Verlinde lost problemen met zwaartekracht op

natuurwet | Op heel kleine en zeer grote schaal werkt zij niet zoals zou moeten: de zwaartekrachttheorie is aan het wankelen gebracht.

Hij wordt al de nieuwe Einstein genoemd, de man die met zijn theorie over de zwaartekracht de natuurkunde op haar kop zet. Maar dat gaat Erik Verlinde veel te ver. De Amsterdamse hoogleraar theoretische fysica zette gisteren zijn ideeën op internet. "Het artikel is af, maar nu begint het pas. Ik ben benieuwd wat de collega's ervan vinden."

Die collega's zullen een paar dagen nodig hebben om de ruim veertig pagina's te doorgronden. Zelf had hij een paar maanden nodig om de puntjes op de i te zetten. Dit voorjaar was hij bijna klaar. Nog twee of drie weken, zei hij toen in deze krant. "Ik ben een perfectionist", zegt hij nu. "Ik denk voortdurend dat ik het nog preciezer kan formuleren. Dat ik het nog beter moet uitleggen."

Van alle krachten uit de natuur is de zwaartekracht het meest vertrouwd. Newton en Einstein beschreven al hoe de kracht voorkomt dat alles gaat zweven of hoe de aarde in een baan om de zon blijft. Maar er zijn problemen met de zwaartekracht. Op heel kleine schaal, in de quantumwereld van atomen en elektronen, werkt ze niet: de kracht past niet in de quantumtheorie.

Ook op de allergrootste schaal gaat het mis. Het heelal dijt versneld uit, alsof er een onzichtbare kracht aan het werk is. Fysici weten niet wat de aard is van deze zogeheten donkere energie. Ten slotte is er het probleem van de donkere materie. Sterrenstelsels lijken te hard rond te draaien. De gezamenlijke zwaartekracht van alle sterren in zo'n stelsel is niet genoeg om de boel bijeen te houden. Sterrenkundigen denken daarom dat er in zo'n stelsel ook onzichtbare materie moet zijn. Maar het bestaan van deze donkere materie is tot op heden niet aangetoond.

Wat je ook van de zwaartekrachttheorie van Verlinde kunt denken, hij lost in één klap alle problemen op. Bij Verlinde is de zwaartekracht niet fundamenteel, maar een uiting van een dieper liggend fenomeen. Net zoals temperatuur of druk niet fundamenteel zijn, maar het gevolg zijn van de beweging van moleculen. Het 'diepere' van de zwaartekracht is volgens Verlinde informatie, zoiets als de bits van een computer.

Een paar jaar geleden wist Verlinde de zwaartekrachtwetten van Newton en Einstein uit dit informatieprincipe af te leiden. Nu heeft hij die klus ook voor de donkere energie verklaard. In de ogen van Verlinde is het heelal een hologram waarvan de informatie op een denkbeeldig oppervlak is afgebeeld. Niet alle informatie, en juist daaruit leidt hij een afwijking van de zwaartekracht af die de donkere materie overbodig maakt.

Sterrenkundige Margot Brouwer van de Universiteit Leiden heeft de theorie van Verlinde getoetst aan tienduizenden sterrenstelsels. En ja, de theorie is een prima alternatief voor de donkere materie. Brouwer: "Tenminste, zolang de massaverdeling niet al te complex is. Botsende stelsels bijvoorbeeld, waarbij het lijkt alsof donkere materie wordt weggeslingerd, kan Verlinde niet verklaren. Daar moet hij nog aan werken."

Verlinde is echter optimistisch. "Ik kan goed verklaren wat daar gebeurt. Het sommetje is alleen te complex om het precies uit te rekenen. Dat is iets anders." Hij beseft dat hij bij Nederlandse collega's op scepsis stuit. Zijn oude leermeester bijvoorbeeld, Nobelprijswinnaar Gerard 't Hooft, vindt dat hij te voorbarig is met zijn conclusies. "Gerard en ik denken niet overal hetzelfde over", zegt hij. "Maar in de VS is het idee geaccepteerd dat de zwaartekracht niet fundamenteel is. De vraag is of daaruit volgt dat ook de donkere materie een illusie is. Die discussie wil ik aangaan."

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden