Heelal

Voorwoord

Ondanks dat sinds duizenden jaren de mens gezocht heeft naar een antwoord op de vraag: Waar komen we vandaan en waar komen al die sterren en planeten vandaan, werd er, tot nu, nooit een exacte theorie voor gevonden.

Wetenschappers doen veel opzoekingswerk en trachten het onstaan van het heelal en leven te verklaren door hypotheses op te stellen en deze aan te passen als er nieuwe feiten aan het licht komen om er theoriën uit te puren.

Ontstaan van het heelal

Op dit ogenblik bestaat, over het ontstaan van het heelal, de hypothese van Lemaitre, dat op een bepaald moment, nu volgens de laatste berekeningen op 26 miljard jaar geleden geschat, i.p.v. 13,7 miljard jaar ( hypotheses kunnen al eens enkele jaren mis zijn), in het centrum van het heelal, een Big Bang plaatsvond. Hoe die ontstond of waaruit die bestond, daar hebben we nog geen verklaring voor.

De veronderstelling dat, er in het centrum van ons heelal, een enorme ontploffing zou plaatsgevonden hebben lijkt wel logisch maar dan gebeurde dat in alle richtingen en zou het heelal rond zijn en niet de vorm hebben van een bol kaas die te lang in de zon heeft gelegen.

Dat er een big bang was, leiden we af uit de vaststelling dat de sterrenstelsels zich steeds verder van het centrum verwijderen. Dat zien we door de verlenging van de lichtgolven die sterrenstelsels uitstralen, te vergelijken met het geluid van een toeterende trein die van je wegrijdt en steeds een lager geluid weergeeft.

Door die big bang werden golven uitgestoten. Afhankelijk van de golflengte zijn dat bv. licht, warmte en geluid, maar er zijn nog veel andere golflengtes, elk met verschillende eigenschappen.

Uit die golven vormden zich basiselementen met wat vreemde namen nl. quarken, leptonen, fotonen, gluonen en bosonen. Ieder van die deeltjes heeft zijn specifieke functie in de vorming van de elektronen, protonen en neutronen en dus ook van de atomen. Ze worden bestudeerd door de bollebozen van de quantummechanica en deeltjesfysica.

Zie hier de logische volgorde:

?????

-> -> ->

Big Bang

-> -> ->

Golven

-> -> ->

Quarken (+ , – , 0), Leptonen, Bosonen, Fotonen, Gluonen  

-> -> ->

Elektronen (-),Protonen   (+), Neutronen (0)

-> -> ->

Waterstof

-> -> ->

Kernfusie

-> -> ->

Zwaardere Atomen

-> -> ->

Molekulen = Anorgische stoffen

-> -> ->

Organisch leven

De door de big bang ontstane golven zetten zich om in quarken, leptonen, gluonen, fotonen en bosonen en die vormen elektronen, protonen en neutronen. Die deeltjes vormen samen dan weer  waterstofatomen.
Om dat waterstofatoom te vormen is 1 proton met positieve lading en 1 elektron, met negatieve lading nodig.  Dit is het eenvoudigste anorganische element.
Met die waterstof + isotopen, ontstond bij een temperatuur van -273°C, hetzij 0°Kelvin, waterstofsneeuw in de lege ruimte.
Isotopen zijn elementen die behalve elektronen en protonen, ook neutronen bevatten. Neutronen hebben geen elektrische lading. De eigenschappen van isotopen kunnen aanzienlijk verschillen van de atomen.

Uit deze wolken, van bevroren waterstof, vormden zich, door adhesie van de waterstofmoleculen, bollen. Dat zijn de embryo’s van zonnen en planeten. Door de gezamelijke spin van de quarks draaien die rond.

Door de som van de adhesiekrachten ontstaat de zwaartekracht. Doordat die bollen steeds aangroeien ontstaat in het centrum van die zonnen en planeten een enorme druk. Druk is energie die wordt omgezet in warmte. Daardoor stijgt de temperatuur tot extreme hoogte en vindt kernfusie plaats. Daardoor ontstaan, uit de waterstof, zwaardere elementen.

De buitenkant van de planeten koelt af doordat de omgeving rond de planeten koud is en er ontstaat een korst aan de buitenzijde. Bij zonnen is de temperatuur nog zo hoog dat nog geen harde schil gevormd wordt.

De zwaartekracht wordt gedeeltelijk opgeheven doordat de zonnen en planeten ronddraaien waardoor middelpuntvliedende krachten ontstaan. Er ontstaat een evenwicht tussen de zwaartekracht en de middelpuntvliedende kracht. Waar dat evenwicht niet bestaat spatten ofwel deze zonnen en planeten uiteen, als de middelpuntvliedende kracht groter is dan de zwaartekracht of vormen zwarte gaten en slorpen alles in hun omgeving op, als de zwaartekracht groter is dan de middelpuntvliedende kracht.

Door de kernfusies in de zonnen en planeten worden nieuwe, zwaardere atomen  gevormd.  Voorbeelden van deze  elementen zijn  helium, lithium, ijzer, koper, silicium tot uranium (zie tabel van Mendelejev). Tot het element ijzer komt energie vrij. Bij de zwaardere elementen wordt energie opgebruikt.
Tussen de verschillende atomen grijpen dan weer chemische reacties plaats en ontstaan grotere constructies nl. molekulen.
Sommige molekulen ontstaan met explosies zoals waterstof (H) met zuurstof (O) water (H2O) vormt, met een explosie, terwijl ijzerroest gevormd wordt door langzame reactie tussen ijzer (Fe) en water (H2O).

In het specifiek geval van onze aarde werd door de vulkaanwerking een atmosfeer gevormd, bestaande uit waterstof-, zuurstof-, stikstofverbindingen en koolzuurgas. De verhouding van die gassen en de koude temperatuur lieten geen ontstaan van leven toe. Er ontstonden reacties tussen de gassen die zuurstof vrij gaven waardoor de verhouding van de gassen gunstig evolueerde en samen met de reactie van waterstof en zuurstof, kon waterdamp gevormd worden. Er ontstond een delicaat evenwicht van gassen in de atmosfeer. Ook kon het gehalte aan water verhogen, door het binnendringen in de atmosfeer van ijsplaneten.

In ons zonnestelsel gaf de zon aanvankelijk weinig warmte af maar die afgifte steeg en stijgt nog steeds door kernfusie in de zon doordat tot het element ijzer energie vrijkomt en de aarde voldoende kon opwarmen om samen met de gunstige atmosfeer, organische verbindingen en leven mogelijk te maken.

Ontstaan van leven

We geven hier een overzicht van het ontstaan van leven op aarde:

Water, zuurstof- en stikstofverbindingen, koolzuurgas

-> -> ->

Eiwitten + fosfor-verbindingen

-> -> ->

Cellen/microben

-> -> ->

mossen, zwammen, planten

-> -> ->

Dieren

Water, zuurstof-, stikstofverbindingen en koolzuurgas vormen eiwitten waaruit, met fosfor-verbindingen, cellen gevormd kunnen worden.

Elke levende cel bevat een dubbele DNA string, die de eigenschappen van de organische wezens bepaalt.  DNA is een polymeer, samengesteld uit waterstof-, zuurstof-, koolstof-, fosfor- en stikstofverbindingen.

Er zijn cellen die zich ontwikkelen tot planten. Andere cellen ontwikkelen zich tot dieren die zich voeden met de planten.

Mossen, planten en dieren krijgen nageslacht. Na vele generaties kunnen deze wezens evolueren, door wijzigingen in het DNA, tot een uitgebreid gamma van soorten.

Op cellen ontwikkelen zich ook virussen welke op zichzelf niet kunnen blijven bestaan. Virussen hebben geen DNA en overleven enkel door zich vast te zetten op een “gastheer” zijnde de cellen. Die kunnen het leven van hun gastheer verstoren.

Op wezens kunnen zich schimmels ontwikkelen. Deze kunnen, zoals de virussen, niet zelfstandig blijven bestaan maar hebben ook steeds een “gastheer” nodig nl. een levende of dode plant of dier. Zij zorgen voor de afbraak van dode planten en dieren.

Soorten kunnen splitsen en volgen dan elk hun eigen evolutie. Een soort kan niet naar een andere soort evolueren. Een aap kan niet evolueren naar een mens, ondanks alle sappige verhalen die daarover bestaan. Ze hebben misschien wel dezelfde stamouders maar hebben in dat geval een verschillende evolutie doorgemaakt. Moest de overgang van de ene soort naar de andere mogelijk zijn dan zouden er miljarden tussenvormen van wezens bestaan die naar die andere soort aan het evolueren zijn. Dat is niet het geval.

Besluiten

Bij elk proces in het universum zijn veel wetten betrokken.  Wetten die we niet volledig kennen of begrijpen. Er zit een inteligentie in de natuur ingebouwd die we nog niet kunnen verklaren. De natuur m.a.w. de intelligente organische wereld,  wordt gevormd uit elementen en molecuelen, die op zichzelf niet intelligent zijn.

In het universum heerst wanorde maar er is een streven naar orde en evenwicht. Zonnen en planeten gingen, na de big bang, gedeeltelijk,hun eigen geordende weg.
Ook in het organisch leven zien we, van uit de wanorde,  een streven naar orde en evenwicht. Uit de wanorde ontstaan geordende biotopen van planten en dieren.

In de natuur is er een strijd om te overleven: de wet van de sterkste. Elk wezen tracht de andere weg te drukken, behalve als ze elkaar nodig hebben om te overleven. Ieder wezen tracht ook nageslacht voort te brengen om zo zijn soort in stand te houden. Sommige soorten verdwijnen voorgoed van het toneel doordat ze overklast worden door andere wezens, door klimaatverandering of door menselijk ingrijpen. Ook binnen de zelfde soorten wordt deze strijd uitgevochten, zowel bij planten als dieren.

Er is een onevenwicht ontstaan tussen wat de natuur voortbrengt en wat de menselijke bevolking consumeert. De mens vreet de natuur op, zoals de sprinkhanen in Egypte. Een natuur die we daarboven nog ontwrichten, enkel uit winstbejag. We zullen de natuur terug in evenwicht moeten brengen, zoniet zal de natuur zelf een nieuw evenwicht vormen, veelal door natuurrampen.

De natuur is de oppermachtige god die zich vreekt als we haar wetten niet respecteren.

Veel punten, in bovenstaand artikel, steunen op hypotheses. Indien er nieuwe inzichten komen door b.v. door de nieuwe telescopen of door logisch redeneren, wordt de tekst bijgewerkt. Het heelal en de natuur zijn, op veel punten, geen exacte wetenschap.

Armand Maes

armand.maes@hotmail.com