De Ruimtevaarder van het Bewustzijn

In de warme geborgenheid van De Melkerij in Brasschaat, waar de geur van verse koffie mengt met de zoete aroma van rum, ontmoet Thomas Hertog ons met de ontwapenende glimlach van iemand die dagelijks met de grootste mysteries van het bestaan worstelt. Professor kosmologie aan de KU Leuven, voormalig medewerker van Stephen Hawking, en auteur van “Het Ontstaan van de Tijd“, Hertog belichaamt die zeldzame combinatie van wetenschappelijke scherpte en filosofische nederigheid. Terwijl hij voorzichtig aan zijn glas nipt, begint hij te vertellen over zijn zoektocht naar het begin van alles, waar tijd en ruimte vervagen tot een “waas van kwantumonzekerheid.“

Steven had twee favoriete topics ▶ 2:34

Het gesprek begint waar het voor Hertog allemaal startte: zijn samenwerking met Stephen Hawking. “Steven had twee favoriete topics,“ vertelt Hertog met een glimlach die nostalgie verraadt. “Hij werkte enerzijds rond zwarte gaten en anderzijds rond de oerknal. En als hij vastzat op het ene, dan begon hij zich bezig te houden met het andere.“

“Het is uiteindelijk de moderne wetenschappelijke manier om te vragen van waar komen wij vandaan.“

Die hamvraag, waar komen wij vandaan, zou Hertog meer dan twee decennia bezighouden. Samen met Hawking dook hij in de diepste lagen van de kosmologie, op zoek naar antwoorden op vragen die de mensheid al millennia bezighouden, maar nu gesteld worden met de precisie van de 21ste-eeuwse fysica.

De samenwerking was meer dan alleen academisch. In die eerste jaren kon Hawking zijn spraakcomputer nog goed bedienen, en nam hij Hertog mee in zijn kosmologisch denken. Maar toen de communicatie moeilijker werd en Hawking het contact met de bredere wetenschappelijke gemeenschap begon te verliezen, bracht Hertog nieuwe elementen aan in hun werk. “Het is echt iets waar we samen toe gekomen zijn,“ benadrukt hij, verwijzend naar de Darwiniaanse draai die hun theorieën zouden nemen.

Als je God eruit laat ▶ 4:10

Hertog schetst de evolutie van het kosmologisch denken in drie fasen, elk met zijn eigen benadering van de ultieme vraag. “Als je God eruit laat, denk ik dat er drie fasen zijn in hoe de moderne kosmologie ermee omgegaan is,“ zegt hij, terwijl hij met zijn handen de beweging van een pendulum imiteert.

De eerste fase was die van Einstein en de vroege Hawking: de zoektocht naar de ultieme finale theorie. “Het antwoord ligt in de zuivere wiskunde,“ was toen de overtuiging. “Die wiskunde zegt u hoe dat het helal moet zijn. En dus het helal kan niet anders zijn.“ Dit waarheidsdenken, doordrenkt van het vooruitgangsgeloof van idealisten zoals Einstein, domineerde decennialang de kosmologie.

Maar dan sloeg de pendulum naar de andere kant. In de jaren 2000 kwam het multiversum-idee op de proppen: misschien bestaan er vele helallen, een oneindig multiversum waarin alle mogelijke eigenschappen voorkomen. Het was een radicale breuk met het deterministische denken, maar het bracht een fundamenteel probleem met zich mee.

“Dat multiversum idee betekent dat er niks nog kan voorspeld worden. Dus dat je eigenlijk de wetenschappelijke methode, de falsifieerbaarheid van uw theorieën helemaal overboord gooit.“

Hawking was daar helemaal niet voor te vinden. Het probleem was niet alleen praktisch, maar principieel: “Op dat moment gooi je eigenlijk uw kernprincipe van de wetenschappelijke methode overboord. Namelijk dat iets toch in principe moet verifieerbaar zijn.“

De Darwiniaanse revolutie in de kosmologie ▶ 8:31

Uit deze impasse groeide de derde fase: de evolutionaire kosmologie die Hertog en Hawking samen ontwikkelden. “Zo zijn we uiteindelijk op dat meer darwinistische visie van dat vroege helal gekomen,“ legt Hertog uit, zijn ogen oplichtend bij de herinnering aan deze doorbraak.

“Een evolutionaire visie waarin we stellen dat ook die eigenschappen van de natuurwetten zelf het resultaat zijn van een heel prille primordiale evolutie.“

Dit Darwiniaanse denken past toeval en wetmatigheid samen op een elegante manier. Net zoals in de biologie zijn alle wetmatigheden in de kosmologie emergent: ze ontstaan geleidelijk, kristalliseren uit in de prille fase van het universum, en hadden anders kunnen uitpakken. “Je gaat terug in de tijd en meer en meer van die emergente wetmatigheden verdampen, verdwijnen eigenlijk,“ verklaart Hertog.

De analogie met het bevriezen van water is treffend: “Net zo als water bevriest en dat wordt ijs, net zo zijn de natuurwetten heel snel gecristalliseerd, bevroren als het ware toen de omstandigheden meer normaal waren.“

Maar hier duikt een fascinerende paradox op. Als de natuurwetten het resultaat zijn van evolutie, kunnen ze dan in de toekomst nog veranderen? Hertog glimlacht bij deze vraag: “Een eeuwigheid is lang. Je kan er dan bijna niet omheen en denken van dan gaan ze ook niet eeuwig hetzelfde blijven.“ De kosmische tijdschalen zijn echter zo extreem dat veranderingen op menselijke tijdschalen uitgesloten zijn.

De emergentie van wetmatigheden ▶ 14:03

Het concept van emergentie is cruciaal in Hertogs denken. Wanneer we hem vragen of alles voorbestemd was vanaf het begin, zoals DNA dat altijd een mens voortbrengt, schudt hij zijn hoofd. “Die emergentie zit hem erin dat effectief het type wetmatigheden niet vooraf reeds gecodeerd zat.“

“Net zoals de levensboom in de biologie had er helemaal anders kunnen uitzien.“

Deze parallel met de biologie is geen toeval. Net zoals biologen fossielen verzamelen en de levensboom reconstrueren vanuit de huidige complexiteit, proberen kosmologen de boom van natuurwetten te reconstrueren vanuit ons perspectief binnen het universum. “Wij zitten daar middenin in dat helal en wij proberen die boom, die levensboom, die boom van natuurwetten te reconstrueren van binnenin.“

Dit brengt ons bij een fundamenteel punt in Hertogs filosofie: het menselijke perspectief is niet iets dat weggeabstraheerd moet worden, maar integendeel, het is essentieel om te verweven in onze kosmologische theorieën. We hebben geen goddelijk, archimedisch perspectief op het universum, we zitten er middenin.

Er lijkt niet te zijn dat er voor de oerknal iets was ▶ 17:07

De vraag naar wat er was voor de oerknal brengt ons tot de kern van Hertogs en Hawkings hypothese. “Er lijkt niet te zijn dat er voor de oerknal iets was,“ zegt hij met de stelligheid van iemand die jaren heeft geworsteld met deze vraag. “De oerknal is als het ware het echte begin waarbij zelfs het verschil tussen tijd en ruimte lijkt te vervagen.“

Dit is geen gewone leegte waar we het over hebben, maar iets veel fundamentelers: “Als er zelfs geen notie van tijd niet meer overschiet, dan heb je helemaal geen structuur. Zelfs die notie van tijd is de laatste structuur die verdwijnt.“

“Uiteindelijk kom je als het ware terecht in een soort van waas van kwantumonzekerheid. En dat is de kwantumtheorie die u zegt: je botst hier op een limiet van wat kenbaar is.“

Hawking heeft lang getwijfeld over deze interpretatie, maar in zijn laatste tien levensjaren werd hij er meer en meer van overtuigd. De oerknal vertegenwoordigt een epistemologische limiet, een grens aan wat waarnemers binnen het universum überhaupt kunnen weten.

“Ik denk inderdaad dat we met de oerknal iets ontdekt hebben dat geen oorzaak heeft in elke normale manier van denken.“

Einsteins verdienste om tijd en ruimte in de fysica te trekken ▶ 24:23

De vraag waarom we niet kunnen spreken over “voor“ de oerknal brengt ons bij een van de grootste omwentelingen in de natuurkunde. “Einsteins verdienste is om tijd en ruimte in de fysica te trekken,“ legt Hertog uit. “En het gevolg is dat uw tijd, uw ruimte niet zomaar altijd heeft bestaan en niet zomaar tot in het oneindige doorgaat.“

Dit is geen abstracte wiskundige speculatie, benadrukt Hertog. Einsteins theorie is op vele manieren getest: “Denk maar aan die gravitatiegolven en die foto's van die zwarte gaten en de uitdijing van het universum. Dat zijn gigantische voorspellingen die voortvloeien uit Einsteins theorie.“

“De oerknal is uiteindelijk de complete versmelting tussen de macroscopische en de microscopische wereld, tussen Einstein en kwantum.“

Deze versmelting heeft hen toegelaten het waarnemersperspectief te verweven in hun kosmologische theorieën, wat Hertog ziet als een verdienste van de kwantumtheorie. De wiskunde staat niet in conflict met een meer subjectieve waarheid, maar omhelst de inherente beperkingen van ons perspectief als waarnemers binnen het universum.

Die eerste 300.000 jaar na de oerknal zijn ontoegankelijk ▶ 26:59

Hertogs huidige onderzoek spitst zich toe op twee grote vragen, waarvan de eerste revolutionaire gevolgen kan hebben voor hoe we het vroege universum bestuderen. Het probleem is dat de eerste 300.000 jaar na de oerknal volslagen ondoorzichtig zijn voor traditionele telescopen.

“Je kan ver terugkijken in de tijd, maar je botst op een soort van muur en die eerste 300.000 jaar. Dat is zoals dat je zou proberen in de zon te kijken. Al die fotonen botsen hele tijd op elkaar. Dat is ondoorzichtig.“

Hier komen gravitatiegolven als redding: “Die gravitatiegolven gaan er gewoon door die hete oersoep. Het is alleen maar door het helal te beginnen exploreren aan de hand van waarnemingen van gravitatiegolven dat we kunnen hopen om die heel extreme gebieden van het helal bloot te leggen.“

“Het is een soort van Galileaanse revolutie, een nieuwe soort van astronomie die zich ontwikkelt. Een nieuwe kijk op het helal als het ware.“

Dit is niet enkel theoretisch werk. Hertog werkt aan concrete projecten om de volgende generatie gravitatiegolf-observatoria te realiseren, waarbij Europa kan concurreren met de huidige Amerikaanse dominantie op dit gebied.

Bottom up versus Darwin is top down ▶ 30:46

Een fascinerende wending in het gesprek ontstaat wanneer we de tegenstelling tussen “bottom up“ en “top down“ benaderingen bespreken. Hertog werpt een verrassend licht op deze concepten: “Bottom up lijkt mij heel fel een denken te zijn waarin dat je een ultieme waarheid zoekt. Je zoekt die waarheid ergens in het allerkleinste of het allerprilste begin bij de oerknal.“

Dit bottom up-denken sluit aan bij het 20ste-eeuwse denken van Einstein en de vroege Hawking: de zoektocht naar een objectief antwoord in de wiskunde, waaruit het leven logisch en rationeel voortkomt.

“Darwin is top down. Biologen kijken rond zich heen, verzamelen fossielen, reconstrueren een levensboom. Dus zij reconstrueren de geschiedenis vanuit de complexiteit vandaag.“

Dit top down-denken brengt toevalligheden in rekening, die enkel retroactief ontdekt kunnen worden. Het zoekt geen a priori waarheid, maar reconstrueert de geschiedenis vanuit onze huidige positie. Deze benadering, aanvankelijk controversieel omdat ze “de mens van de troon stoot als ultieme schepping,“ heeft zich bewezen als productief zowel in de biologie als in Hertogs kosmologie.

Dan zit je natuurlijk te morrelen aan de kwantumtheorie ▶ 35:14

Wanneer we de vraag stellen of “toeval“ misschien gewoon een gebrek aan kennis vertegenwoordigt, raken we aan de fundamenten van de moderne fysica. “Dan zit je natuurlijk te morrelen aan de kwantumtheorie waarin waarschijnlijkheden en toeval compleet ingebakken zijn,“ waarschuwt Hertog.

Einstein zelf geloofde dat er “verborgen variabelen“ achter de kwantumtheorie schuil moesten gaan, maar de experimenten hebben hem ongelijk gegeven: “Er zijn ondertussen toch al duizenden experimenten die allemaal die kwantumtheorie bevestigen. Het is verdraaid moeilijk om die kwantumtheorie te wijzigen.“

“Het merendeel, nagenoeg alle aanwijzingen die we hebben wijzen toch in de richting van dat dat probabilistische karakter daar is om te blijven.“

Dit betekent dat de kwantumtheorie mogelijk het diepste niveau vertegenwoordigt waarop we het universum kunnen begrijpen. Hoewel Gerard 't Hooft en anderen nog pleiten voor een onderliggend determinisme, lijken de experimentele bewijzen te wijzen naar een fundamenteel probabilistisch karakter van de werkelijkheid.

Raar genoeg geeft heel die kosmologie ook een zekere rust ▶ 40:24

De vraag hoe Hertog kan functioneren met al deze existentiële kennis in zijn hoofd, brengt een verrassend antwoord: “Raar genoeg denk ik dat heel die kosmologie en al dat in vraag stellen ook een zekere rust geeft. Hoe beter dat je de dingen snapt, ergens geeft dat ook wel rust.“

“I'm truly happy not to know. Dat is juist dat je al die vragen die je nu stelt dagelijks dat je op 99,999 procent geen antwoord gaat hebben.“

Deze wetenschappelijke nederigheid, dit vermogen om vrede te vinden met onzekerheid, wordt een levensfilosofie. “It becomes a way of life,“ zegt Hertog. “Die wetenschappelijke methode die nu inderdaad helemaal in mijn lijf en ziel zit, die draag ik mee in andere zaken van het leven.“

Het is een paradox die vele wetenschappers kennen: hoe meer je weet over de immensiteit van het universum en de kortheid van het menselijke bestaan, hoe meer rust je vindt in die kennis zelf.

Er is daar duidelijk een heel fundamenteel verband ▶ 44:07

Dit brengt ons bij een van de meest fascinerende paradoxen van de kosmologie. Enerzijds is een mensenleven “maar een speldenkopje in dat grotere gedoe zowel qua tijd als qua ruimte.“ Anderzijds heeft het universum dat bijzondere “biofiële karakter“ dat levensvatbare condities heeft voortgebracht.

“Er is daar duidelijk een heel fundamenteel verband tussen ons mens zijn, onze human condition enerzijds en anderzijds de werking van de kosmos.“

Had de kosmische evolutie er een tikeltje anders uitgezien, dan waren er geen atomen, geen DNA, geen leven, geen planeten, geen sterren geweest. Deze fine-tuning van het universum roept de vraag op naar onze plaats in de kosmos: “Our universe as our home.“

We are a way for the universe to know itself ▶ 45:13

Carl Sagan's beroemde uitspraak vindt weerklank in Hertogs denken: “We are a way for the universe to know itself. Wij zijn een soort van niveau van emergentie waarop dat er een soort van zelfreflectie op gang komt.“

Dit leidt tot fundamentele vragen: zijn we alleen in het universum? Zijn we de eerste die tot zelfreflectie zijn gekomen? De stilte die we waarnemen in de kosmos, ondanks miljarden bewoonbare planeten, suggereert dat er “ergens iets aan de hand is.“

“Wij zien een perfect helal dat in alle opzichten aan natuurlijke wetmatigheden gehoorzaamt. Wij zien geen space engineering toestanden. Wij zien geen artificiële signalen.“

Deze “Fermi-paradox“ houdt Hertog bezig. Ofwel zit er een bottleneck in de evolutie naar intelligent leven, en zijn we daar voorbij, ofwel ligt die bottleneck nog voor ons. Of misschien zijn andere beschavingen zo ver geëvolueerd dat ze zich kunnen verbergen voor onze waarnemingen.

Het universum heeft geen externe agents nodig ▶ 49:49

De vraag of we leven in een simulatie, een thema dat met de opkomst van AI steeds relevanter wordt, brengt Hertog tot interessante beschouwingen. Demis Hassabis, CEO van Google DeepMind, denkt over natuurwetten “echt als het runnen van code.“

Maar Hertog wijst op een cruciaal punt: “Die computing power hoeft geen externe agents te zijn. Dat kunnen intrinsieke processen zijn.“ Het universum kan zelfsusteining zijn zonder externe programmeurs of ontwerpers.

“Er is absoluut niets in Einsteins theorie van het uitdijende helal dat ook maar op enige manier verwijst naar iets erbuiten of ervoor.“

Deze intrinsieke beschrijving, gebaseerd op 19de-eeuwse wiskunde van figuren als Gauss en Riemann, laat ons toe gekromde en uitdijende ruimtes te beschrijven “op een puur intrinsieke manier zonder te verwijzen naar wat er buiten of voor of achter die ruimtes bevindt.“ Einstein heeft simpelweg die wiskundige boeken uit de bibliotheek gepakt en toegepast op het universum.

De jonge Hertog die naar Cambridge ging ▶ 1:00:10

Het verhaal van hoe Hertog bij Hawking terechtkwam, toont de toevalligheid achter grote wetenschappelijke carrières. Als fysicastudent in België was hij geïnteresseerd in kosmologische vragen, maar “eerlijk gezegd werd er in Vlaanderen toen geen kosmologie beoefend.“

De zoektocht naar wie “number one“ was op dit gebied leidde hem naar Cambridge, waar het mekka van de kosmologie gevestigd was. Een uitnodiging voor een gesprek in Hawkings bureau crystalliseerde het besef: “Dat is hier dat onderzoeksterrein.“

“Als jongeling weet je ook niet dat er een onderzoeksdomein in de theoretische fundamentele kosmologie bestaat.“

Hawking was voor hem de persoon die “grote filosofische vragen vastpakte en die op een moderne wetenschappelijke manier daarmee aan de slag ging.“ Die combinatie van filosofische diepgang en wetenschappelijke precisie sprak de jonge Hertog enorm aan.

Big science en Europa's kansen ▶ 1:06:46

Hertogs huidige werk behelst niet alleen theoretisch onderzoek, maar ook “big science“ projecten zoals de volgende generatie gravitatiegolf-observatoria. “Big science gaat over zo'n grote investeringen dat je een heel ecosysteem moet creëren, een heel legertje van stakeholders die allemaal een rol spelen.“

Het transformatieve potentieel van zulke projecten is enorm, maar het vereist een brede maatschappelijke visie. “Wil je ook in de verre toekomst kijken? Wil je ook eigenlijk een cadeau geven aan de volgende generatie?“

Europa staat voor een cruciale keuze: “De huidige beste observatoria voor gravitatiegolven staan in de Verenigde Staten. De volgende generatie, waar gaat die komen? In Europa of in de Verenigde Staten?“ De geopolitieke ontwikkelingen, inclusief Trump's beleid, geven Europa nu een kans om op dit gebied de leiding te nemen.

Lange termijn denken als antidote ▶ 1:08:54

In een wereld gefocust op kortetermijnproblemen – geopolitieke spanningen, klimaatverandering – verdedigt Hertog het belang van lange termijn denken. “Budgetten staan onder druk, maar anderzijds merkt je toch ook dat men op zoek is naar zulke ankerprojecten die ergens ook wel hoop geven en structuur geven en rust.“

De klimaattransitie en fundamenteel onderzoek zoals de Einstein Telescoop zitten volgens Hertog op hetzelfde front: “Dat is echt een investering in lange termijn.“ Het geopolitieke machtsspel rond energie maakt het evident welke kaart Europa moet trekken.

“Op een duurzame inclusieve manier die klimaattransitie uitrollen. Dat is voor mij op hetzelfde front werken als Einstein telescoop.“

Deze projecten kunnen fungeren als een “antidote tegen de geopolitieke toestand,“ een manier voor Europa om via wetenschappelijke excellentie een leidersrol op te nemen in de wereld.

Het universum dat zichzelf leert kennen

Aan het einde van ons gesprek in De Melkerij, terwijl de laatste rum verdampt uit onze glazen, blijft er een gefascineerd gevoel hangen. Thomas Hertog heeft ons meegenomen op een reis van het allerkleinste tot het allergrootste, van de kwantumonzekerheid bij de oerknal tot de immense stilte van de kosmos rondom ons. Zijn verhaal toont hoe de moderne kosmologie geëvolueerd is van absolute zekerheidsdenken via multiversum-chaos naar een verfijnde evolutionaire visie die toeval en wetmatigheid verenigt.

Wat blijft hangen is niet alleen de wetenschappelijke precisie, maar vooral de filosofische diepgang waarmee Hertog deze kwesties benadert. In zijn verhaal over de samenwerking met Hawking, de zoektocht naar onze plaats in de kosmos, en de uitdagingen van big science in een verdeelde wereld, zien we iemand die de Discours-missie van degelijkheid en dialoog belichaamt. Hij toont hoe echte wetenschap niet alleen gaat over het vinden van antwoorden, maar vooral over het stellen van de juiste vragen en het eerlijk erkennen van de grenzen van onze kennis.

Misschien is dat wel de grootste les uit dit gesprek: dat nederigheid en nieuwsgierigheid hand in hand gaan, dat “I'm truly happy not to know“ niet het einde is van het zoeken, maar juist het begin van echte wijsheid. In een tijd waarin eenvoudige antwoorden populair zijn, herinnert Hertog ons eraan dat de mooiste vragen vaak geen simpele antwoorden hebben – en dat dat precies is wat het leven de moeite waard maakt.