constante α_C, de zwaartekracht constante α_G, en de sterk nucleaire constante α_S.²¹

Men kan berekenen²² dat, wanneer een wolk van waterstof meer dan 10⁵⁷ waterstof deeltjes (=protonen) bevat, de zwaartekracht, die twee protonen tot elkaar aantrekt, zoveel kinetische energie en hitte produceert, dat zij de elektromagnetische kracht, die de protonen van elkaar verwijdert, overwint, zodat de sterke nucleaire kracht, dankzij de nul-afstand tussen twee protonen, op zijn beurt de elektromagnetische afstoting overwint, en zo de nucleaire fusie en de productie van helium kan beginnen.

Wat zou er gebeurd zijn, als de zwaartekracht iets zwakker of ietsje sterker geweest was? Als de elektromagnetische kracht niet 10³⁶, maar 10⁴² keer zo sterk als de zwaartekracht geweest zou zijn, zou bijvoorbeeld de zon een miljoen keer zo groot hebben moeten zijn om het proces van nucleaire fusie te starten, wat op zijn beurt als voorwaarde gehad zou hebben dat de wolk van protonen waarin een ster zijn oorsprong heeft, een miljoen keer groter hadden moeten zijn, wat soms het geval is, maar heel zeldzaam is.   En wat zou er gebeurd zijn, als de zwaartekracht ietsje sterker geweest was? Als de elektromagnetische kracht niet 10³⁶, maar 10³⁰ keer zo sterk als de zwaartekracht geweest zou zijn, dan zou de nucleaire fusie begonnen zijn in veel kleinere sterren, met een maximale levensduur van zo’n 10,000 jaar, wat de langdurende evolutie van leven in een zonnestelsel onmogelijk gemaakt zou hebben.

De productie van helium in de Big Bang en in de sterren.²³

Helium ⁴He²  is het resultaat van een botsing van twee waterstofkernen (protonen) ¹H¹, waarbij een van de twee protonen wordt omgevormd in een neutron, zodat we deuterium ²He¹ krijgen. Daarna kan een botsing van twee deuteriumkernen een heliumkern ⁴He² produceren. Dit is op zich een heel zeldzame gebeurtenis, maar door de wet van de grote getallen komt het toch vaak voor. Dat neemt niet weg, dat in het centrum van een ster zo groot als de zon, het zo’n  10¹⁰  jaren duurt voordat alle waterstof in deuterium is omgevormd. Alleen het feit dat de twee neutronen extra sterk nucleaire kracht opleveren, zonder extra elektromagnetische repulsie te veroorzaken, maakt het mogelijk dat in een botsing van twee deuterium deeltjes een kern van twee protonen en twee neutronen geproduceerd kan worden.

Als de sterk nucleaire kracht ook maar een beetje sterker was geweest, in vergelijking met de elektromagnetische kracht, namelijk 3.4% tot 3.7% sterker, dan zouden die twee neutronen niet nodig geweest zijn, en zou de nucleaire fusie van twee waterstofkernen geen deuterium geproduceerd hebben maar biprotonen ²H², en we zouden opgescheept zijn met een heelal met alleen maar biprotonen. De productie van helium uit waterstof, via deuterium, zou nooit hebben plaatsgevonden. Omdat helium de eerste stap is in de productie van alle andere elementen van de periodieke lijst van Mendelejev, zouden die andere elementen nooit geproduceerd zijn, noch ook, dat is duidelijk, zouden wij hier zijn om dat vast te stellen. En omgekeerd, als de sterke nucleaire kracht zo’n 9% tot 11% zwakker geweest zou zijn, dan wat empirisch het geval is, dan zou zij niet in staat geweest zijn twee protonen aan elkaar te plakken (voordat een van die twee in een neutron wordt omgevormd), en we zouden een heelal met alleen maar waterstof ¹H¹ gehad hebben, geen helium, noch ook de andere elementen van de periodieke lijst van Mendelejev. 

Om een heelal van alleen maar protonen of alleen maar waterstof te voorkomen, en de productie van helium mogelijk te maken, is er dus, in de Big Bang, een heel fijn gekalibreerde finetuning van drie van de vier fundamentele krachten van de natuur nodig geweest.

De productie van koolstof en zuurstof in de sterren.²⁴

Als eenmaal waterstof tot helium ⁴He² gefusioneerd is, is de volgende stap in de schepping van de volgende elementen van de periodieke lijst van Mendelejev, de productie van koolstof ¹²C⁶ en zuurstof ¹⁶O⁸. Het is duidelijk dat koolstof ¹²C⁶ evenveel neutronen en protonen heeft als drie helium atomen ⁴He², namelijk zes neutronen en zes protonen. Men zou denken dat hier dus geen moeilijkheden zijn. In feite zijn er die wel, en ze zijn bijna onoverkomelijk. De productie van koolstof uit helium gaat via een beryllium isotoop ⁸Be⁴. Het probleem is dat dit isotoop van beryllium maar een heel korte levensduur heeft, namelijk 7*10^-17 seconden, en dat de nucleaire fusie van van twee helium kernen tot één beryllium isotoop veel langer duurt dan de levensduur van beryllium. De reden hiervan is dat bij de nucleaire fusie van twee helium kernen energie vrijkomt, volgens de beroemde formule van Einstein E=m*c², en die vrijkomende energie, in de vorm van gammastraling, vertraagt het fusieproces²⁵ en verhindert zo de fusie van de beryllium isotoop en de heliumkern in koolstof²⁶. Door deze vertraging, valt de beryllium isotoop uit elkaar, voordat een beryllium isotoop en een heliumkern kunnen fusioneren om koolstof te produceren, en we zouden opgescheept zijn met een heelal met alleen maar helium²⁷. Dit zou betekenen dat noch koolstof uit helium gevormd zou kunnen worden, noch zuurstof uit koolstof en helium, noch alle andere elementen van de periodieke lijst van Mendelejev.

De astrofysici zaten hier mee in, want ze konden de productie van koolstof niet verklaren. De oplossing werd gevonden, toen de astrofysici het fenomeen van ‘nucleaire resonantie’ toepassen op de fusie van het beryllium isotoop en de heliumkern. Door de ‘resonantie’ wordt niet gewone koolstof geproduceerd, maar een ‘geëxciteerde’ staat van koolstof, die méér energie heeft dan gewone koolstof, zodat in het fusieproces van een beryllium isotoop en een heliumkern er geen energie vrijkomt, maar eerder energie onttrokken wordt aan de omringende kinetische energie. Deze verkoelende en het fusie proces versnellen nucleaire ‘resonantie’ maakt het mogelijk dat een beryllium en helium kunnen fusioneren om te komen tot dit ‘geëxciteerde’ koolstof deeltje²⁸, voordat het beryllium isotoop in twee helium deeltjes desintegreert.

De productie van zuurstof ¹⁶O⁸ uit koolstof ¹²C⁶  en helium ⁴He² neemt plaats dank zij de omgekeerde omstandigheid, namelijk de afwezigheid van nucleaire ‘resonantie’. Het overschot van energie in dit nieuwe fusieproces zonder nucleaire ‘resonantie’²⁹ vertraagt de productie van zuurstof in voldoende mate dat niet alle koolstof met helium fusioneert om zuurstof te maken. We houden zo genoeg koolstof over, en hebben op die manier een heelal met zowel koolstof als zuurstof, in ongeveer gelijke hoeveelheden. Deze twee elementen zijn allebei onmisbaar voor de moleculaire structuur van leven en water. Deze omstandigheid vraagt dat in de Big Bang de elektromagnetische kracht en de sterk nucleaire kracht uiterst precies gekalibreerd waren, een duidelijk geval van finetuning, zoals het volgende schema duidelijk maakt.

Het bestaan van stabiele atomen en moleculen.³⁰

We komen nu aan bij het laatste voorbeeld van finetuning, namelijk die nodig is voor de stabiliteit van atomen en moleculen. In de kern van een atoom van om het even welk element van de periodieke tabel van Mendelejev bevinden zich neutronen en protonen. Hoe verder op in het periodieke systeem van Mendelejev, des te meer neutronen en protonen zijn er in de kern van het element in kwestie te vinden. Het aantal protonen in een kern geeft ons het atoomnummer (atomic number), de som van het aantal neutronen en protonen geeft ons de atoommassa (atomic mass). Protonen en neutronen blijven in de kern bij elkaar zitten, dankzij de sterk nucleaire aantrekkingskracht die deze deeltjes op elkaar uitoefenen. De elektromagnetische kracht is er de oorzaak van dat de positief geladen protonen de negatief geladen elektronen in een baan om de kern heen vasthouden. Maar diezelfde positieve elektrische lading is er de oorzaak van dat de protonen in de kern elkaar afstoten. In de zwaardere elementen, zoals uranium ²³⁸U⁹² wordt dat een probleem, want vanwege de relatief grote afstand tussen de protonen in de beide polen van de elliptische kern, is de sterk nucleaire aantrekkingskracht tussen deze protonen heel verzwakt, terwijl de elektromagnetische afstoting tussen die protonen nog heel sterk is. Dit is er de oorzaak van dat de uraniumkern (en die van alle hogere elementen) onstabiel is. Om die reden kan de atoombom bestaan. Een deeltje van buiten dat op de kern botst, kan die kern in stukken breken. Omdat de totale rust-massa-energie van het uranium atoom méér is dan de som van de energie van de brokken, komt de surplus energie vrij in de vorm van straling en hitte. Vandaar het verwoestende effect van een atoombom. 

Men kan wiskundig bewijzen³¹ dat een kern onstabiel is vanaf het moment dat het kwadraat van het aantal protonen Z² gedeeld door het aantal neutronen A groter is dan 49. Als ^Z²⁄_A > 49, dan is het atoom onstabiel. Bijvoorbeeld, in het geval van uranium ²³⁸U⁹², is ^Z²⁄_A = ⁸⁴⁶⁴/₁₄₆ = 58. Omdat 58>49, is uranium onstabiel. Koolstof  ¹²C⁶ daarentegen is stabiel, omdat  ^Z²⁄_A =³⁶/₆ = 6 en 6<49. En ook ijzer ⁵⁶Fe²⁶ is stabiel, want ^Z²⁄_A = ⁶⁷⁶/₃₀ = 22.5 en 22.5<49.

De hierboven gegeven formule van de grens tussen stabiele (^Z²⁄_A<49) en instabiele elementen (^Z²⁄_A>49) is een versimpelde versie van de volledige, meer gecompliceerde formule, waarin de elektromagnetische constante αC en de sterk nucleaire constante αS hun plaats hebben³². Als de elektrische lading  e  van het elektron drie keer groter zou zijn, dan ze in feite is, dan zou de waarde van de elektromagnetische constante αC negen keer zo groot zijn³³. Koolstof zou dan de grens van de stabiliteit overschrijden, want de grens zou dan liggen op  ^Z²⁄_A = 49*¹/₉ = 5.4, en omdat in het geval van koolstof ^Z²⁄_A = ³⁶/₆ = 6 en 6 > 5.4, zou koolstof onstabiel zijn. Omdat koolstof de voornaamste bouwsteen van organische structuren (het leven) is, zou er geen leven mogelijk zijn³⁴.

Al zijn in het geval van de stabiliteit van atomen en moleculen de waarden van de pertinente constanten niet zo fijn gekalibreerd als in de andere voorbeelden van finetuning die we hierboven ontmoetten, is het duidelijk dat toch ook in dit geval een zekere mate van finetuning nodig was.

Conclusie

U zult wellicht een beetje overwhelmed zijn door al deze wis- en natuurkundige concepten en constanten en verbanden, maar toch begrepen hebben, dat als de waarde van al die fundamentele constanten ook maar een heel klein beetje anders geweest zou zijn, de evolutie van het heelal zoals wij het kennen, onmogelijk geweest zijn. Bij iedere stap in de evolutie van het heelal, sinds de Big Bang, zo’n 14 duizend miljoen jaar geleden, was er zo veel dat mis had kunnen lopen! En bij iedere stap was de kans dat het mis zou lopen, veel groter dan de kans dat het goed zou gaan. Het mysterie is, dat die fijn gekalibreerde waarden, die nodig zijn opdat een en ander niet mis zou lopen,  niet afgeleid kunnen worden van andere natuurwetten. Het gaat om axiomatische constanten en verbanden. In mijn boek bereken ik wat de kans is dat ons heelal, met al die fijn gekalibreerde waarden van die fundamentele constanten, een toevals gebeuren zou zijn, een winnend nummer uit de loterij.³⁵ U weet dat de kans dat we bij het gooien van een dobbelsteen drie keer achter elkaar zes krijgen, gelijk is aan het product van drie onwaarschijnlijke gebeurtenissen, namelijk ¹/₆*¹/₆*¹/₆=¹/₂₁₆ is. De kans dat ons heelal, zoals we het kennen, bij toeval deze fijn gekalibreerde waarden van de fundamentele constanten hebben, is gelijk aan het product van een aantal op zich heel onwaarschijnlijke feiten van finetuning, dus uiterst onwaarschijnlijk, namelijk ^3.75/_10²⁶⁷,³⁶ met andere woorden, het is bijna onmogelijk dat zo’n heelal bij toeval zo fijn gekalibreerd is.

Einstein was heel onder de indruk van deze verborgen en geheimzinnige orde in het heelal, die hij aan God toeschrijft:

“I’m not an atheist. The problem involved is too vast for our limited minds. We are in the position of a little child entering a huge library filled with books in many languages… The child dimly suspects a mysterious order in the arrangement of the books but doesn’t know what it is. That, it seems to me, is the attitude of even the most intelligent human being toward God. We see the universe marvelously arranged.” ³⁷

Geciteerd in Walter Isaacson, Einstein. His Life and Universe, 2007, blz. 386.

De atheïsten astrofysici, die niet Einstein’s houding delen, proberen wat voor hen een probleem is, op te lossen door te speculeren dat er een oneindig aantal heelallen zijn, die alle, behalve het onze, buiten het bereik van onze wetenschappelijke observatie liggen, ieder met zijn eigen door het toeval bepaalde verzameling van fundamentele constanten. Waar al die heelallen vandaan komen, en wat nou die fantastische machine is die in elk van die heelallen de waarden van die fundamentele fysische constanten bij toeval doet variëren, zeggen ze niet. Maar ze argumenteren, dat door de wet van de grote getallen er noodzakelijkerwijze onder dat oneindig aantal heelallen, een paar moeten zijn, zoals het onze, waar het toeval aan die constanten de juiste waarden heeft gegeven, die het mogelijk heeft gemaakt dat wij hier zijn om dat vast te stellen. In mijn boek bewijs ik dat deze speculatie van het multiverse niet meer is dan goedkope science fiction³⁸, een fairy tale die niets met wetenschap te maken heeft. Dit punt is heel belangrijk. Soms denken mensen dat er conflict bestaat tussen wetenschap en geloof in God. Het is in feite net andersom. Er bestaat een conflict tussen wetenschap en atheïsme. De wetenschap staat aan de kant van het geloof in een scheppende God, en het atheïsme kan zich niet op wetenschap beroepen, maar zoekt zijn toevlucht in science fiction en fairy tales!

De conclusie is onontkoombaar: een intelligente oorzaak heeft een en ander heel precies gekalibreerd (finetuning), zodat het geen toeval, maar eerder de bedoeling geweest is  van deze intelligente oorzaak, dat wij hier zijn om dit vast te stellen! Met andere woorden: de Schepper van het heelal is een geniale ingenieur en dacht aan ons toen Hij begon!   In de wetenschappelijke analyse van de evolutie van het heelal, vinden we de duidelijke, onmiskenbare sporen van de Wijsheid van Gods Woord. Hij heeft zich in zijn schepping uitgesproken. En wat we verstaan als we goed luisteren, door middel van deze wetenschappelijke analyse van de evolutie van het heelal, is iets van God zelf, zijn almacht en zijn intelligentie. Van die overtuiging geeft de bijbel getuigenis. Al is het verhaal van de schepping, in het boek Genesis, geen wetenschap, maar een parabel,  wordt in deze parabel de intuïtie uitgedrukt, dat God de Schepper is van het heelal. Gewone mensen weten dat, al kunnen ze het niet uitleggen. Dat is wat Johannes bedoelt:

“Alles is door Hem geworden en zonder Hem is niets geworden van wat geworden is.”

Deze woorden van de evangelist zijn een echo van wat reeds in het Oude Testament te vinden is:

“Ik wil de werken van de Heer gedenken en verhalen wat ik gezien heb: door de woorden van de Heer bestaan zijn werken en Hij heeft beslist zoals het Hem behaagde. De zon ziet lichtend op alles neer en het werk van de Heer is vol van zijn heerlijkheid”

(De wijsheid van Jezus Sirach 42,15-16)

“Wie heeft de zee gepeild met de palm van zijn hand en de hemel met de handspan gemeten, wie in een maatje het stof van de aarde afgepast, de bergen in een weegschaal gelegd, en de heuvels in een balans afgewogen?  Wie kan de geest van de Heer meten, en wie heeft Hem raad en onderricht gegeven?  Met wie heeft Hij beraadslaagd om inzicht te krijgen… ‘Met wie zult gij Mij dan vergelijken, met wie Mij gelijkstellen?’ zegt de Heilige. Heft uw ogen omhoog en ziet: wie heeft dat alles geschapen?… Weet gij het niet of hebt gij het niet gehoord? De Heer is een God van eeuwigheid, hij heeft de verste hoeken der aarde geschapen”

(Jesaja 40,12-14.25-26.28)

“Heer, onze God, hoe vol macht is uw naam
wijd en zijd op de aarde;
gelijk Gij uw majesteit doet verschijnen
hoog aan de hemel,
uit de mond der kleinen… uw vermogen bevestigt,
dat uw tegenstanders het weten,
dat vijand en verstoorder moet zwijgen.
Als uw hemel ik zie – uwer vingeren werk,
maan en sterren die Gij daar stelde,
wat is dan de mens dat Gij acht op hem slaat,
het mensenkind dat Gij hem aanziet?
En nochtans gaaft Ge hem een haast goddelijke staat;
met waardigheid hebt Gij, met schoonheid gekroond
die Gij heerser maakt over het werk uwer handen.
Want alles hebt Gij aan zijn voeten gelegd”

(Psalm 8)

Nu is het moment om in uzelf te keren en baat te nemen van deze overweging, met dankbare troost en bewondering, opdat ook u één van die kleine moge zijn, op wie van toepassing is wat de psalm zegt:

“uit de mond der kleinen… bevestigt Gij uw vermogen”.

Noots :