Het kosmisch hologram

Het ontstaan van de tijd – Thomas Hertog – Lannoo/Spectrum – 214 blz.

‘Tijd voor een nieuw boek… Zet er holografie in.’ Deze opdracht kreeg de Belgische kosmoloog Thomas Hertog van zijn leermeester Stephen Hawking. Het waren meteen de laatste woorden van de bekende Britse natuurkundige en kosmoloog: hij overleed enkele weken later op 14 maart 2018. Het verzoek van Hawking met de uiteenzetting van hun laatste gezamenlijke inzichten over het ontstaan van tijd en ruimte is uitgemond in het boek Het ontstaan van de tijd, een vertaling van de Engelse uitgave On the Origin of Time: Stephen Hawking’s Final Theory.

Thomas Hertog beschrijft in de inleiding van het boek hoe hij half juni 1998 in het DAMTP, het roemruchte departement voor toegepaste wiskunde en theoretische natuurkunde van Cambridge kennis maakte met Hawking alvorens zijn doctoraat te beginnen. De professor communiceerde toen al moeizaam met een zielloos computerscherm en een klikapparaat. Het was het begin van een mooie samenwerking die twintig jaar zou duren en waarin Hawking zijn medewerkers omringde met een unieke mix van menselijke warmte, wijsheid en scherpe humor waarbij hij telkens opnieuw nieuwe perspectieven en ideeën bood als bepaalde onderzoekslijnen op de klippen waren gelopen.

Stephen Hawking was in 1998 wereldberoemd geworden bij het grote publiek omwille van zijn populairwetenschappelijke publicatie A Brief History of Time (in het Nederlands vertaald onder de titel Een korte geschiedenis van de tijd). Ook Hertog brengt in het eerste deel van zijn boek een zeer goed overzicht van de ontwikkeling van een aantal theorieën betreffende de kosmologie, de relativiteitstheorie en de kwantummechanica. Specifiek in verband met ontstaan van het heelal benadrukt Hertog de rol van Georges Lemaître (1894 – 1966). In de algemene relativiteitstheorie van Einstein las deze Belgische priester en astronoom dat het heelal uitdijde en niet de in alle eeuwigheid onveranderlijke kosmos was. In mei 1931 publiceerde Lemaître een kort artikel in het tijdschrift Nature waarin hij betoogde dat het heelal ooit een ‘atome primitif’ was. De Britse astrofysicus Fred Hoyle noemde Lemaîtres theorie spottend Big Bang tijdens een BBC-radio-interview in 1949.

De wetenschap is echter sinds 1998 niet stil blijven staan. Nieuwe theoretische inzichten werden ontwikkeld zoals de tweede revolutie binnen de snaartheorie en het ontstaan van niet één maar een eindeloze reeks universums na de Big Bang. In het tweede deel van Het ontstaan van de tijd bouwt Hertog geleidelijk de spanning op om uiteindelijk te komen tot de Hawking-Hertogtheorie van het heelal als hologram. In deze theorie wordt het enorme aantal universums gereduceerd tot een kleiner aantal. Tijd wordt een emergent fenomeen dat als het ware kristalliseert vanuit een tijdloze ‘holografische’ toestand bij de oerknal. De titel van het Engelstalige boek On the Origin of Time verwijst naar On the Origin of Species van Charles Darwin. Hawking en Hertog zijn van oordeel dat wanneer we terugkijken naar de vroegste stadia van het universum er een dieper niveau van evolutie bestaat waarin zelfs de wetten van de natuurkunde veranderen en evolueren, synchroon met het universum dat vorm krijgt. Natuurkundige wetten zijn het gevolg van evolutie. Dimensies, krachten en verschillende soorten deeltjes transmuteren en diversifiëren in de oven van de hete oerknal analoog aan hoe biologische soorten miljarden jaren later zijn ontstaan en in de loop van de tijd hun effectieve vorm hebben verkregen.

Om Het ontstaan van de tijd goed te kunnen begrijpen is een stevige basiskennis van natuurkunde aangewezen. Het boek bevat weinig formules, maar wel verklarende figuren en schema’s en een katern met kleurenillustraties. Zeker de inhoud van het tweede deel van het boek is moeilijk te volgen omdat de Hawking-Hertogtheorie complex is en bovendien ons voorstellingsvermogen totaal overstijgt.

Naast het uitleggen van de uiteindelijke theorie van Stephen Hawking die hij mee heeft ontwikkeld, beschrijft Hertog ook veel persoonlijke interacties en anekdotes met de legendarische natuurkundige. Hij besluit zijn boek met de volgende woorden: ‘Van Stephen Hawking kunnen we leren om zo veel van de wereld te houden dat we haar steeds opnieuw willen herdenken en daarbij nooit op te geven. Om echt mens te zijn. Hoewel hij bijna immobiel was, was Stephen de meest vrije mens die ik ooit heb gekend.’

Kris Muylle