Bron: https://www.bigbangroute.be/pages/nl_BE/1
https://www.bigbangroute.be/pages/nl_BE/2

Big Bang Theory

Als jonge professor in de Franstalige afdeling van de Université Catholique de Louvain – Katholieke Universiteit te Leuven stelde Monseigneur Georges Lemaître in 1927 zijn theorie voor dat het universum niet onveranderlijk of statisch is, maar uitdijt. Dat was volledig tegen de toen heersende overtuiging. Lemaître vertrok van theoretische ontwikkelingen gebaseerd op Albert Einstein's Algemene Relativiteitstheorie voor de gravitatie-interactie. Aanvankelijk was Einstein zelf het idee totaal niet genegen. Maar in 1929 publiceerde Edwin Hubble astrofysische waarnemingen die het voorstel van Lemaître bevestigden.

Vanuit de waarnemingen van Hubble kon Lemaître zijn visionaire idee verder uitwerken. Zijn conclusie: het universum is ontstaan uit een enkel "punt" of een singulariteit. Uit dit "oeratoom" ontstonden zowel tijd als ruimte. Alles uit het verleden, het heden en de toekomst, ook de ruimte en de tijd zelf, vindt zijn oorsprong in deze singuliere kwantumfysische begintoestand van extreme dichtheid en temperatuur. Binnen een onvoorstelbaar kleine fractie van de eerste seconde na de Big Bang vonden allerlei bijzondere fysische processen plaats: eerst splitst de zwaartekracht zich af van de oerkracht, daarna volgen de andere fundamentele krachten, elementaire deeltjes worden continu gecreëerd en vernietigd. Het universum begon aan zijn niet te stoppen evolutie, het werd steeds groter, koeler en minder dicht.

Het universum ontstond 13,8 miljard jaar geleden. Al enkele seconden na de oorsprong van de tijd ontstonden protonen, neutronen, elektronen en straling uit het oorspronkelijke "oeratoom". Na 100 seconden organiseerden de protonen en neutronen zich in de eerste chemische elementen: waterstof, helium en sporen van de lichtste elementen in het periodiek systeem van Mendelejev.

De verhouding helium tot waterstof, zoals die vandaag waargenomen wordt in de oudste sterren van het heelal, is één van de observationele bevestigingen voor de Big Bang-theorie.

Op de prille leeftijd van 380.000 jaar is het heelal al behoorlijk afgekoeld. De meeste elektronen zijn nu gebonden aan neutrale waterstof- (H) en helium- (He) atomen. Licht kan vrij bewegen, ongeacht de aanwezige materie, omdat het niet meer voldoende energie bevat om atomen te ioniseren. De kosmos is transparant geworden voor elektromagnetische straling. De alomtegenwoordige kosmische achtergrondstraling is een nagloed van het vuurwerk van de Big Bang. Door de uitzetting van het universum verschuift de straling naar steeds langere golflengten. Vandaag wordt zij waargenomen met een energieverdeling en temperatuur karakteristiek voor een microgolfspectrum.

Georges Lemaître had het bestaan voorspeld van een fossiele straling met de stempel van de Big Bang. Hij verwachtte dat te vinden in de pas geobserveerde kosmische stralen. Het was de Sovjet-Amerikaanse theoretische fysicus George Gamow die voorspelde dat die straling een elektromagnetisch signaal zou zijn. Deze kosmische microgolfachtergrondstraling werd bij toeval ontdekt door twee Amerikaanse radioastronomen. Dat gebeurde in 1964, nog net op tijd voor Lemaître om te horen over deze ontdekking die eens te meer zijn theorie van het universum bevestigt.

De kosmische achtergrondstraling wordt nu in detail bestudeerd met behulp van satellieten en telescopen hier op aarde. Op grote schaal is deze straling homogeen, maar op kleine schaal zijn er schommelingen, en precies daar liggen de echo's van de geboorte van het heelal verborgen. Die fluctuaties weerspiegelen variaties in lokale dichtheden van de materie, en die fluctuaties zijn de zaadjes van waaruit sterren en sterrenstelsels zich in het uitdijende universum hebben ontwikkeld. Het bestaan van de kosmische achtergrondstraling in het microgolfgebied levert opnieuw een onbetwistbare bevestiging voor de Big Bang-theorie