Maar energie kan nie uit niks te voorskyn kom nie. En sonder energie kan daar nie massa (materie) wees nie.
Einstein het hierdie verskynsel in sy beroemde formule E=mc2 saamgevat, waar e energie voorstel, m massa en c die snelheid van lig. Hieroor meer in hoofstuk 10.
Maar energie, of massa, kan nie uit niks kom nie. Tog, die heelal ís daar: propvol energie én materie (massa).
Waarvandaan het die onbeskryflike, intense energie van die Oerknal gekom?
Alles verval
Daar is ook die Tweede Wet van die Termodinamika. Dit word dikwels die mees fundamentele natuurwet genoem. Dié is ook ’n geleerde naam vir ’n eenvoudige wet: Alles verval. Alles gaan tot niet. Chaos neem oor.
Basies beteken dit dat hitte nooit spontaan van ’n stelsel met ’n laer hittegraad na ’n stelsel met ’n hoër hittegraad vloei nie. ’n Koppie tee sal nooit vanself warm word nie.
Dit is die natuurlike neiging van alles om in ’n eentonige eendersheid te verval. ’n Warm koppie tee neem later die temperatuur van die kamer aan. ’n Blokkie ys smelt tot dit dieselfde temperatuur as die omgewing het. Net soos ’n koppie tee nooit vanself warm word nie, ontstaan ’n blokkie ys ook nie vanself in ’n glas water nie. Tensy energie gebruik word (werk gedoen word).
’n Yskas het energie nodig om af te koel. ’n Stoof het energie nodig om warm te word. Skakel die krag af, en die yskas word warm en die stoof word koud.
Ek word oud. Een van die dae word ek begrawe. My motor gaan oproes en mettertyd op die ashoop beland. Berge verweer en bome waai om. Selfs ons son gaan eendag sterwe en die aarde sal vergaan. Verval is meedoënloos. Niks kan dit keer nie. Mense word grys en krom, geboue word bouvalle (tensy jy jou hand daaraan hou, wat energie verg), appels vrot en olifante vrek.
Laat dinge aan hulleself oor, en geleidelik ontstaan chaos. Dinge raak deurmekaar, gedisorganiseer. Huise se dakke begin lek, mure verkrummel, paaie groei toe. En hoe moet jy nie elke dag alles aan die kant maak nie!
Ook die heelal sal tot niet gaan. Ons heelal sal sy ordelikheid verloor. Hoewel energie volgens die eerste wet van die termodinamika nie vernietig kan word nie, kan dit ontaard. Entropie, die hoeveelheid wanorde in ’n stelsel, word nooit vanself minder nie. Soos ek, my hond en my motor is ook die heelal aan die verval.
Sterre, en ons son, is aan die uitbrand. Die son brand miljoene tonne waterstof elke sekonde, om swaarder elemente voort te bring. Dit is ’n onomkeerbare proses. Die yster, kalium, swawel en stikstof wat voortgebring word, kan nooit weer waterstof word nie. Elke oomblik word die heelal se waterstof minder, die aarde draai stadiger, die maan verloor sy spoed en skuif elke dag ’n titseltjie nader aan die aarde. Materie word meer verstrooi, en daar is minder struktuur. Die heelal is ’n ontbindende lyk.
Warmte vloei altyd van ’n warm na ’n koue voorwerp. Om ’n huis te bou, is om baie energie te gebruik om teen die tweede wet van die termodinamika te werk. Die bakstene en sement wil weer grond word, die hout wil vrot, die dak wil lek en die verf wil afdop.
Die tweede wet van die termodinamika bewys dat daar ’n begin was
Die tweede wet van die termodinamika wys na ’n baie geordende, eenvoudige begin.
Daar was nét straling, hitte, verblindende lig. Energie. Die vraag ontstaan: As die heelal aan die verval is, vanwaar dan die aanvanklike orde? Wie of wat het daarvoor gesorg? Dit kon nie sommer vanself gebeur het nie.
Daar is nie net die probleem van iets (’n ellendige gróót iets!) wat uit niets losgebars het nie. Hoe het dit gebeur dat die heelal se verstommende inhoud van miljoene galaksies, sterre, planete, mane, komete, asteroïede, bome, beeste, spinnekoppe, mense, visse, planete, sonne, vetplante, virusse, skilpaaie, muggies en volstruise, saam met die heirskaar van ongelooflike, ordelike natuurwette wat alles moontlik gemaak het, uit niks te voorskyn gekom het?
Fisici het geen antwoorde nie. Daar is wel onbewysbare teorieë.
Die natuurwette is nie willekeurig nie. Daar is patrone wat so akkuraat by mekaar invoeg, binne die engste parameters by mekaar inpas, dat dit onmoontlik is om dit aan die toevallige saamval van omstandighede toe te skryf.
Die verloop van die Skepping, van die Oerknal af tot op hierdie oomblik, is ’n ongelooflike drama. Dit is vol wonderwerke en noodsaaklike, ingewikkelde faktore waarsonder niks tot stand sou gekom het nie.
Baie wetenskaplikes sê al hierdie dinge kon nie toevallig gebeur het nie. Dit lyk te veel na ’n “put-up job”, soos Albert Einstein daarna verwys het, ’n fyn beplande opset.
As enigeen van ’n legio faktore ’n ietsie anders was, sou die Skepping ’n miskraam gewees het. Sterre, die gloeiende sterrewiele, die planete, die lewe, en ons, sou nooit hier gewees het nie.
’n Breukdeel van ’n sekonde ná die Oerknal het die eerste “toevallige” wonderwerk gebeur. Op daardie oomblik was die presiese massa en samestelling van die heelal van deurslaggewende belang.
Die Britse kosmoloog Stephen Hawking (1942—), soos aangehaal deur John Boslough (1985. Beyond the Black Hole: Stephen Hawking’s universe. Londen: Collins), het dit só gestel: “Die vinnig groeiende heelal kon só dig met materie gepak gewees het dat dit op homself kon ingestort het, soos ’n swartkolk. Of materie kon te yl versprei gewees het om in galaksies saam te koek.
“Dit kon in die ruimte rondgedryf het. Die heelal se uitdying vereis ’n merkwaardige tydrooster. Dít moet gebeur het binne die eerste 10-32 sekonde van die uitdytydperk.” Tot vandag toe duur die uitdying steeds voort, maar teen ’n rustiger tempo.
[Net soos groot syfers eksponensieel uitgedruk kan word, kan dit ook met klein syfers gedoen word: 10-1 =een tiende ; 10-2 = een honderdste; 10-3 = 1⁄1000, ensovoort.]
Die eerste faktor wat moes sorg dat die heelal ontwikkel het soos dit ontwikkel het, het dus presies 10-32 van ’n sekonde na die begin van die uitdying plaasgevind. ’n Biljoenste van ’n biljoenste van ’n sekonde vroeër of later, en die heelal soos ons dit ken, en ons, sou nooit bestaan het nie. Dit is opwindend om die Skeppingsdrama vanaf die Oerknal tot op die hede te volg.
DIE EERSTE FASE
Onmiddellik ná die Oerknal het die heelal begin uitdy. Soos die ruimte gerek het, het die materie en die energie in die heelal ook uitgedy en vinnig afgekoel. Die ruimte het baie helder gegloei. Steeds het dit uitgedy, en daarmee het dit afgekoel tot ’n skemering. Later het dit pikdonker geword.
Die oerheelal was vormloos, koud en donker. Daar was geen sterre, newels of lig nie. Die heelal was woes en leeg. Hier en daar in die duisternis het ’n eensame waterstof- of heliumatoom rondgesweef.
Daar was egter geleidelike, millenniumstadige invloede aan die werk. Hulle was baie flou, onmeetbaar gering, maar daar wás beweging. Hier en daar was die atome van waterstof en helium ’n titseltjie nader aan mekaar as op ander plekke.
Hier en daar in die groot duisternis was ’n verskuiwing van gas aan die gang. Ongelooflik stadig was die verdigting, die saamkom van gasatome. Steeds was dit koud, donker, leeg, amper bewegingloos en geluidloos. Maar met die verbygaan van duisende en duisende eeue het die gas op plekke digter geword soos die swaartekrag meer en meer van die gasatome saamgetrek het.
Die ontsaglike gaskolke het stadig begin draai. Swaartekrag het toegeneem. Die malende gas-arms het teen ander gas-atome “gestoot”, wat verdere verdigting veroorsaak het.
In die duisende miljoene reuse-draaikolke, elk duisende miljoene kilometers in deursnee, het gas verdig en slierte gevorm. Die atome in die kolke het gebots en die wrywing het hitte veroorsaak. Daar was nou duidelike beweging in die heelal: warmte en stadige beweging.
Met die verloop van nog baie eeue het die malende, kokende kolke al meer saamgekoek, die drukking het toegeneem en die gasse het geweldig warm geword. Die atome het gewelddadig teen mekaar gebots.
Waterstofatome se elektrone is van die protone losgeruk. Protone is positief gelaai en stoot mekaar af, maar weens die geweldige druk en hitte het die protone