science >> Wetenschap >  >> Fysica

Touwtrekken rond de zwaartekracht

Spinozalaureaat Erik Verlinde. Credit:Willeke Duijvekam

In de zomer van 2009 theoretisch fysicus Erik Verlinde had een hersengolf die zich ontwikkelde tot een radicaal nieuw idee over zwaartekracht en het heelal als een oceaan van informatie. Tien jaar later, het laatste woord hierover is nog niet gezegd.

Spinozalaureaat Erik Verlinde zegt te begrijpen dat veel mensen moeite hadden met het radicale idee dat hij tien jaar geleden voorstelde. Zwaartekracht is niet de onzichtbare trekkracht van Newton of de gekromde ruimtetijd van Einstein. Zwaartekracht ontstaat door de herverdeling van informatie in het universum. Verlinde beseft nog steeds dat het een duizelingwekkend idee is dat heel wat vragen oproept.

Momenteel aan het herschrijven

"Maar sindsdien is er ook veel gebeurd, zegt hij in zijn kleine kantoortje op het Science Park in Amsterdam. we hebben gaandeweg veel meer geleerd over hoe je moet praten over ruimte- en tijdinformatie. Ik overweeg serieus om mijn verhaal uit 2009 te herschrijven maar nu veel nauwkeuriger geformuleerd. Ik denk dat dat een deel van het scepticisme dat nog steeds bestaat, kan wegnemen."

Tien jaar geleden, echter, de kranten en media twijfelden er geen moment aan:een gloednieuwe theorie over zwaartekracht was geboren. Voor het gemak, Verlinde werd de nieuwe Einstein genoemd in nieuwsprogramma's en in de populaire Nederlandse talkshow De Wereld Draait Door. Achteraf gezien, dat vindt hij onhandig. "Die mediahype zorgt soms voor irritatie bij wetenschappers, ', zegt theoreticus Koenraad Schalm van de Universiteit Leiden terugkijkend. 'De krantenkoppen gingen over een nieuwe zwaartekrachttheorie die was ontdekt, terwijl Verlinde een hypothese had die nog moest worden uitgewerkt en getest. De media begrijpen die nuance gewoon niet, het enige wat ze willen is de volgende Einstein of Eddington op de voorpagina."

Hypothese, geen theorie

Net als onderzoekers van veel andere universiteiten, Kort na de publicatie gaf Schalm een ​​colloquium in Leiden om Verlindes paper aan een nader wetenschappelijk onderzoek te onderwerpen. Een mooie hypothese, maar nog ver verwijderd van een theorie, was de nuchtere beoordeling. Werk het uit en, vooral, komen met observaties en bewijzen. terechte scepsis, Schalm denkt nog steeds. "Maar begrijp me niet verkeerd, het is ongelooflijk moeilijk om een ​​echt goed idee te hebben in deze discipline. Dus ik heb veel respect voor Verlinde, want hij heeft het veld zeker een nieuwe richting gegeven."

In blogs en andere publieke media is er soms harde kritiek op het werk van Verlinde. Hij wordt ervan beschuldigd alleen maar ideeën te drijven ter wille van het, geen toetsbare voorspellingen geven, te weinig publiceren, alleen in Nederland serieus genomen, en nauwelijks latere artikelen publiceren. "In alle eerlijkheid, Ik volg dat zo min mogelijk, ", bekent Verlinde. Hij focust zich liever op specialisten.

"Mensen die maar al te gemakkelijk zeggen dat ik geen theorie heb, duidelijk niet begrijpen hoe theoretische natuurkunde werkt. Een nieuw idee moet je stap voor stap uitwerken en testen. We moeten de juiste formuleringen en technieken vinden." Dat doet hij, echter, toegeven dat hij relatief weinig publiceert. "Ik heb een zekere voorkeur voor papers die een belangrijke stap voorwaarts zijn."

Helemaal niet vreemd

"In tegenstelling tot de mening van de sceptici, Het werk van Verlinde wordt zeker serieus genomen, ', zegt Schalm in Leiden. 'Hij is meer dan 700 keer geciteerd. Maar het is heel moeilijk materiaal waarvoor het moeilijk is om van de ene op de andere dag nieuwe resultaten te genereren." Verlinde voelt dat het idee dat informatie de diepste bouwsteen van het universum is, steeds meer terrein wint.

“Het is niet meer zo vreemd als het tien jaar geleden leek. Misschien door zoveel ICT raken we meer gewend aan het idee van informatie. het probleem blijft dat de ideeën op dat gebied alleen goed uitgewerkt zijn voor een heelal dat niet uitdijt en een randje heeft. Al jaren, Ik heb geprobeerd collega-theoretici over te halen om beter te kijken naar het versnellen van uitdijende universums zonder een rand, zoals de onze. Dat is een missie op zich geworden." Dat zou een geweldig idee zijn, hij denkt, zelfs onafhankelijk van zijn eigen zwaartekrachttheorie.

Bereken iets voor een keer

En wie heeft er eigenlijk gelijk? Wetenschapsfilosoof Sebastian de Haro van het Amsterdam University College deed onderzoek naar de basisgedachten in het werk van Verlinde. Als filosoof, hij bekijkt ze van een afstand, en hij ziet bekende patronen in de soms scherpe reacties. "Astronomen en kosmologen zijn zeker geïnteresseerd in ideeën die ze kunnen testen. Ze willen dat altijd doen. Maar sommige snaartheoretici vinden het nog steeds te vaag en suggestief. Bereken eens iets, is de klacht.' De les? De Haro roept op tot geduld en bescheidenheid. 'Wetenschap kost tijd. Mensen gebruiken graag grote woorden. Dat levert gemakkelijk misverstanden op over hoe geleidelijk het proces in goed onderzoek eigenlijk is."

Krachtige informatie

In 2009, en tot verbazing van velen snaartheoreticus Erik Verlinde ontleende de zwaartekrachtwet van Newton aan het idee dat het heelal een oceaan vol informatie is. De regels die daarbij gelden zijn vergelijkbaar met de wetten van de thermodynamica voor gassen. In de gaswereld het kost moeite om een ​​ballon op te blazen. Op dezelfde manier, een gewicht verzet zich tegen het optillen omdat daarvoor extra informatie nodig is. Die oppositie bleek volledig overeen te komen met de formule van Newton waarin twee massa's elkaar aantrekken met een kracht die omgekeerd evenredig is met het kwadraat van de afstand. Maar in tegenstelling tot Newton, De theorie van Verlinde geeft ook een idee waar de zwaartekracht vandaan komt.

Het is een opkomende kracht die voortkomt uit een interactie tussen fundamentele informatie-eenheden. Later, Einsteins vergelijkingen voor zwaartekracht kunnen ook op dezelfde manier worden afgeleid. In aanvulling, Verlinde ontwikkelde een versie voor een uitdijend heelal waarin ook een mogelijke verklaring naar voren komt voor de extra zwaartekracht die draaiende sterrenstelsels bij elkaar houdt. De meeste natuurkundigen denken dat dit komt door donkere materie, die uit nog onbekende deeltjes bestaat.