[<Eng], v. (-ën), kosmologische theorie die stelt dat het heelal ontstaan is bij een geweldige explosie (de big bang).
© Uit de systematische roodverschuiving van de extragalactische melkwegstelsels blijkt dat de melkwegstelsels vroeger dichter bij elkaar hebben gestaan (een naar rood verschoven spectraallijn wordt volgens het dopplereffect veroorzaakt door een bron die zich verwijdert van de waarnemer). Hieruit volgt dat er sprake is van een uitdijend heelal. Rekent men de posities van de melkwegstelsels terug in de tijd, dan valt te concluderen dat afhankelijk van de → Hubble-constante alle materie ca. 20 mrd. jaar geleden samengebald was in één punt. Een dergelijk model is ook te verenigen met de wiskundige formulering van de algemene relativiteitstheorie.
Volgens de big-bangtheorie ontstond het heelal toen dit singuliere punt (het ‘oeratoom’) explodeerde; pas na deze explosie ontstonden materie, ruimte en tijd. De kosmologie houdt zich niet bezig met de vraag waar het oeratoom vandaan kwam; dit is een filosofisch probleem.
De kennis van de natuurkunde laat toe de gebeurtenissen in het heelal te beschrijven nadat het afgekoeld was tot ca. 1012 K, een toestand die ca. 10~5 s na de explosie was bereikt. Het heelal was toen een homogene wolk van fotonen en elementaire deeltjes, die voortdurend via allerlei wisselwerkingen in elkaar overgingen (→ hoge-energiefysica). Na 0,1 s was het heelal zover afgekoeld (temperatuur 1011 K) dat uit de fotonen nog slechts leptonenparen konden ontstaan. Na ca. 14 s was de temperatuur gedaald tot ca. 3 mrd. K en was ook de vorming van elektronen en positronen onmogelijk geworden. De meeste elektronen en positronen annihileerden elkaar, maar om nog onbegrepen redenen bleef er een overschot aan elektronen bestaan (mogelijk is dit overschot lokaal en is er elders in het heelal een overschot aan antimaterie, d.w.z. positronen).
Na een temperatuurdaling tot ca. 1 mrd. K konden de protonen en neutronen zich tot waterstof- en heliumkernen verbinden. Na 4 min. kwamen in het geheel geen vrije neutronen meer voor; waterstof vormt 75 % van de massa, helium de rest. Het heelal is een uitdijend systeem van fotonen, elektronen, waterstof en helium. In dit systeem vormden zich dichtheidsfluctuaties (hoe en waarom is nog onduidelijk) waaruit zich op den duur de melkwegstelsels vormden en later de sterren. Nu, ca. 20 mrd. jaar na de explosie, ziet men nog slechts de zich van elkaar verwijderende melkwegstelsels en de rest van de fotonen die inmiddels afgekoeld zijn tot een temperatuur van 2,7 K. Deze fotonen vormen de vrijwel isotrope zgn. 3-K-achtergrondstraling, die in 1964 door A.Penzias en R.Wilson ontdekt werd, en die een bewijs vormt voor de big-bangtheorie.
Hoewel er nog vele dingen onduidelijk zijn, neemt men in het algemeen aan dat de grote lijnen van het geschetste beeld juist zijn. De actuele vraag in de → kosmologie is hoe het heelal verder zal evolueren. Blijft het tot in eeuwigheid expanderen en zal het op den duur de warmtedood sterven of komt de expansie tot staan en zal die omgekeerd worden in een gravitatiecollaps?
