Erik Verlinde publiceert nieuwe theorie over zwaartekracht
De publicatie was al meerdere malen aangekondigd, maar hoogleraar natuurkunde Erik Verlinde stoeide nog met de complexe materie. Vannacht was het dan eindelijk zover. Op online platform Arxiv publiceerde de UvA-hoogleraar een artikel van vijfenveertig pagina’s waarmee hij een nieuwe verklaring voor de zwaartekracht geeft.
Met deze theorie zou bovendien de relativiteitstheorie van Einstein achterhaald kunnen worden. De publicatie van zijn artikel werd daarom ook jaren uitgesteld. ‘Eerst was ik huiverig,’ zei Verlinde deze zomer tegen Folia. ‘Waarom zou ik een theorie van Einstein willen veranderen?’
Toch weten natuurkundigen al decennia dat de wetten van Newton en Einstein niet helemaal voldoen om de werking van zwaartekracht te verklaren. Volgens de wetten van Einstein zou de snelheid waarmee hemellichamen om een ster draaiden evenredig moeten afnemen met de afstand waarmee ze van die ster afstaan, maar dat is niet zo.
Zelfs sterren aan de buitenste kant van het melkwegstelsel bewegen nog behoorlijk snel, in ieder geval sneller dan je op basis van de theorie van Einstein zou verwachten. Vooralsnog verklaarden wetenschappers dat manco door middel van donkere materie, een onzichtbare stof waaruit vijfentachtig procent van het heelal zou bestaan. Er werd dus een stofje bijgedacht, dat geen licht uitstraalde maar wel zwaartekracht uitoefende op de hemellichamen. Let op: dat is een aanname, er is geen sluitend bewijs dat er iets als donkere materie bestaat.
Twintigste eeuw
Verlinde zette vraagtekens bij deze manier van denken. ‘Waarom zou je een deeltje nodig hebben om de zwaartekracht te verklaren?’ Hij begon met het maken van schetsen en het zoeken naar een nieuw principe en kwam tot een heel andere conclusie. In 2010 publiceerde hij al een artikel waarmee hij tegen Einsteins ideeën inging. Op congressen reageerden collega-wetenschappers ronduit gepikeerd, aldus Verlinde. Hij begrijpt het wel. ‘Er zijn hele wetenschappelijke carrières gebouwd op de aanname dat er zoiets als donkere materie bestaat.’
Verlinde besloot zijn theorie verder uit te werken. Hij had geen haast. ‘Ik wil dat er goed naar donkere materie gezocht wordt. Als er overal gezocht is en het niet is gevonden dan weten natuurkundigen dat het echt niet bestaat.’ Daarmee zouden de geesten rijp zijn voor zijn theorie, aldus Verlinde. ‘Dat alles alleen maar uit deeltjes is opgebouwd, is een denkwijze uit de twintigste eeuw.’
Emergentie
De theorie van Verlinde betekent een belangrijke paradigmaverandering, een die goed past bij de informatiesamenleving van de eenentwintigste eeuw. Volgens de natuurkundige is zwaartekracht namelijk geen fundamentele natuurkracht, het komt voort uit iets ongrijpbaarder. In Verlindes theorie bestaat het heelal uit stukjes informatie. De zwaartekracht komt voort uit veranderingen in de informatieverdeling: het vervallen van atomen, of een planeet die van plek verandert. Daardoor staan de infobits die de informatiekaart van het heelal beschrijven in een andere volgorde. Die herschikking is wat wij waarnemen als zwaartekracht.
Om zijn gedachtes tastbaarder te maken gebruikt Verlinde het woord emergentie. Dat is het proces waarbij nieuwe eigenschappen ontstaan door interactie tussen simpele, kleine entiteiten die deze eigenschappen zelf niet bezitten. ‘Als we proberen een kist appels op te tillen, voelen we weerstand in de vorm van zwaartekracht, hoewel noch de kist noch de persoon die de kist tilt zelf de eigenschap “zwaartekracht” bezit,’ legt hij uit. ‘Wel bevatten beide objecten een massa, en als informatie over die massa’s wordt veranderd geeft dat weerstand, die wij voelen als “gewicht”.’
Oerknal
Verlinde denkt dat hij met zijn theorie een belangrijke stap heeft gezet in de richting van een nieuw tijdperk in de natuurkunde. Zelfs aan het verschijnsel van de oerknal kan volgens Verlinde getwijfeld worden. ‘Dat iets uit niets ontstaat is voor mij ondenkbaar.’ Volgens hem moet ook het ontstaan van het heelal verklaard worden met het principe van emergentie.
Erik Verlinde verzekert dat zijn ideeën niet alleen theorie zijn. ‘Een astronoom van de Universiteit Leiden heeft al empirische bewijzen.’ Ook zij zal binnenkort haar artikel publiceren.
Erik Verlinde werd geïnterviewd door Folia en New Scientist. Lees het artikel daarover in Folia 9, die vanaf morgen in de bakken ligt op de UvA en de HvA.
