Vier krachten
Fundamenteel onderzoek
Volgende week:
'Er is veel te veel toegegeven
aan de wens om het
onderwijs leuk te houden'
17
Andrea Evers, hoogleraar
gezondheidspsychologie,
over de kracht van placebo's.
in het heelal waar de zwaarte
kracht zo sterk is dat er ook geen
licht uit kan ontsnappen. Of de
big bang, de oerknal waarmee het
heelal zou zijn ontstaan. ,,Er zijn
vraagstukken die volstrekt myste
rieus zijn. Onze huidige beschrij
ving van de zwaartekracht past
niet goed in het Standaardmodel.
We hebben de theorie van Ein
stein, de algemene relativiteits
theorie. Die is heel mooi, maar
houdt in dat ruimte en tijd zelf
dynamisch zijn, en dat kunnen
we niet met de gewenste wiskun
dige precisie en formules in ons
schema van de andere krachten
verwerken'', zegt de natuurkun
dige. Volgens hem zijn er 'veel
wilde ideeën in omloop', maar die
maken heel weinig kans.
Waarom is het bestaan van
'donkere energie' zo moeilijk vast
te stellen, de energie die verant
woordelijk moet zijn voor de ver
snellende uitdijing van het heelal?
't Hooft: ,,De moeilijkheid is dat
deze vreemde eigenschap van
ruimte en tijd juist wel met vrij
grote zekerheid is vastgesteld,
maar we zitten ermee opge
scheept, we weten niet goed hoe
dit verschijnsel op een logische
manier met onze huidige theore
tische inzichten te rijmen is.''
,,Vooral op wiskundig terrein
wordt nog veel vooruitgang ge
boekt. Er zijn berekeningen die
nog maar enige jaren geleden
honderden pagina's in beslag na
men, terwijl die nu zodanig ver
eenvoudigd kunnen worden dat
een halve bladzijde volstaat. Maar
het echte werk vereist nieuwe in
zichten. Die komen niet zomaar,
dat gaat heel langzaam. Opvallend
is dat er nu meer theoretici zijn
dan ooit, terwijl onze inzichte
lijke kennis steeds langzamer ver
betert. Gelukkig is die vooruit
gang er wel. De geschiedenis leert
ons dat we nog enige tijd moeten
wachten tot we de huidige ont
wikkelingen kunnen beoordelen
in vergelijking met andere tijd
perken.''
,,Iets meten dat wij, theoretici,
geen plaats kunnen geven is de
grootste droom voor de uitvoer
ders van experimenten. Dat zal
belangrijke discussies op gang
kunnen brengen onder de theore
tici. Uiteindelijk weten we dat de
natuur door elegante vergelijkin
gen wordt voortgedreven, dus
zullen we in dat geval op zoek
gaan naar nieuwe formulerin
gen.''
,,Het Standaardmodel kan al lang
niet meer stuk. Wat wel kan, is dat
dezelfde resultaten misschien
langs geheel andere lijnen moeten
worden geherformuleerd, maar
daar zijn wij theoretici bedreven
in, dus ook daar maak ik me geen
zorgen over. Het gaat er nu vooral
om dat we de zwaartekracht kun-
nen koppelen aan de kwantum
mechanica. Zolang dat niet lukt,
blijft het behelpen.''
Met de kwantummechanica
snijdt Gerard 't Hooft een uiterst
complex theoretisch en wiskun
dig bouwwerk aan, een set verge
lijkingen om de werkelijkheid te
beschrijven. Kwamtummechanica
verklaart onder meer de fotosyn
these (het proces waarmee plan
ten zonlicht gebruiken om voe
ding en energie te produceren),
leidt tot ongekend snelle compu
ters en versleutelde berichten. Het
ligt ook aan de basis van onbegrij
pelijke theorieën, dat deeltjes bij
voorbeeld op twee plekken tege
lijkertijd kunnen zijn en dat er tal
loze parallelle universa zijn.
,,De rol van Nederland is lange tijd
onevenredig groot geweest gezien
ons inwonertal, dankzij ons goede
onderwijs. Nou, dat hebben we nu
niet meer. Er is veel te veel toege
geven aan de wens onderwijs leuk
te houden en iedereen te laten sla
gen. Dat gaan we merken. De op
komende economieën - China,
India en straks de landen die nu
nog ontwikkelingslanden zijn -
zouden het roer wel eens over
kunnen nemen van de gevestigde
instituten. Maar zeker weet ik dit
niet, er zal ongetwijfeld veel tijd
overheen gaan.''
Het zijn vraagstukken die de
'ontdekkingsreiziger' in Gerard
't Hooft blijven bezighouden. ,,De
zwaartekracht laat zich niet zo
makkelijk pakken. Zij is een bui
tengewoon uitdagend probleem.''
Hij is ervan overtuigd dat er na
tuurwetten zijn die het allemaal
kunnen verklaren. Helaas schiet
het menselijk verstand vaak te
kort, maar 't Hooft houdt vast aan
het belangwekkendste dat hij
heeft geleerd: ,,De natuur is hele
maal te begrijpen.''
GO ZATERDAG 10 AUGUSTUS 2019
Ieder atoom is opgebouwd uit
een kern met een wolk van elek
tronen. De kern zelf bestaat uit
protonen en neutronen. De deel
tjes oefenen drie soorten krach
ten op elkaar uit: een elektro
magnetische kracht, een zwakke
en een sterke kracht. 't Hooft
kreeg de Nobelprijs voor zijn on
derzoek naar de zwakke kern
kracht. Hij buigt zich nu over het
- naar zijn eigen zeggen - veel
complexere probleem van de
zwaartekracht.
Hoe rooskleurig is de toekomst
van de theoretische natuur
kunde?
De theoretische natuurkunde houdt zich bezig met
het vormen van nieuwe natuurkundige theorieën. Er
zijn twee soorten theorieën. Je hebt de fenomenolo
gische theorie, die probeert een regel of wet te
maken voor een patroon dat gevonden wordt in de
natuur of in experimenten. In een fundamentele theo
rie formuleert de wetenschapper een aantal basis
principes en beschrijft hij of zij wat daar de gevolgen
van zijn. Als die basisprincipes een goede verklaring
bieden voor een groot aantal verschijnselen, geldt de
theorie als 'bevredigend'. De relativiteitstheorie van
Einstein is een voorbeeld van een fundamentele
theorie.
Wat als je iets meet en je kunt
het geen plaats geven?
Hoe groot is de kans dat een
nieuwe ontdekking het Stan
daardmodel als een kaartenhuis
in elkaar doet zakken?
Nederland heeft een naam hoog
te houden in de theoretische
natuurkunde. Blijft ons land een
vooraanstaande rol spelen?
