Piet Creutzberg website
Menu

Sterrenkundigen lyrisch: zwaartekrachtsgolfdetector ontdekt kosmische goudmijn

De Nobelprijs was al binnen, maar de écht spectaculaire ontdekking op het gebied van zwaartekrachtgolven is nu pas gedaan.

Door: Govert Schilling 16 oktober 2017, 16:02

In de afgelopen twee jaar werden deze minieme rimpelingen in de ruimtetijd, een eeuw geleden voorspeld door Albert Einstein, al vier keer eerder gedetecteerd. Steeds waren ze afkomstig van botsende zwarte gaten. 

Op 17 augustus zijn nu ook zulke 'Einsteingolven' waargenomen van twee botsende neutronensterren. Dat zijn de overblijfselen van geëxplodeerde reuzensterren. Het zijn bizarre objecten die zwaarder zijn dan de zon maar niet groter dan een kilometer of twintig. En die catastrofale klap is ook met tal van 'gewone' telescopen gezien. Vooral dat - die ontdekking met de nieuwe zwaartekrachtgolfdetectoren én met gewone telescopen - maakt deze ontdekking zo bijzonder.

Nieuw zintuig

Met de ontdekking van zwaartekrachtgolven, twee jaar geleden, werd al een compleet nieuw venster op het heelal geopend. Het is alsof sterrenkundigen over een nieuw zintuig beschikken: tot nu toe konden ze alleen licht en andere straling zien; nu zijn verschijnselen in het heelal ook te 'voelen'. En met GW170817 (de officiële 'naam' van de uitbarsting van zwaartekrachtgolven op 17 augustus) is het nu voor het eerst gelukt om beide signalen waar te nemen. Zien en 'voelen' tegelijkertijd maakt het plaatje compleet. 

Vergelijk het met mensen leren kennen op social media. Als dat uitsluitend gaat via foto's op Snapchat of Tinder, weet je alleen hoe ze eruit zien. Dan is het al heel wat als je vervolgens Whatsapp ontdekt: nu kun je ook lezen wat andere mensen schrijven en hoe ze over allerlei dingen denken. Maar het wordt pas écht interessant als je beide 'zintuigen' tegelijk kunt inzetten: als je weet hoe iemand eruit ziet, en als je ook met hem of haar kunt praten. Die combinatie van zintuigen is wat er nu met deze nieuwe ontdekking bereikt is.

Groots

Deze vorm van 'multi messenger-astronomie' gaat uiteindelijk enorm veel informatie opleveren over neutronensterren, over het gedrag van materie onder extreme omstandigheden, en over de oorsprong van de elementen, aldus een opgetogen Ralph Wijers, directeur van het sterrenkundig instituut van de Universiteit van Amsterdam. 'Er is meteen zó veel informatie beschikbaar; dit is echt groots.' 

'Met deze ontdekking bewijst de zwaartekrachtgolf-astronomie zich als een gloednieuw en veelbelovend onderzoeksveld,' reageert natuurkundige Barry Barish per e-mail vanuit Californië. Barish was mede-grondlegger van de Amerikaanse LIGO-detector waarmee de minieme ruimtetrillinkjes in september 2015 voor het eerst gemeten werden, en twee weken geleden een van de drie winnaars van de Nobelprijs Natuurkunde 2017.

Ook emeritus-hoogleraar Ed van den Heuvel is lyrisch. 'Deze metingen zijn ontzéttend moeilijk; het is echt onvoorstelbaar dat het überhaupt kan. Wat er nu ontdekt is overtreft mijn stoutste verwachtingen.'

Radioactieve vuurbal

De twee neutronensterren draaiden in een steeds kleiner wordende baan om elkaar heen, in een sterrenstelsel op 130 miljoen lichtjaar afstand. Ruim anderhalve minuut brachten ze de lege ruimte merkbaar aan het sidderen; daarna knalden ze op elkaar. 

Terwijl botsende zwarte gaten onzichtbaar blijven, produceerde de neutronenster-crash een gigantische radioactieve vuurbal, met een uitdijingssnelheid van zo'n 100.000 kilometer per seconde - één derde van de lichtsnelheid. Op hol geslagen kernreacties in die explosiewolk creëerden grote hoeveelheden zeldzame zware elementen.

Volgens astronoom Gijs Nelemans van de Radboud Universiteit in Nijmegen is er bij de botsing ook een onvoorstelbare hoeveelheid goud ontstaan. 

'Misschien wel zo veel als de massa van de aarde,' zegt hij. 'Het overgrote deel van al het goud in het heelal is vermoedelijk gevormd tijdens dit soort botsingen.' 

Dankzij meetgegevens van de Virgo-detector - het Europese broertje van LIGO - kon snel berekend worden uit welke richting de Einsteingolven afkomstig waren. Vervolgens is met man en macht gezocht of er in dat deel van de sterrenhemel ook met gewone telescopen iets bijzonders te zien was.

Klopjacht

Zo'n beetje alle sterrenkijkers op aarde en in de ruimte zijn daarbij in stelling gebracht, en de oogst van die klopjacht is enorm. De kosmische klap gloeide niet alleen na in zichtbaar licht, maar ook in het infrarood, het ultraviolet, in röntgenstraling en op radiogolflengten. De Amerikaanse Fermi-kunstmaan had bovendien op eigen houtje al energierijke gammastraling van de botsing opgevangen. 

Volgens sterrenkundige Vicky Kalogera van de Northwestern University in Illinois is de neutronensterbotsing waarschijnlijk het intensiefst bestudeerde verschijnsel in het heelal ooit. 'Het gaat om bijna honderd wetenschappelijke publicaties,' zegt ze. 'In totaal waren er een kleine 4000 astronomen van meer dan 900 instituten bij betrokken. Dat is ongeveer één derde van alle sterrenkundigen ter wereld.'

Kosmische boodschappers

Sterrenkundigen moeten het hebben van wat de kosmos hen aanbiedt. Lange tijd was dat alleen zichtbaar licht, maar daar zijn steeds meer nieuwe 'boodschappers' bijgekomen. Eerst andere soorten elektromagnetische straling; daarna ook materiedeeltjes, en sinds kort 'Einsteingolven' - minieme rimpelingen in het weefsel van de ruimtetijd. Sterrenkundigen hebben er een nieuw modewoord bij: multi messenger-astronomie. 

1609 Galileo Galilei gebruikt als eerste een telescoop voor onderzoek aan   het heelal  
1800 William Herschel ontdekt infrarode straling   
1912 Victor Hess meet elektrisch geladen deeltjes uit de kosmos   ('kosmische straling')   
1932 Karl Jansky ontdekt radiostraling uit het heelal   
1962 Een satelliet vangt voor het eerst röntgenstraling op van buiten het   zonnestelsel   
1969 Apollo-astronauten brengen bodemmonsters van de maan terug op aarde   
1987 Eerste waarneming van neutrino's van een verre supernova-explosie
2015 LIGO detecteert voor het eerst zwaartekrachtgolven, van botsende   zwarte gaten   
2017 Eerste gelijktijdige waarneming van zwaartekrachtgolven en   elektromagnetische straling, van twee botsende neutronensterren

Doodsstrijd van de Mekkaanse traditie

Leon de Winter 6 mei 2017

Er komt geen einde aan. Telkens dezelfde bloedbaden en dezelfde reacties en verbijstering. En telkens mijn post-mortemwoorden.

En opnieuw moet ik de vraag stellen waar het perverse geweld ontstaat van mannen die met messen inhakken op willekeurige passanten en barbezoekers, die kinderen opblazen en daarvoor graag hun eigen leven offeren. En opnieuw het antwoord: de haat die daarvoor nodig is, wordt al sinds de zevende eeuw opgeroepen door de heilige teksten van de islam.

De Koran, de centrale tekst, is een pamflet waarmee de krijgsheer zijn volgelingen in gereedheid bracht voor een strijd op leven en dood. Het Midden-Oosten werd via het zwaard door de islam veroverd, niet via het citeren van liefdespoëzie. Is de islam een religie van vrede? Zeker: de vrede die heerst nadat de ongelovigen over de kling zijn gejaagd, de buit en vrouwen onder de gelovigen zijn verdeeld, en de wind over de verminkte lijken blaast.

De terroristen van de London Bridge zijn echte gelovigen. Zij handelden niet uit woede over honger, maar uit de heilige overtuiging dat zij uitvoerden wat hun god van hen verlangt. Zij zijn niet perverse aberraties, zoals onze leiders en moslimleiders ons willen doen geloven, nee, zij zijn de ’real deal’.

Vreedzame moslims lijken de meerderheid te vormen, ofschoon de conclusies van het werk van prof. Ruud Koopmans en een recent Duits onderzoek naar de opvattingen van moslimvluchtelingen (die in meerderheid antisemitisch zijn) grote zorgen baren. Talloze moslims blijken afkeer te hebben van niet-moslims – zijn we verbaasd?

De islamitische werelden zijn ten aanzien van moderne vrijheden, academisch onderzoek en tolerantie dramatisch achtergebleven bij werelden die andere culturele wortels hebben. Een universum van anderhalf miljard mensen brengt nauwelijks interessante uitvindingen en nieuwe ideeën voort. En dat komt door een verstikkende cultuur die al op jonge leeftijd elk kind ontvankelijk maakt voor de absurditeiten van de leer uit Mekka.

Vermoeiende clichés vliegen je om de oren als er weer een bloedbad plaatsvindt, en bloedbaden zijn aan de orde van de dag; als het niet in Europa is, dan wel in een moslimland. De clichés vallen grofweg in twee categorieën uiteen. De eerste: de ontkenning dat het geweld het directe gevolg is van de leer van de profeet, ofwel: de daders zijn geen echte moslims. De tweede: speel je Wilders en andere islamofoben niet in de kaart?

De essentie van de problematiek mag van onze elites niet worden aangeraakt, dus worden de clichés steeds holler. Iedereen weet wat er speelt: de premoderne waarden en normen van zevende-eeuwse Arabieren, vervat in een wereldreligie, betekenen niets in de moderne wereld van nanotechnologie, Gay Pride, Ariana Grande – wat voor de gefrustreerde gelovige resteert, is het zaaien van dood en verderf en de bespottelijke dreiging dat alle ongelovigen op een apocalyptische dag zullen knielen voor de woestijngod te Mekka.

Het Bijbelse jodendom bestaat niet meer. De Romeinen hebben daaraan met de vernietiging van de Tweede Tempel een einde gemaakt, en de Joden moesten hun cultuur opnieuw uitvinden en de oude teksten omringen met een nieuwe context. Moderne moslims, en daar zijn er veel van, moeten beseffen dat ze hun teksten, waarvan een groot deel oproept tot dood en verderf, ook een nieuwe context moeten geven. De sleutel daartoe is de opvatting dat die gewelddadige teksten alleen geldig waren binnen een bepaald historisch tijdperk. Dit is de uitweg om de islam te moderniseren. Vervolgens kun je de jihad en de doodstraf op afvalligheid afschaffen. Maar daar heb je de moed voor nodig van uitzonderlijke mensen als Ahmed Aboutaleb. En het vermogen om de zware gelovigen, die terecht claimen dat zij de ware islam uitdragen, te weerstaan.

De strijd tegen de Mekkaanse traditie gaat lang duren. Die traditie kan zich in onze wereld niet staande houden en is - ondanks de ellende van IS, de vele terreurgroepen, de religieuze waanzin in Iran en de meeste Arabische tirannieën - ten dode opgeschreven; we maken de doodsstrijd mee van wat ooit een glorierijke beschaving was, en dat is dramatisch, en levensgevaarlijk aangezien de gelovigen in hun apocalyptische koorts de hele mensheid mee de afgrond in willen sleuren.

De strijd tegen apocalyptische gelovigen is, behalve een strijd met wapens en opsporingsdiensten, ook een ideeënstrijd. De moslimmeerderheid van vreedzame gelovigen moet het initiatief nemen en de traditie moderniseren. Tot zij succes hebben, moeten we ons verdedigen met alles waarover we beschikken, te beginnen met de invoering van administratieve detentie voor teruggekeerde Syriëgangers en IS-aanhangers, het sluiten van radicale moskeeën, scherpe toelatingseisen aan moslimvluchtelingen, en vooral: massale steun aan moslimhervormers hier en in islamitische landen, en dezelfde nuchtere wetenschappelijke benadering van de Koran stimuleren zoals de Joodse en christelijke bijbels hebben moeten ondergaan.

Doen we net alsof het geweld niet aan ons knaagt en zingen we nog een keer bedeesd Imagine van John Lennon? Ik weet niet hoe u zich voelt, maar ik kan er niet meer tegen dat we niet woedend mogen zijn en ons moeten gedragen alsof teddybeertjes de barbaren op afstand zullen houden.

Eritrea Asiel Holiday Tours

De Eritrese minister van Informatie Yemane Ghebremeskel zei mij vorig jaar in een interview dat jaarlijks 40.000 landgenoten, waaronder veel vluchtelingen, terugkeren voor bezoek en (strand)vakantie. Westerse diplomaten in de hoofdstad Asmara noemden mij het dubbele aantal, zo’n 80.000. Toch krijgen bijna alle Eritrese asielzoekers in Nederland (zo’n 10.000 in 2015 & 2016) automatisch een verblijfsvergunning vanwege het ‘totalitair regime’. En wel fijn zwemmen in de Rode Zee? Humaan asielbeleid à la Mark Rutte! 

(Zie voor meer info mijn reportage Eenvandaag 8 oktober 2016, vanaf 10'27") 

Schaamlap Giro555 (29 maart 2017)

In Nederland rammelt de collectebus voor Giro555. Geeft u voor Nigeria waar 40 procent van alle oliemiljarden verdwijnt door corruptie? Of voor Zuid-Soedan waar een half miljard euro Nederlandse ontwikkelingshulp bij een burgeroorlog in rook is opgegaan? Inzamelacties zijn de moderne aflaat voor decennialang politiek falen en wegkijken in Afrika. Vandaag pinken regeringen, hulporganisaties en BN’ers een traan weg. Boven de onschuldige doden van morgen. Wees niet trots op uw donatie. Schaamte past beter.

Artsen tegen euthanasie bij ‘voltooid leven’

'Aparte wet brengt veel risico's en nadelen met zich mee'

29-03-2017, 21:41 
 Tags: 

Artsen zijn tegen euthanasie als er sprake is van een ‘voltooid leven’. Ze vinden het weliswaar ‘invoelbaar’ dat niet zieke ouderen een weloverwogen doodswens kunnen hebben, maar onwenselijk om in deze situatie hulp bij zelfdoding wettelijk mogelijk te maken. Een aparte wet brengt veel risico’s en nadelen met zich mee.

Dat laat de artsenfederatie KNMG woensdag weten. Artsen in Nederland mogen sinds 2002 na een uitdrukkelijk verzoek van de patiënt euthanasie plegen of helpen bij zelfdoding. Maar dan moet er sprake zijn van ondraaglijk en uitzichtloos lijden, veelal om medische redenen. Er bestaat een strenge toetsing voor.

In de politiek wordt gestreden over uitbreiding van de gronden voor euthanasie. Vorig jaar was het kabinet positief over een plan om ook ouderen die ‘klaar zijn’ met het leven, te kunnen helpen uit het leven te stappen. De KNMG raadpleegde haar achterban, omdat ze verwacht dat het een belangrijk onderwerp is bij de formatie van een nieuw kabinet. VVD en D66 zijn voorstander van een nieuwe wet.

Maar de artsen hebben daar principiële en praktische bezwaren tegen. Ze vrezen dat het leidt tot uitholling van de huidige euthanasiepraktijk terwijl die nu zorgvuldig en transparant is en een groot draagvlak heeft. Bovendien is het nu ook al zo dat bij een stapeling van ouderdomsklachten en niet-medische problemen ook al voldaan kan zijn aan de eis van ‘uitzichtloos lijden’, stelt de KNMG.

Daarnaast waarschuwen de artsen ervoor dat een nieuwe wet kan leiden tot ongewenste maatschappelijke effecten. Zo kunnen ouderen zich onveilig en overbodig gaan voelen of druk ervaren van hun omgeving om er een eind aan te maken. Het is volgens de KNMG beter om te onderzoeken hoe het gevoel van zinloosheid kan worden aangepakt. Het gaat om ,,complexe en tragische problematiek” waarvoor geen eenvoudige oplossingen bestaan, stelt de KNMG.

Anp

Vooruitblik: nieuwe theorie Erik Verlinde ontmaskert 95 procent van het heelal

7 november 2016 |  |  | 

95 procent van het heelal is verstopt, maar theoretisch-fysicus Erik Verlinde weet waar het zich schuilhoudt. De vakpublicatie waarin hij dat uit de doeken doet, verschijnt in de nacht van maandag op dinsdag om 2.00 uur op Arxiv.org. Eén ding weten we zeker: met zijn theorie gaat Verlinde de kosmologie volledig overhoop gooien. Een uitgebreide vooruitblik. 

(Disclaimer: Onderstaande is gebaseerd op de stand van zaken in 2014. Zover bij de redactie bekend is, is Verlindes theorie in de tussentijd concreter geworden, maar niet wezenlijk veranderd. Als zijn publicatie is verschenen, leest u dinsdag in de loop van de dag op deze site alle duiding en reacties, evenals een exclusief interview met Verlinde zelf. Niets missen? Meld je dan nu aan voor onze nieuwsbrief.)

Onderschrift tekst. Bron: Hollandse Hoogte, Joanny Beer
 
Zal de baanbrekende nieuwe theorie van Erik Verlinde net zo’n revolutie ontketenen als de relativiteitstheorie van Einstein? Bron: Hollandse Hoogte, Joanny Beer

Het is een geval van verstoppertje op de grootst mogelijke schaal. Zo’n 95 procent van het heelal, het overgrote merendeel dus, is kwijt. Toch zou je dat niet zeggen wanneer je naar het heelal kijkt. Het universum bevat miljarden sterrenstelsels, met in elk van die stelsels miljarden sterren en planeten. Het zit vol uitgestrekte gasnevels, waarin steeds weer nieuwe sterren worden geboren, gevaarlijke zwarte gaten die alles in hun omgeving verzwelgen en dwalende planeten die eenzaam door de donkere leegte zweven.

Al die dingen zijn opgebouwd uit materie: elementaire deeltjes zoals quarks en elektronen. Maar wie de massa van al die deeltjes in het heelal bij elkaar optelt, vindt onder de streep een getal dat slechts goed is voor 5 procent van wat er eigenlijk in zou moeten zitten. Hoe de rest eruit ziet, is onbekend. Wetenschappers vermoeden dat het universum vol zit met een onzichtbare vorm van materie en een mysterieuze, onbekende vorm van energie die zij respectievelijk donkere materie en donkere energie noemen.

Donkere materie is van die twee nog het meest behapbaar. Het is niet met het blote oog te zien, maar wel indirect waar te nemen. Donkere materie verraadt haar aanwezigheid doordat ze net als gewone materie zwaartekracht uitoefent op de materie om zich heen. Daardoor weten we vrij exact hoeveel ervan moet zijn. Donkere materie vormt grofweg 27 procent van het heelal. 5 procent is zichtbare materie. Het overige deel, maar liefst 68 procent, is donkere energie.

Al decennia bijten natuur- en sterrenkundigen hun tanden stuk op de vraag wat donkere materie en donkere energie nu precies is. Theoretisch-fysicus Erik Verlinde, verbonden aan de Universiteit van Amsterdam, denkt die impasse te kunnen doorbreken. Hij heeft een radicaal nieuw idee dat het bestaan van donkere materie, donkere energie en gewone materie direct aan elkaar verbindt. Verlinde veroorzaakte in 2010 al een schokgolf in de natuurkundewereld toen hij een nieuw idee over de zwaartekracht wereldkundig maakte. Hij ontving onder meer dankzij dat idee de Spinozapremie, de meest prestigieuze wetenschappelijke prijs in Nederland.

Volgens Verlinde is de zwaartekracht een zogeheten emergent verschijnsel. Dat wil zeggen: een effect dat het gevolg is van iets fundamentelers. Het is daardoor net zoiets als temperatuur. Die kun je voelen en meten op thermometers, maar is in feite een illusie. Temperatuur wordt immers veroorzaakt door de beweging van moleculen.

Mogelijkheden

Verlinde drukt zwaartekracht op zijn beurt uit in informatie. Alles in het universum bevat in zekere zin informatie, van de positie van een planeet tot het gewicht van een atoom. Veranderingen in de dichtheid van die informatie spelen bij het ontstaan van zwaartekracht volgens Verlinde dezelfde rol als de bewegende moleculen bij het ontstaan van temperatuur. Dat inzicht zorgt ervoor dat de algemene relativiteitstheorie van Einstein, de theorie die kosmologen nog altijd gebruiken om het heelal op grote schaal te beschrijven, volgens Verlinde achterhaald is. ‘De vergelijkingen van Einstein houden niet goed bij hoeveel informatie waar aanwezig is’, zegt hij.

Verlinde kijkt op een andere manier naar het universum, en legt daarbij de nadruk op wat hij ‘mogelijkheden’ noemt. Elke mogelijkheid is een bepaalde manier om de hoeveelheid informatie in het universum te verdelen. ‘Al die mogelijkheden moeten in het universum behouden blijven’, zegt hij.

Wanorde

LEESTIP 50 inzichten universum, Joanne Baker, van € 24,95voor € 14,99 Bestel in onze webshop

Die conclusie lijkt te botsen met een bekende natuurkundewet die stelt dat de entropie de wanorde in een systeem altijd doet toenemen. De wet verklaart waarom een kopje kan breken (scherven zijn wanordelijker dan een kopje), maar waarom scherven niet spontaan een kopje kunnen vormen. Dat impliceert ook iets over mogelijkheden. Scherven kun je immers op veel manieren door elkaar husselen, terwijl een enkel kopje slechts één mogelijke toestand heeft. De natuur lijkt dus niet alleen te eisen dat de entropie toeneemt, maar ook dat het aantal mogelijkheden in het universum stijgt. Verlinde stelt dat dat niet klopt. ‘Het standaardbeeld ‘entropie neemt toe’ is aan het wankelen’, zegt hij. Ook kosmoloog Andreas Albrecht, verbonden aan de Universiteit van Californië, meent dat een herevaluatie van het begrip entropie in de kosmologie noodzakelijk is. ‘De vraag hoe informatie behouden kan blijven terwijl de entropie toeneemt, is iets waar veel fysici nu naar kijken.’

Het probleem laat zich als volgt samenvatten: wanneer de entropie alleen kan toenemen, moet deze vroeger heel klein zijn geweest. Hetzelfde geldt dan vermoedelijk voor het aantal mogelijkheden. ‘Dat geloof ik niet’, zegt Verlinde. Hij meent dat het toenemen van de mogelijkheden van een systeem een illusie is. Wie van tevoren bekijkt welke mogelijkheden een kopje heeft, moet volgens Verlinde al rekening houden met de kans dat het kopje kan breken. ‘Dan is er geen sprake van een toename en blijft het aantal mogelijkheden juist behouden’, zegt hij.

Verlinde meent dat de boekhouding van mogelijkheden gemakkelijker gaat wanneer we informatie als onderliggende eenheid kiezen. Hij stelt de entropie gelijk aan de totale hoeveelheid informatie en definieert energie als de snelheid waarmee informatie wordt verwerkt. De temperatuur is dan de energie per hoeveelheid informatie. Ook krachten vangt hij in dat raamwerk. ‘Dat zijn veranderingen in de energie’, zegt Verlinde.

Stopverf

Op die manier ontdekte Verlinde zijn nieuwe verklaring voor donkere materie en donkere energie. Om uit te leggen hoe dat werkt, vergelijkt hij het universum met een stuiterend balletje stopverf. Volgens Verlinde bestaat er een analogie tussen de elasticiteit van stopverf en de zwaartekracht. Je kunt de elasticiteit van stopverf beschrijven als een voorwaarde voor het kunnen vervormen van het bolletje. Net zo beschreef Einstein de zwaartekracht als een vervorming van de ruimtetijd door massa’s of energie.

Een bolletje stopverf is in feite een complexe kluwen polymeren. De elasticiteit van het bolletje is het gevolg van het feit dat die polymeren allemaal dezelfde lengte willen hebben. Soms beweegt een polymeer per ongeluk uit de kluwen, en laat daardoor een soort gat achter: een ‘leeg buisje’ waar eerst een polymeer zat. ‘Op die plek ontstaat extra elasticiteit’, zegt Verlinde. Met andere woorden: het verplaatsen van het polymeer zorgt dat plaatselijk extra elastische energie vrij komt.

Volgens Verlinde kun je de achterliggende wiskunde van dat proces vergelijken met het ontstaan van donkere materie. In zijn analogie is het lege buisje hetzelfde als gewone materie, en is de extra elastische energie hetzelfde als donkere materie. De elastische energie in het totale bolletje is dan donkere energie, en het gehele bolletje is het gehele universum.

Verlinde vertaalt die analogie naar de werkelijkheid in het universum, en meent daarom dat donkere materie geen deeltje is, maar extra energie die tevoorschijn komt bij het ontstaan van materie. ‘Uit de relatie tussen gewone materie en donkere materie kan ik berekenen hoeveel donkere materie er moet zijn. Dat klopt exact met de waarnemingen van astronomen’, zegt Verlinde. Bovendien verklaart zijn idee ook waarom donkere materie altijd rond gewone materie is te vinden, een toevalligheid die traditionele deeltjesverklaringen links laten liggen.

De bekende Zuid-Afrikaanse natuurkundige Neil Turok, directeur van het toonaangevende Perimeter Institute for Theoretical Physics in Canada, is enthousiast over Verlindes verklaring voor donkere materie. ‘Het is een dappere en creatieve oplossing’, zegt hij. Volgens Turok is de traditionele verklaring van donkere materie als een nog onontdekt deeltje ‘te gemakkelijk’. ‘Erik stelt in elk geval de juiste vragen’, zegt hij.

Er zijn wel grenzen aan de analogie die Verlinde gebruikt om donkere materie te verklaren, meent Albrecht. ‘Ik denk dat wanneer Erik de wiskunde nauwkeuriger uitwerkt, vanzelf zal blijken dat de vergelijkingen af gaan wijken van de fysica van polymeren’, zegt hij. ‘Het gedrag dat we zien zal dan vermoedelijk afkomstig blijken van diepere structuren in het universum.’ Turok benadrukt dat het zoeken naar analogieën met dingen die al begrepen zijn in het lab, zoals het gedrag van polymeren, niets nieuws is in de fysica. ‘Het idee van het higgsdeeltje werd bijvoorbeeld geïnspireerd door het principe van supergeleiding’, zegt Turok. ‘Deze analogie is beter dan simpelweg een nieuw deeltje introduceren.’

Natuurkunderevolutie

Verlinde meent dat zijn vergelijking tussen het universum en de manier waarop polymeren zich in een bol stopverf gedragen nog een tweede fundamentele waarheid blootlegt. Volgens hem bevat het universum namelijk daadwerkelijk basisbouwstenen die te vergelijken zijn met polymeren.

‘Ruimtetijd bestaat uit quantummechanische mogelijkheden, uit quantuminformatie’, zegt Verlinde. Quantum-informatie heeft van nature de neiging te verstrengelen. Wanneer dat gebeurt, is het onmogelijk om stukjes informatie nog los van elkaar te zien. In Verlindes stopverfanalogie is een los stukje informatie dan een monomeer en is verstrengelde quantuminformatie een polymeer.

Die boodschap, en zijn conclusies over donkere materie, presenteert Verlinde al af en toe aan andere fysici op congressen en bijeenkomsten. Turok en Albrecht waren afgelopen mei op Princeton bij zo’n voordracht aanwezig. ‘Zijn presentatie stimuleerde me enorm om mijn verwachtingen en ideeën over de kosmos aan te passen’, zegt Albrecht. Ook Turok raakte tijdens de bijeenkomst geïnspireerd. Hij ziet in het idee van Verlinde een voorloper van een aanstaande revolutie in de fysica. ‘De laatste dertig jaar ging men in de deeltjesfysica op zoek naar steeds weer nieuwe deeltjes, velden en dimensies’, zegt Turok. Hij meent dat de deeltjesfysica daardoor zo complex is geworden dat die op het punt staat onder haar eigen gewicht in te storten. ‘Er zijn steeds exotischere dingen nodig om het universum te verklaren, zoals het idee dat er naast ons universum nog allerlei parallelle universa bestaan. Ik denk dat we met zijn allen een verkeerd pad bewandelen.’

Turok ziet dat vermoeden bevestigd in nieuwe meetresultaten, zoals de vondst van het higgsdeeltje. Sommige fysici hoopten meer dan één type higgsdeeltje te vinden, omdat dat een aanwijzing zou zijn voor het bestaan van nog meer nieuwe deeltjes. Toch bleek ‘higgs’ gewoon in zijn eentje te zijn. Bovendien, zo zegt Turok, toonden de eerste resultaten van de Planck-satelliet, een ruimte-telescoop van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA, dat het universum heel simpel in elkaar zit. Tel daarbij de onbegrepen donkere energie op en de conclusie ligt volgens hem voor de hand dat we op de rand van een grote natuurkunderevolutie staan. ‘De komende tien jaar worden bijzonder interessant. In die periode hebben we radicale ideeën als die van Erik hard nodig’, zegt hij.

Wilde Westen

Het is nu aan Verlinde om aan te tonen dat zijn ideeën juist zijn. ‘Het is gemakkelijk om kritiek te leveren op zijn theorie’, zegt Turok. ‘Want die is nog relatief vaag.’ Albrecht sluit zich daarbij aan. ‘Twintig jaar geleden was de kosmologie nog een soort Wilde Westen. We hadden bijna geen meetgegevens en dus kon iedereen ideeën roepen zonder dat we die konden testen. Nu hebben we die gegevens wel en vallen de theorieën bij bosjes. Dat is goed, dat is wat je wil. Erik moet zorgen dat wij zijn theorie ook op die manier kunnen toetsen.’

Voorlopig wacht Verlinde nog even voordat hij zijn theorie daadwerkelijk publiceert in een vakblad. ‘Ik gooi een hoop dingen omver, dus ik wil het goed kunnen onderbouwen’, zegt hij. ‘Ik wil geen serie artikelen publiceren die ik elk jaar moet verbeteren. Ik wil liever één artikel publiceren dat over tien, twintig, dertig jaar, of zelfs over een eeuw nog relevant is.’

Verlinde verwijst naar eerdere artikelen die revoluties in de natuurkunde teweegbrachten. Bij Einstein zat bijvoorbeeld acht jaar tussen zijn publicaties over de speciale relativiteitstheorie en de algemene relativiteitstheorie. Of Verlinde een nieuwe polder-Einstein is, is dus nog even afwachten. Wel ziet hij om zich heen steeds meer mensen overtuigd raken. ‘Mijn ideeën passen steeds beter in de ontwikkelingen rond entropie en emergentie’, zegt hij.

Ook Turok steunt de richting die Verlinde is ingeslagen. ‘Ik hoop dat Erik mensen inspireert om naar oplossingen te zoeken langs dit soort meer fundamentele en creatieve lijnen.’ Albrecht denkt er net zo over. ‘Ik vraag me weleens af: denken we wel groot genoeg? Stellen we wel de juiste vragen? Verlinde doet dat. In deze bijzondere tijd in de natuurkunde hebben we mensen nodig die dat soort dingen durven te denken en doen.