Aardse organismen ontwikkelden zich via evolutie. Sommige theoretici vragen zich af: wat als het hele kosmos dat ook deed?

In het boek Darwin’s Dangerous Idea uit 1996 betoogt de filosoof Daniel Dennett dat evolutie wellicht het beste idee is dat iemand ooit heeft bedacht. "Als ik een prijs zou mogen uitreiken," schrijft Dennett, "dan zou ik die aan Darwin geven, vóór Newton, Einstein en iedereen anders."

Sommige natuurkundigen zouden het daar niet mee eens zijn. Natuurlijk kan evolutie verklaren hoe pauwen uitkwamen met iriserende staartveren en waarom chimpansees zo veel op mensen lijken. Maar kan dat echt significanter worden genoemd dan zwaartekracht?

In de visie van Dennett triomfeert het darwinisme over de rest, omdat evolutie is wat hij een "universeel zuur" noemt — waar we ook complexiteit in de natuur vinden, evolutionaire theorieën hebben de neiging om onze andere verklaringen weg te branden en ze om te vormen naar hun eigen, onredelijk effectieve beeld. "Darwins idee was geboren als antwoord op vragen in de biologie," schrijft Dennett in het boek. "Maar het dreigde uit te lekken en antwoorden aan te bieden — gewenst of niet — op vragen in de kosmologie ... en de psychologie."

In de neurowetenschappen heeft het universele zuur bijvoorbeeld al veel van wat op zijn pad stond weggevreten. Een beroemde regel in dit vakgebied, "neurons that fire together wire together", stelt dat verbindingen tussen neuronen in de hersenen overleven door zich in de loop der tijd te herhalen en minder voorkomende paden te beconcurreren — precies zoals de theorie van natuurlijke selectie suggereert dat wenselijke eigenschappen in organismen minder voordelige eigenschappen beconcurreren.

Maar hoe zit het op universele schaal? Zou evolutie echt vragen in de kosmologie kunnen verklaren? Voorstanders van een nicheperspectief genaamd "kosmologische evolutie" stellen dat het antwoord ja kan zijn. Zij beweren dat de aard van de kosmos dezelfde darwinistische principes volgt die ons geholpen hebben de aard van pauwenstaarten te begrijpen.

Historisch gezien hebben wetenschappers de kosmos beschouwd als iets dat lijkt op een rots — complex, misschien zelfs mooi, maar gevormd door willekeurige gebeurtenissen. Evolutionaire kosmologen beweren echter dat universa, net als levende organismen, groeien en zich voortplanten, waarbij ze nieuwe universa afsplitsen met kleine variaties ten opzichte van hun voorgangers. Door dit proces worden deze kosmische nakomelingen over generaties heen verfijnd tot vormen die het aantal nog te worden geboren universa maximaliseren. Sinds de oerknal is ons universum, net als elk ontwikkelend kind, uitgevouwen tot een optimale vorm.

Vanuit dit perspectief is het universum geen rots. Het is een ei.

Deze analogie komt van Julian Gough, een Ierse dichter, romanschrijver en muzikant, die vooral bekend is van het korte verhaal aan het einde van het videospel Minecraft. Hij is onlangs een publiek pleitbezorger en scholar van kosmologische evolutie geworden. Gough schrijft een Substack-blog, The Egg and the Rock, waarin hij essays, persoonlijke updates en voorspellingen publiceert over nieuwe data van de James Webb Space Telescope.

Meer dan tien jaar geleden begon Gough te worstelen met de vraag waarom de complexiteit van ons universum in de loop der tijd is toegenomen. "Het gaat van ... een bal heet gas naar het opbouwen van structuren zoals sterren en sterrenstelsels," zegt hij. Daaruit voortkomen planeten en, op ten minste één daarvan, biologisch leven. "Dat is een heel vreemde zaak voor heet gas om te doen."

Misschien, vroeg hij zich af, is het universum geëvolueerd naar zijn huidige vorm. "Het leek me dat een evolutionaire verklaring de natuurlijke was," zegt hij. "In elke sfeer, wanneer we een zelfordenend, zelf-complexificerend systeem ontdekken, blijkt dat het een eerdere evolutionaire geschiedenis heeft gehad. En waarom zou dat niet gelden voor het universum zelf?"

Wat is het multiversum?

Het multiversum is een hypothetisch idee dat ons universum slechts één is van vele die bestaan, en dat er een oneindig aantal universa kan zijn. Het concept is uitgebreid verkend in sciencefiction — van de Marvel-franchise tot de Oscarwinnende film Everything Everywhere All at Once — maar theoretische natuurkundigen hebben het idee ook onderzocht om onze realiteit te verklaren.

Omdat hij zijn eigen gebrek aan expertise erkende, nam Gough aan dat iemand anders het idee van een evoluerende kosmos al voor hem had bedacht. Een zoektocht in de wetenschappelijke literatuur bevestigde dat dit inderdaad het geval was: Lee Smolin, een oprichter van het Perimeter Institute for Theoretical Physics.

Smolins werk was op zijn beurt geïnspireerd door natuurkundigen Bryce DeWitt en John Wheeler, die voorstelden dat singulariteiten binnen zwarte gaten — de plekken waar materie wordt samengedrukt tot een punt van oneindige dichtheid — zouden kunnen uitbreiden om nieuwe universa te produceren die een andere fysica volgen dan de universa die hen voortbrachten. Elk universum — inclusief het onze — zou volgens deze logica zijn ontstaan uit een oerknal binnen een zwart gat.

Smolin realiseerde zich dat dit hypothetische proces universa in zekere zin in staat zou stellen zich voort te planten door meer zwarte gaten te maken. En als die nieuwe universa de fysica van hun ouders konden erven met kleine verschillen — net zoals nieuwe organismen de genen van hun ouders erven met kleine verschillen — dan zouden universa per generatie ook kunnen evolueren. Specifiek zou een vorm van kosmische natuurlijke selectie universa bevoordelen die zoveel mogelijk zwarte gaten maken. Minder vruchtbare universa zouden kunnen blijven voortbestaan, maar ze zouden veel minder nakomelingen produceren. Na verloop van tijd zou dus een steeds groter aandeel van de universa geoptimaliseerd zijn voor de productie van zwarte gaten — wat zou impliceren dat ons universum, gezien de kansen, een van die universa is.

Smolin publiceerde zijn ideeën in een paper uit 1992 getiteld "Did the Universe Evolve?" en in een populair-wetenschappelijk boek uit 1997 genaamd The Life of the Cosmos. Gough vond beide en las ze met enthousiasme. Toch leek het alsof er sinds de ideeën van Smolin vrijwel niets was gebeurd. "Overduidelijk," zegt Gough, "[dacht ik] dat het fout moest zijn, omdat het 25 jaar geleden was en niemand het leek voor te dragen als een van de mogelijke mainstream-verklaringen. Toen ben ik in de literatuur gedoken en besefte ik — oh mijn god — het is niet gefalsifieerd. Er is er gewoon helemaal niet adequaat mee bezig zijn."

Smolins theorie was niet volledig verdwenen. Sommige futuristische filosofen hadden het idee uitgebreid om het ontstaan van complex leven uit heet gas en sterren te verklaren. Mensen maken gebruik van steeds krachtigere energiebronnen, een progressie die volgens hen zou kunnen culmineren in kunstmatige zwarte gaten. Als die zwarte gaten nieuwe universa zouden voortbrengen, dan zou een kosmos die in staat is om technologisch geavanceerd leven te produceren, meer nakomelingen kunnen produceren. De progressie van heet gas naar sterren, leven en technologie zou, zo stelden zij voor, een product kunnen zijn van kosmische natuurlijke selectie.

Maar academische kosmologen hadden Smolins theorie grotendeels genegeerd. Waarom? Kevin Kelly, oprichter en hoofdredacteur van het tijdschrift Wired en voormalig redacteur van de Whole Earth Review, zegt dat het in eerste instantie kan overkomen als "een soort krankzinnig idee". Maar hij begon decennia geleden over de theorie na te denken, terwijl hij werkte aan zijn boek Out of Control uit 1992. "Het lijkt me zeer plausibel," zegt Kelly. "Er is hier een patroon dat schaalbaar lijkt, en het zou een mechanisme zijn" voor het produceren van kosmologische complexiteit.

Het idee kan ook hebben geleden onder slechte PR — in de zeldzame gevallen dat het in de mainstream werd besproken, waren het doorgaans natuurkundigen die de concepten uitlegden. Gough betoogt dat hun onbekendheid met de evolutietheorie heeft geleid tot een misverstand over Smolins idee. Ondertussen hebben evolutionair biologen, de mensen die het best uitgerust zijn om de darwinistische logica te beoordelen, het nauwelijks tegengekomen.

Misschien wel het belangrijkste is dat kosmische evolutie ten tijde van het ontstaan geen voorspellingen deed die gemakkelijk testbaar waren. Maar toen Gough het idee halverwege de jaren 2010 herontdekte, was dat veranderd: de aanstaande lancering van de James Webb Space Telescope stond op het punt de studie van de eerste miljard jaar van het universum te hervormen. Het apparaat was ontworpen om licht vast te leggen uit de vroege stadia van het universum dat lange tijd onzichtbaar was gebleven voor traditionele telescopen. Gezien deze verbeteringen dacht Gough dat Webb nieuwe kansen zou bieden om kosmologische evolutie te testen.

Maar hij had niet veel tijd: Gough wilde zijn voorspellingen publiceren voordat de telescoop haar eerste batch gegevens terugstuurde. Hij begon universiteitscursussen astronomie te volgen en las over kosmologie, astrofysica en evolutionaire biologie, in een poging velden te synthetiseren die zelden met elkaar verweven waren. Zijn basismethode voor het genereren van voorspellingen was eenvoudig: "Je past gewoon Darwin toe op universa. Dat is alles wat je doet," zegt hij. "Als dit hun voortplantingswijze is, wat zijn dan de gevolgen?"

Als universa zich voortplanten door zwarte gaten te vormen, redeneerde Gough dat de eerste universa eerst de eenvoudigste en meest efficiënte vorm van voortplanting zouden hebben ontwikkeld: "directe collaps" (direct collapse). Typische zwarte gaten vormen zich wanneer massieve sterren instorten, maar sommige kosmologen hadden voorgesteld dat de vroegste supermassieve zwarte gaten ontstonden toen primordiaal gas direct inklapte tot gigantische zwarte gaten.

In het begin van hun ontwikkeling behouden en benutten levende wezens vaak de eigenschappen van hun voorouders: zo ontwikkelen kieuwachtige plooien in de nek van menselijke foetussen, een overblijfsel van onze verre visvoorouders, zich tot delen van de kaak, het binnenoor en de keel. Daarom vermoedde Gough dat zwarte gaten door directe collaps — als overblijfselen van de meest primitieve voorouderuniversa — vroeg in de geschiedenis van ons universum zouden verschijnen en een belangrijke rol zouden spelen in de ontwikkeling ervan. "Het vereist geen complexe structuren," zegt hij. Als dit idee correct was, voorspelde hij, zou de James Webb Space Telescope zien dat supermassieve zwarte gaten als eerste ontstonden in de geschiedenis van ons universum, en vervolgens snel de vorming van sterren en sterrenstelsels om hen heen aanstuurden. Gough voorspelde dat dit proces zou zijn begonnen binnen ongeveer de eerste 100 miljoen jaar na de oerknal.

Op 8 juli 2022, vier dagen voordat Webb zijn eerste gegevens vrijgaf, publiceerde Gough zijn voorspellingen op Substack. Omdat hij wist dat zijn amateurachtergrond hem onbetrouwbaar zou kunnen laten klinken, was hij bang om publiekelijk ongelijk te hebben. "Ik was echt doodsbang," zegt hij. "Dit zou fantastisch vernederend kunnen zijn."

Gelukkig voor Gough was het resultaat het tegenovergestelde. Webb ontdekte sterrenstelsels die eerder, sneller en op een meer geordende manier vormden dan standaard natuurkundige modellen hadden voorzien. In november 2022 rapporteerde NASA bewijs dat sommige sterrenstelsels ongeveer 100 miljoen jaar na de oerknal waren begonnen met assembleren, terwijl vervolgwaarnemingen van een sterrenstelsel slechts 470 miljoen jaar na de gebeurtenis een ongewoon massief zwart gat vonden — bijna zo massief als alle sterren die het omringden.

In een paper uit 2025, gepubliceerd in het Astrophysical Journal, beschreven wetenschappers deze ontdekkingen als een "raadsel [dat deel uitmaakt] van de grotere uitdaging om de verbazingwekkende prevalentie van massieve structuren en sterrenstelsels in de eerste paar 100 miljoen jaar na de oerknal te begrijpen."

"Je ziet die koppen die zeggen dat de natuurkunde volledig verbijsterd is door deze vroege en zelforganiserende zaken," zegt Johannes Jäger, een evolutionair systeembioloog en filosoof aan het Complexity Science Hub in Wenen. Maar Gough, voegt Jäger eraan toe, "heeft ze eigenlijk voorspeld." "Als iemand zijn ideeën zou oppakken, ze zou testen en ze in een peer-reviewed formaat zou gieten, dan zou het misschien de aandacht krijgen die het verdient," zegt Jäger.

Bijschrift: De meeste massieve sterrenstelsels hebben een supermassief zwart gat in hun hart, maar kleinere sterrenstelsels kunnen minder zwarte gaten hebben.

Sinds hij deze voorspellingen deed, heeft Gough financiering ontvangen van subsidieprogramma's zoals Emergent Ventures en O’Shaughnessy Ventures, evenals steun van Christopher Fields, een biofysicus verbonden aan het Allen Discovery Center van Tufts University, en Tufts-biologisch theoreticus Michael Levin. "Ik denk dat het een frisse benadering is die bekeken moet worden," zegt Levin. "Hij heeft me ervan overtuigd dat het de moeite waard is om dit idee te verkennen."

Stephon Alexander, kosmoloog en theoretisch natuurkundige aan Brown University, beschrijft kosmologische evolutie als "een prachtig idee" en "een mooi mechanisme". Hij merkt op dat het standaardkader van de kosmologie mogelijk ook rekening kan houden met de vroege vorming van massieve zwarte gaten en sterrenstelsels. Alexander waarschuwt echter dat die conventionele modellen nog geen "volledig verhaal" bieden. "Dus moeten we een open geest houden," zegt hij.

Hij suggereert dat de belangrijkste uitdaging die overblijft voor de theorie van kosmische evolutie niet enkel het vinden van ander bewijs is, maar het consistent maken van het idee met de gevestigde natuurkunde. "Het moet op een bepaalde manier ingebed worden," zegt hij, "en vervolgens moet worden aangetoond of het er consistent of inconsistent mee is."

Kosmologische evolutie zou moeten verklaren hoe zwarte gaten, die alles binnenin lijken samen te persen tot een oneindig dicht punt, universa in hen kunnen produceren die naar buiten uitbreiden, zoals het onze. Enig recent onderzoek wijst erop dat ons eigen universum zich in een zwart gat zou kunnen bevinden. Een studie uit 2025 van computerwetenschapper Lior Shamir onderzocht 263 spiraalstelsels geïdentificeerd in Webb-beelden en stelde vast dat 158 daarvan met de klok mee leken te draaien gezien vanaf de aarde, terwijl 105 tegen de klok in leken te draaien. In een willekeurig universum zou een ongeveer gelijk aantal sterrenstelsels in elke richting draaien. De bias naar rechtsom draaien zou, zo stelt Shamir voor, kunnen wijzen op het feit dat ons universum zich in een draaiend zwart gat bevindt dat zijn rotatie bij voorkeur heeft doorgegeven aan veel van de sterrenstelsels binnenin. De paper merkt echter ook op dat de eigen rotatie van de Melkweg de resultaten zou kunnen verklaren.

Naast beter bewijs dat uitdijende universa zich in zwarte gaten kunnen vormen, zou kosmologische evolutie moeten uitwerken hoe zwarte gaten de wetten van de natuurkunde, met enkele modificaties, kunnen doorgeven aan de volgende generatie universa. "De enige manier om dat te begrijpen is kwantumzwaartekracht," zegt Alexander. En wetenschappers hebben nog geen verklaring voor dat spel gevonden.

Uiteindelijk is het probleem bij het proberen te bewijzen van ideeën over een multiversum dat wetenschappers "alleen het enkele universum waarin we toevallig leven kunnen observeren en daar conclusies uit kunnen trekken," zoals de Duitse kosmoloog Jenny Wagner vorig jaar tegen de Irish Times zei. Dat creëert een beperkt perspectief, zei ze, "zoals het bestuderen van geneeskunde bij een enkele patiënt."

Maar zelfs het standaardmodel van de kosmologie bevat grote onbekenden. Donkere materie wordt momenteel gebruikt om zwaartekrachteffecten te verklaren die alleen door zichtbare materie niet kunnen worden verklaard, terwijl donkere energie wordt aangenomen als de drijfveer achter de versnellende uitdijing van het universum. Beide concepten zijn nuttig gebleken, maar wetenschappers hebben geen fundamentele inzichten in hun ware aard. "Het standaardmodel van de kosmologie werkt goed — maar alleen door nieuwe ingrediënten te introduceren die we nooit direct hebben waargenomen," schreef Enrique Gaztañaga, een kosmoloog aan de University of Portsmouth in Engeland en co-auteur van een studie die betoogt dat ons universum is ontstaan in een zwart gat, vorig jaar voor the Conversation.

Met deze ideeën zijn natuurkundigen in een "doodlopende weg" terechtgekomen, vertelde Wagner aan de Irish Times. "We hebben een meer open-minded dialoog nodig tussen mainstream en onconventionele onderzoekslijnen om hieruit te ontsnappen."

Gough geeft toe dat het verzamelen van direct bewijs voor kosmologische evolutie moeilijk is. Maar hij zegt dat de ontdekkingen van Webb over structuren die door het model werden voorspeld, "uitstekend indirect bewijs" leveren.

De waarnemingen tot nu toe suggereren dat het vroege universum vreemder en complexer was dan voorheen werd aangenomen. Maar of zwarte gaten daadwerkelijk universa kunnen voortbrengen en hun fysica aan hen kunnen overdragen, is nog onbekend. "Deze vragen ... moeten worden omgezet in een serieus onderzoek naar hoe deze patronen ontstaan," zegt Jäger. Volgens Alexander zou bewijs dat een zwart gat "een nieuwe ruimte-tijd of universum kan baren" een "onmiskenbaar teken" zijn dat kosmologische evolutie correct is.

Voor nu is de sterkste aantrekkingskracht van de theorie wellicht het bereik van het idee erachter. Evolutie "is altijd de beste verklaring," zegt Gough, wanneer hij wordt gevraagd naar Dennetts framing van evolutie als een universeel zuur. "Hij heeft gelijk. ... Waarom zou het niet gelden voor universa als het geldt voor alles andere?"