en baie ander swaar elemente. Dié was nie ná die Oerknal daar nie. Alles moes nog uit die oorspronklike waterstof en helium voortgebring word, die eerste twee elemente wat ná die Oerknal uit die energie ontstaan het.
Al die bekende elemente van vandag soos suurstof, stikstof, koolstof, goud, koper, silikon, kalium, natrium, stikstof, deuterium en yster het uit daardie twee eerste elemente gekom.
Daar was minstens drie duidelike fases in die geskiedenis van die heelal. Die eerste twee fases behels die geskiedenis van die atome en die molekule, die basiese boustene waaruit alles vandag saamgestel is. Die derde fase was toe lewe op die aarde gekom het.
• Die eerste fase het miskien 6 000 miljoen jaar geduur. Die heel eerste sterre is toe gevorm. Daardie sterre was ’n kookpot van atomiese en chemiese transformasies wat tussen drie en vier persent van die oorspronklike waterstof en helium in swaarder elemente verander het.
• Die tweede fase, wat ook sowat 6 000 miljoen jaar geduur het, het tot die tweede geslag van sterre gelei. Dit was in hierdie fase dat ons son en die planete, en ook die aarde en sy maan, ontstaan het.
• Die derde fase was betreklik kort en het “net” enkele honderde miljoene jare geduur. Die eerste komplekse, organiese molekule wat op ’n gegewe tydstip op onverklaarbare wyse begin het om ewebeelde van hulleself te produseer, het verskyn.
Hierdie molekule was die voorlopers van die eerste lewende selle. Presies hoe en waarom hierdie molekule hulleself verdubbel het, is ’n groot raaisel en ’n nog groter wonder. Dit is bekend dat komplekse organiese molekule soos aminosure, wat ’n voorvereiste vir lewe is, vandag nog op natuurlike wyse in die ruimtes tussen die sterre ontstaan.
Bewyse hiervan is in meteoriete gevind wat die aarde van die buitenste ruimte bereik het.
Iets uit niets?
Die Oerknal was die oorsprong van alles. Geweldige, onbeskryflike energie is kwistig uitgestort.
Alles wat in die heelal bestaan, het uit die energie van die Oerknal gekom. Waarvandaan het die ongelooflike oordadigheid van energie ontspring waaruit die ganse heelal sou ontwikkel?
Dit is een van die groot raaisels van die fisika.
’n Grondwet van die fisika is die behoud van massa en energie. Anders gestel: Energie kan nie geskep word nie, en dit kan nie vernietig word nie. ’n Mens kry nie iets uit niks nie en as jy iets het, kan jy dit nie in niks wegtoor nie. Fisici noem hierdie grondwet die Eerste Wet van die Termodinamika.
Die totale energie van ’n stelsel bly konstant, hoewel dit van een vorm na ’n ander kan verander. ’n Goeie voorbeeld is kinetiese energie, wat in die geval van ’n voertuig se remme in hitte-energie omskep word as die remme aangeslaan word.
Energie kan wel in materie omskep word, soos gebeur het met ’n gedeelte van die Oerknal se energie wat in materie (atome, sterre en later planete en ander voorwerpe) verdig het. En materie kan weer energie word, soos met kernsplitsing. Die son se energie word vrygestel deur die omsetting van waterstofatome (materie) na energie (kernfusie).
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
