Wat was er voor het heelal? Het eerlijke antwoord is: dat weten we niet. Onze huidige natuurkunde houdt op bij het allereerste moment van de oerknal, zo’n 13,8 miljard jaar geleden. Wat daaraan voorafging, of er überhaupt iets voorafging, valt buiten het bereik van alles wat we kunnen meten of bewijzen. Toch zijn er serieuze wetenschappelijke theorieën over wat er vóór, of in plaats van, “niets” kan zijn geweest.
De oerknal als beginpunt, maar niet het absolute begin
De oerknaltheorie beschrijft hoe het heelal begon als een onvoorstelbaar hete, dichte toestand en daarna uitdijde. Maar de theorie zegt niets over wat er daarvóór was. Op het moment van de oerknal zelf, het zogenaamde singulariteitspunt, breekt de wiskunde letterlijk samen. Temperatuur, dichtheid en energie worden oneindig groot. Dat is een teken dat onze berekeningen daar niet meer werken, niet dat er ook echt niets anders is.
Interessant genoeg stond de oerknaltheorie in het begin niet meteen onomstreden. Er werd aanvankelijk lacherig over gedaan, voordat ze steeds meer wetenschappelijke steun kreeg door waarnemingen zoals de kosmische achtergrondstraling. Toch blijft de vraag wat er vóór die eerste fractie van een seconde was, volledig open.
Wat was er voor het heelal? De vier belangrijkste theorieën
Wetenschappers en filosofen hebben meerdere serieuze modellen bedacht om de periode “voor” het heelal te beschrijven. Geen van deze modellen is bewezen, maar ze zijn ook niet zomaar speculatie.
- Het eeuwige niets: Misschien was er helemaal niets. Geen ruimte, geen tijd, geen energie. Het probleem is dat zelfs “niets” in de kwantumfysica onstabiel is. Een volledig leeg vacuüm kan spontaan deeltjes laten ontstaan. Dit idee, afkomstig van kwantummechanica, suggereert dat het heelal letterlijk uit niets tevoorschijn kan zijn gekomen.
- Een cyclisch heelal: Sommige modellen stellen dat ons heelal niet de eerste is. In de zogenaamde cyclustheorie krimpt een eerder heelal samen in een “Grote Krak”, waarna een nieuwe oerknal volgt. Ons heelal zou dan één schakel zijn in een oneindig lange keten van heelallen. De theorie is onder andere uitgewerkt door de natuurkundigen Paul Steinhardt en Neil Turok.
- Kwantumschuim en tijdloosheid: De theoretisch fysicus Stephen Hawking werkte samen met James Hartle aan een model waarin tijd zelf niet bestond vóór het heelal. Net zoals er geen zuidpool is ten zuiden van de zuidpool, is er geen “voor” voor het begin van de tijd. Tijd is dan een eigenschap die samen met het heelal ontstond, en de vraag wat er vóór was, verliest zo zijn betekenis.
- Een moederuniversum of multiversum: In sommige varianten van de inflatietheorie, de gedachte dat het heelal razendsnel opblies net na de oerknal, kunnen nieuwe heelallen spontaan ontstaan uit een groter, eeuwig uitdijend “moederuniversum”. Ons heelal is dan als een bel die opduikt in een veel grotere zee van ruimtetijd. Dit model voorspelt een multiversum: een vrijwel oneindig aantal heelallen naast elkaar.
Waarom we het antwoord misschien nooit weten
Het fundamentele probleem is dat al onze meetinstrumenten en theorieën gebonden zijn aan ons eigen heelal. Licht dat verder teruggaat dan zo’n 380.000 jaar na de oerknal bereikt ons niet, omdat het heelal daarvóór ondoorzichtig was. Wat er vóór de oerknal was, laat geen sporen na die we kunnen detecteren. Dat maakt dit niet alleen een wetenschappelijke vraag, maar ook een filosofische en zelfs een taalkundige: “voor” veronderstelt tijd, en misschien bestond tijd simpelweg nog niet.
De grens van ons begrip ligt dus bij de wetten van de natuurkunde zelf. Totdat we een volledige theorie hebben die zowel kwantummechanica als de zwaartekracht beschrijft (de zogenaamde kwantumzwaartekracht), blijft het singulariteitspunt een zwart gat in onze kennis.
Veel gestelde vragen
Was er voor het heelal een God of schepper?
Dat is een vraag die de wetenschap niet kan beantwoorden. Wetenschap beschrijft wat meetbaar en toetsbaar is. Of er een bewuste kracht achter het ontstaan van het heelal zit, valt buiten het bereik van de natuurkunde.
Kan er iets zijn zonder tijd?
Dat is lastig voor te stellen, maar in het Hartle-Hawking model is tijdloosheid geen onmogelijkheid. Tijd is geen universele constante, maar een eigenschap van ons heelal die bij de oerknal ontstond.
Is het multiversum bewezen?
Nee. Het multiversum is een theoretische voorspelling die voortkomt uit bepaalde inflatiemodellen. Er is tot nu toe geen directe waarneming die het bevestigt.
Wat bedoelen wetenschappers met “niets”?
In de kwantumfysica is “niets” niet echt leeg. Een kwantumvacuüm wemelt van tijdelijke energiefluctuaties. Dat is iets heel anders dan het absolute niets dat we in het dagelijks leven voor ogen hebben.
De vraag wat er voor het heelal was, is misschien wel de diepste vraag die een mens kan stellen. De eerlijkste stand van zaken anno nu: we hebben meerdere serieuze hypothesen, nul bewijs voor welke dan ook, en misschien ontbreekt ons nog de wiskunde en de taal om het antwoord ooit volledig te begrijpen.
