Sterrenkunde

Roelands, K. (2009). Sterrenkunde en het menselijke zelfverstaan. Heelal, 54 (2), 40-43.


“Sedert Copernicus schijnt de mens op een hellend vlak geraakt, – hij rolt voortaan steeds sneller uit het middelpunt weg – waarheen? In het niets?”

Friedrich Nietzsche, De genealogie van de moraal, 1887

Sinds de uitvinding van de telescoop heeft de astronomie een razendsnelle vlucht genomen en werden heel wat nieuwe feiten aan het licht gebracht. Zo bracht Galileo Galilei de intellectuele wereld al in 1610 in opschudding met zijn Sidereus Nuncius of ‘Sterrenboodschapper’. Kijkend door een telescoop had de Italiaanse geleerde vastgesteld dat er veel meer sterren aan de hemel staan dan tot dan toe werd aangenomen. Verder bleek dat het maanoppervlak niet glad, maar ruw en bergachtig is en dat Jupiter wordt omringd door verschillende manen. Ondertussen is het instrumentarium waarover wij beschikken zodanig uitgebreid en verfijnd, dat we de nieuwste ontdekkingen nog nauwelijks kunnen bijhouden. Maar hoe fascinerend al die spectaculaire ontdekkingen ook mogen wezen, uiteindelijk zijn het niet zozeer de vele miljarden sterren die ons interesseren, maar wel het verhaal dat zij vertellen over onze plaats in het ruimere geheel dat ons omvat. Aldus bepalen de bevindingen van de astronomie niet zozeer ons sterrenbeeld, maar wel ons mensbeeld.

Het galactische centrum, Namibië 2015
De plaats van de mens in de kosmos

Op de vraag waarom we de geschiedenis van de mensheid bestuderen, antwoorden vele geschiedenisleerkrachten steevast dat we ons verleden bestuderen om er lessen uit te trekken voor het heden. Hoewel dit een respectabel motief kan zijn bij de studie van ons verleden, is het toch niet ons hoofdmotief. We bestuderen de geschiedenis bovenal om onszelf te begrijpen: wie zijn wij en waar komen wij vandaan? Dit geldt ook voor de andere menswetenschappen, zoals de archeologie en de antropologie, maar evenzeer voor de natuurwetenschappen, zoals de paleontologie, de geologie en de astronomie. Elk op hun manier dragen de diverse wetenschappen immers bij tot een dieper begrip van onszelf en beïnvloeden zij het mensbeeld dat wij nodig hebben in de zoektocht naar de uiteindelijke betekenis van ons bestaan. Zo stellen de ontwikkelingen in de astronomie niet enkel onze voorstellingen van de kosmos in vraag, maar tevens onze opvattingen over onze plaats in dat geheel. De befaamde Copernicaanse Revolutie (de verandering van geocentrisme naar heliocentrisme in de loop van de zeventiende eeuw) was dan ook meer dan alleen maar een sterrenkundige aangelegenheid. De hele cultuur en het menselijke zelfverstaan waren nauw verbonden met de geocentrische gedachte dat de kosmos een volmaakt, onveranderlijk en hiërarchisch geordend geheel is, waarin alles is afgestemd op de mens. Wanneer bleek dat de mens zijn centrale plaats in de kosmos moest opgeven, verloren alle zekerheden die op de oude kosmosvoorstelling waren gestoeld hun overtuigingskracht. Het veilige gevoel van geborgenheid dat het geocentrisme bood, maakte plaats voor een gevoel van ontluistering, verwarring en zinverlies. Voortaan voelde de mens zich verdwaald in een wereld die hem vreemd was geworden: hoe moest hij zichzelf nu situeren in het geheel van de dingen?

Later bleek ook het heliocentrisme – dat de gehele kosmos nog gelijkstelde met ons zonnestelsel – een onhoudbare kosmosvoorstelling. De huidige inzichten in de structuur van het heelal leren ons dat het heelal zich miljoenen malen verder uitstrekt dan de verste sterren die we kunnen zien, voorbij sterrenstelsels die zo ver weg staan dat hun licht er miljarden jaren over doet om ons te bereiken. In dit onmetelijke heelal blijkt onze zon slechts een middelmatige ster (G-type) in een reusachtig sterrenstelsel dat enkele honderden miljarden sterren bevat. Zoals dit sterrenstelsel bestaan er nog miljarden andere sterrenstelsels in het heelal. Bovendien is het heelal voortdurend in evolutie; terwijl de meeste sterrenstelsels zich steeds verder van elkaar verwijderen, doven oude sterren uit en worden er nieuwe geboren. Op grond van deze inzichten kunnen wij opnieuw vragen naar de plaats van de mens in de kosmos. Heeft dit heelal – dat bestaat uit bizarre objecten zoals quasars, zwarte gaten en neutronensterren – nog iets met de mens te maken? Of leven wij als vreemdelingen in een wereld die volstrekt onverschillig staat ten aanzien van ons lot en zijn we volledig op onszelf aangewezen?

Wanneer wij over onszelf nadenken in het licht van de huidige astronomische inzichten, dringt zich meteen de gedachte op dat wij slechts een onbeduidend stipje zijn in de onvoorstelbare immensiteit van het heelal. Zelfs de mensheid in haar geheel lijkt op kosmische schaal geen enkele betekenis te hebben: van buitenaf gezien zou het niets uitmaken als wij niet zouden bestaan. Daarenboven kan de inslag van een komeet het leven op aarde plotsklaps en zonder mededogen uitwissen. Het schijnt ons toe dat wij leven in een wereld die zich kenmerkt door een onverschilligheid waartegenover de zielenrust van de stoïcijn in het niet verzinkt. In tegenstelling tot wat de oude Grieken en de middeleeuwers dachten, lijken wij geen aanspraak te kunnen maken op een geprivilegieerde positie in het heelal. Toch zou het te ver gaan om onszelf op te vatten als volslagen vreemdelingen in het heelal. De astrofysica leert ons immers dat wij wezenlijk verbonden zijn met de ongeveer 13,7 miljard jaar oude kosmos, waaruit wij zijn voortgekomen en waarvan wij onlosmakelijk deel uitmaken. Wij zijn letterlijk gemaakt uit sterrenstof: alle atomen van ons lichaam zwaarder dan waterstof (en helium) worden door fusiereacties in sterren geproduceerd en vrijgegeven tijdens de eindfase van hun bestaan. De astrobiologie voegt daaraan toe dat het eerste leven op onze planeet ongeveer 3,8 miljard jaar geleden is verschenen en dat de natuurverschijnselen die het leven sindsdien bedreigen (vulkaanuitbarstingen, komeetinslagen, enzovoort) tegelijk de mogelijkheidsvoorwaarden voor het leven op aarde hebben gecreëerd. Zo zijn komeetinslagen wellicht verantwoordelijk voor de aanwezigheid van grote hoeveelheden water op onze planeet, zonder welke het leven (zoals wij het kennen) niet zou bestaan. Ook de zon, die langzaamaan in helderheid toeneemt en uiteindelijk al het aardse leven zal vernietigen wanneer ze in een later stadium van haar levensloop zal evolueren naar een rode reus, is tegelijk een beslissende factor voor de levensvatbaarheid van de aarde. Zij geeft én neemt het leven, zoals Ramses Shaffy dichterlijk zingt in Pastorale: “Als ik de aarde ga verwarmen, laat ik haar leven in m’n armen […] Maar soms ben ik als kokend lood; ik ben het leven en de dood, in vuur, in liefde, in alle tijden.” Kortom: enerzijds lijkt de mens een anomalie in zijn kosmische context, terwijl het anderzijds lijkt alsof alles op en rond de aarde samenwerkt om het leven – en a fortiori de mens – mogelijk te maken. Wat moeten wij van deze schijnbare tegenstelling denken?

Van Monod tot Darling

Om deze vraag te beantwoorden, zullen wij preciezer moeten nagaan hoe (on)waarschijnlijk ons bestaan is, gegeven de natuur van het heelal. We weten dat de aarde een product is van de manier waarop het heelal zich in de loop van miljarden jaren heeft ontvouwd. We weten ook dat wijzelf een voorlopig eindpunt vormen van de eeuwenlange biologische evolutie op aarde. We zouden zelfs kunnen stellen dat wij een hoogtepunt vormen in dit spectaculaire ontwikkelingsproces, want door het menselijke bewustzijn ontstaat eindelijk het besef dat het heelal er is. Post factum lijkt het dus alsof alles heeft samengespannen om ons te doen verschijnen. De vraag is echter of onze verschijning ook te voorzien was uitgaande van de antecedenten. De Franse bioloog en Nobelprijswinnaar Jacques Monod stelt alvast dat wij zeer onwaarschijnlijke wezens zijn die evengoed niet hadden kunnen bestaan. In zijn befaamde werk Le hasard et la nécessité: Essai sur la philosophie naturelle de la biologie moderne (1970) betoogt hij dat de ontwikkeling van het heelal en de evolutie van het leven volledig worden beheerst door blinde natuurlijke principes, die het ontstaan van het leven en de mens wel verklaren, maar het toch niet voorspellen. Hij stelt dat de mens volstrekt toevallig en als een complete verrassing op het toneel is verschenen: “Het heelal was niet in verwachting van het leven, en de biosfeer was niet in verwachting van de mens. Ons nummer is uitgekomen in het spel van Monte Carlo.” (Monod, J. (1970). Le hasard et la nécessité. Essai sur la philosophie naturelle de la biologie moderne, Éditions du Seuil, p. 185. [eigen vertaling])

Indien Monod gelijk heeft, zou de zoektocht naar buitenaards leven een verspilling van tijd, geld en middelen zijn. Ook al is het universum immens groot, de kans dat hetzelfde nummer een tweede keer uitkomt in de loterij van Monte Carlo is wel heel erg klein. Toch vermoeden steeds meer wetenschappers dat leven ook bestaat buiten onze planeet. De voorbije decennia zijn immers heel wat aanwijzingen aan het licht gekomen die suggereren dat leven in het heelal veel waarschijnlijker is dan Monod ons voorhoudt. Om te beginnen zijn er sinds de jaren 1990 de opzienbarende ontdekkingen van exosolaire planeten (planeten die een baan beschrijven om andere sterren dan de zon). Via verschillende indirecte waarnemingstechnieken zijn intussen al honderden [thans duizenden] van zulke planeten ontdekt en elke maand wordt de lijst nog langer. Dit maakt duidelijk dat planeten zich niet beperken tot ons zonnestelsel. Ze blijken integendeel alomtegenwoordig in het heelal. Het is dan ook redelijk te veronderstellen dat er onder die talloze sterbegeleiders verschillende aarde-achtige planeten zullen zijn, waarvan we zeker weten dat ze leven kunnen herbergen. Het moment waarop het eerste leven op aarde verscheen, suggereert zelfs dat het leven betrekkelijk snel tot stand zal komen eenmaal de juiste voorwaarden aanwezig zijn. Verder wijst de ontdekking van zogenaamde extremofielen (organismen die leven in extreme omstandigheden) op het feit dat leven ook kan gedijen in milieus die we op het eerste gezicht als ‘ongastvrij’ zouden bestempelen. We weten nu dat leven ook kan bestaan op plaatsen met een extreme druk, temperatuur, zuurgraad, enzovoort. Dit betekent dat de plaatsen waar leven kan worden aangetroffen niet beperkt zijn tot de planeten die sterke overeenkomsten vertonen met onze aarde. Ook planeten (én manen!) die enigszins afwijken van de aarde komen nu in aanmerking als potentiële vindplaatsen voor buitenaards leven.

Het heeft er dus alle schijn van dat het heelal wel degelijk in verwachting was van het leven. Maar dit betekent nog niet dat ook het verschijnen van complexe wezens (zoals de mens) in de lijn der verwachtingen lag. Tussen het ontstaan van primitieve levensvormen en het verschijnen van hogere levensvormen gaapt immers een enorme kloof. Als we de talloze factoren in rekening brengen die in de loop van de biologische evolutie op aarde tot het ontstaan van complex leven hebben geleid, lijkt het er zelfs op dat deze kloof niet zo gemakkelijk kan worden overbrugd. In hun boek Rare Earth: Why Complex Life Is Uncommon in the Universe (2000) tonen de Amerikaanse wetenschappers Peter Ward en Donald Brownlee aan dat de ontwikkeling van hogere levensvormen op aarde inderdaad een uiterst complex proces is geweest. Zij stellen dan ook dat primitieve levensvormen wellicht op talrijke plaatsen in het heelal hun oorsprong kunnen nemen, maar dat de ontwikkeling van complexere wezens zulke grote opeenstapeling van gelukkige toevalligheden vereist, dat het goed mogelijk is dat die evolutie zich uitsluitend op onze planeet heeft voorgedaan. Maar aantonen dat een proces uiterst complex is, is niet hetzelfde als aantonen dat het eindresultaat van dat proces zeldzaam is. We zijn immers niet zeker dat de omstandigheden die op aarde hebben meegespeeld bij de ontwikkeling van hogere levensvormen ook absoluut noodzakelijk zijn voor het ontstaan ervan. De Britse astronoom David Darling argumenteert in zijn boek Life Everywhere: The Maverick Science of Astrobiology (2001) terecht dat “wat telt is niet of er iets ongewoon is aan de aarde – er zal aan elke planeet in de ruimte wel iets idiosyncratisch zijn. Wat telt is of de aardse omstandigheden niet enkel ongewoon maar ook essentieel zijn voor complex leven.” (Darling, D. (2001). Life Everywhere: The Maverick Science of Astrobiology, New York, Basic Books, p. 103. [eigen vertaling]) Voorlopig valt het inderdaad niet uit te sluiten dat er meerdere wegen naar Rome kunnen leiden.

Ter afronding

Tot op heden hebben wij geen tastbaar bewijs voor het bestaan van enige vorm van buitenaards leven, laat staan voor complexe buitenaardse levensvormen. Toekomstig wetenschappelijk onderzoek zal hierover uitsluitsel moeten brengen, zodat we meteen ook zullen weten of de aanwezigheid van complex leven in het heelal eerder waarschijnlijk, dan wel onwaarschijnlijk is. Maar zelfs indien het ontstaan van complexe levensvormen eerder waarschijnlijk is, betekent dit nog niet dat ook de mens als biologische soort te verwachten was. In zijn bijzonderheid was het verschijnen van de mens – en elke andere biologische soort – wellicht een unieke gebeurtenis die vooraf niet in de sterren stond geschreven. En men zou kunnen argumenteren dat alles wat niet noodzakelijk gebeurt, ‘toevallig’ gebeurt. De vraag is echter binnen welke grenzen dit toeval kan spelen, want als zou blijken dat complexe levensvormen inderdaad talrijk aanwezig zijn in het heelal, moeten er toch natuurwetten aan het werk zijn die het ontstaan van dat leven bevorderen. Er moet dan met andere woorden een soort ‘antitoeval’ spelen dat bestaat in een gerichtheid van het heelal op het verschijnen van complex leven (al hoeft dat nog niet te betekenen dat die gerichtheid ook bedoeld of gewild is – door wie dan ook). En in dat geval hoeven wij ons in de kosmos zeker niet te voelen als volslagen vreemdelingen of absolute absurditeiten.

Koenraad Roelands