Nieuws en Agenda
Nieuws- en persberichten
Gepubliceerd op 20 augustus 2010
Erik Verlinde gaat zwaartekracht te lijf met nieuwe theorie
Nieuwe zienswijze UvA-hoogleraar krijgt internationale aandacht
Erik Verlinde Viva Fysica
Het idee kreeg Erik Verlinde, hoogleraar Theoretische Fysica aan de
UvA, vorige zomer, al liggend op het strand tijdens een vakantie in
Frankrijk. Vier maanden later, in december 2009, introduceerde Verlinde
tijdens een lezing aan het Spinoza Instituut in Utrecht zijn kijk op
zwaartekracht. Een maand later volgde zijn artikel `On the Origin of
Gravity and the Laws of Newton'. Zijn inzichten bleven niet
onopgemerkt. Integendeel. Verlinde verscheen in (inter)nationale
kranten (onder meer in de New York Times, zie onderstaande verwijzing),
tijdschriften en was het onderwerp van gesprek op webfora; ook
collega-wetenschappers gingen wereldwijd aan de slag met zijn theorie.
De UvA-hoogleraar legt met zijn artikel de basis voor een nieuwe
denkwijze over zwaartekracht. Waar Isaac Newton ons vertelt dát er een
appel van de boom valt, heeft Verlinde een eerste stap gezet om uit te
vinden waarom dat gebeurt.
`Newton en Einstein hebben theorieën ontwikkeld waarmee de
zwaartekracht kan worden beschreven. Jarenlang zijn hun ideeën het
uitgangspunt voor wetenschappers geweest. Newton en Einstein vertellen
echter niets over wat de onderliggende processen van zwaartekracht
zijn. Ik heb de basis gelegd om zwaartekracht op een nieuwe manier te
bekijken. Ik doe dat door zwaartekracht te benaderen door de
onderliggende processen te beschrijven, zoals dat binnen de
thermodynamica gebruikelijk is,' aldus Verlinde.
Informatie als bouwsteen
Verlinde, van huis uit snaartheoreticus, noemt als bouwstenen van de
zwaartekracht, en als uitgangspunt van zijn theorie, informatie over
ruimte en materie, en waar materie zich in de ruimte bevindt. Die
informatie is voor te stellen als bits, nullen en enen, op de
oppervlakte van een bol, waarin zich materie kan bevinden. Van belang
is niet wat die informatie is, maar wat de hoeveelheid is. Het blijkt
dat als een andere massa in de buurt komt, de hoeveelheid informatie
verandert. Omdat er energie nodig is om de hoeveelheid informatie te
veranderen, komt daar een kracht uit tevoorschijn. De sterkte van de
kracht wordt bepaald door grootte van de energieverandering bij een
kleine verplaatsing van de massa's. Deze verandering kan relatief
eenvoudig worden bepaald door de energie, die volgens Einstein
equivalent is aan de massa, gelijk te verdelen over alle aanwezig bits
op het oppervlak. Vervolgens rolt hier dan na enkele eenvoudige
rekenstappen de bekende zwaartekrachtwet van Newton uit.
Met zijn theorie kijkt Verlinde verder dan de zwaartekracht. Hij wil
een allesomvattende theorie ontwikkelen. Ook de snaartheorie wil
Verlinde herbekijken. `Ik probeer met mijn theorie een nieuw startpunt
te ontwikkelen voor de snaartheorie. De snaartheorie gaat ervan uit dat
elk van de vier fundamentele krachten in de natuurkunde (sterke en
zwakke kernkracht, elektromagnetisch kracht en zwaartekracht) elk te
maken heeft met een bepaald deeltje dat overeenkomt met een trillende
snaar. Voor de zwaartekracht zou dit een graviton zijn. Maar eigenlijk
weten de meeste snaartheoretici al dat we uiteindelijk het begrip van
de trillende snaren los moeten laten, en dat opnieuw gekeken moet
worden naar de oorspong van de fundamentele krachten. Ik ga terug naar
de basis en probeer van daaruit dingen af te leiden.'
Van idee naar volledige theorie
De snaartheoreticus beseft dat zijn idee een lange weg te gaan heeft
voordat het zich eventueel ontplooit tot een volledige theorie.
`Einstein had aan het begin van de twintigste eeuw een geniale inval
over zwaartekracht. Het duurde daarna nog vele jaren voordat hij zijn
idee had uitgewerkt tot zijn algemene relativiteitstheorie. Bij de
kwantummechanica hetzelfde verhaal, in 1900 zette Planck de eerste stap
met een artikel, waarna pas in 1926 de theorie volledig ontwikkeld was.
Zo moet je mijn idee over zwaartekracht ook bekijken. Ik heb met dit
artikel een basis gelegd. Hoe lang het uiteindelijk gaat duren voordat
dit daadwerkelijk een nieuwe theorie wordt, kan ik niet zeggen. Je moet
het zien als een langetermijnproces.'
Zijn artikel heeft de manier van werken van de wetenschapper Verlinde
verandert. Hij heeft als het ware het juk van de bestaande wetenschap
van zich afgegooid. `Ik heb geleerd om meer naar mijn intuïtie te
luisteren. Binnen de snaartheorie speelt de wiskunde een belangrijke
rol. Maar de laatste jaren begon het er steeds meer op te lijken dat
als je geen ingewikkelde wiskundevergelijkingen in je artikel
gebruikte, het geen goed artikel kon zijn. Het was not done om op een
andere manier te denken. Om mijn nieuwe kijk op de zwaartekracht uit te
leggen, heb ik juist zeer eenvoudige wiskundige vergelijkingen
gebruikt. Hierdoor komt er meer nadruk op de onderliggende
natuurkunde.'
Verlinde ging zelfs zover om de formules die hij in zijn artikel
gebruikt, mede op aanraden van Robbert Dijkgraaf, zo simpel mogelijk te
houden. `Het zijn formules die al op de middelbare school bekend zijn.
Maar het is juist zo mooi omdat het zo simpel is. Ik heb bewust de ruwe
puurheid willen laten staan.'
Inmiddels is de UvA-hoogleraar bezig aan het tweede artikel. In het
eerste artikel liet hij bewust een aantal vragen open, die hij in de
opvolgende artikelen gaat beantwoorden waardoor hij zijn theorie
langzaam maar zeker verder uit kan werken. Hij gaat in het tweede
artikel onder meer in op de vraag of er ook andere krachten uit zijn
theorie tevoorschijn kunnen komen. Ook probeert hij duidelijk te maken
of zijn idee consistent is met de kwantummechanica.
Uiteenlopende reacties
Verlinde heeft een groot aantal reacties gekregen op zijn artikel,
zowel positief als ook meer kritisch. Een van zijn grootste supporters
is universiteithoogleraar en KNAW-president Robbert Dijkgraaf. Ook
Nobelprijswinnaar Gerard 't Hooft gaf aan de kijk van Verlinde
interessant te vinden.
Er zijn inmiddels wereldwijd meer dan 95 vervolgartikelen van
collega-wetenschappers verschenen. Verlinde zelf is alleen maar blij
met de discussie die losbarstte rondom zijn idee, hoewel hij niet
altijd te spreken is over de kwaliteit van de vervolgartikelen. `Er is
maar een klein aantal wetenschappers die heeft aangetoond echt begrepen
te hebben waar het in mijn artikel om gaat. Bij de meeste artikelen die
we lezen wordt uitgegaan van begrippen die al bekend zijn, zoals
bijvoorbeeld bij het begrip van zwaartekracht. Veel wetenschappers zijn
nog niet bereid om in te zien dat het mogelijk is om zulke begrippen op
een andere manier te bekijken.'
Verwijzingen
Interview Verlinde met The New York Times
Bron: UvA Persvoorlichting
|
Universiteit van Amsterdam