Hawking boeit met complexe natuurkundetheorie

In ‘Het Universum’, dat onlangs verscheen, zet hij zijn zoektocht voort.

Al sinds de relativiteits- en kwantumtheorie van Albert Einstein, uit het begin van de vorige eeuw, zoekt de natuurkunde naar een allesomvattende natuurkundetheorie.

De supersymmetrische snaartheorieën, die halverwege de jaren tachtig hun intrede deden, leken de eerste serieuze kandidaten voor deze Theorie van Alles. Maar al snel werd duidelijk dat deze groep ‘supersnaartheorieën’, samen met de alternatieve theorie van de elfdimensionale superzwaartekracht, opgevat konden worden als manifestaties van één hogere theorie: de zogeheten M-theorie. Juist deze theorie lijkt momenteel de grootste kanshebber voor de Theorie-van-Alles-titel. De omlijsting ervan is inmiddels bekend, maar omtrent de relaties tussen de gedaantes van de M-theorie tast men voorlopig nog in het duister.

In ‘Het Universum’ erkent Stephen Hawking dat de mogelijkheid bestaat dat een allesomvattende natuurkundetheorie nog verder weg is dan we denken. Misschien ontdekken we toch weer nieuwe structuren, op een nog kleinere schaal. Dit gebeurde immers ook aan het eind van de negentiende eeuw, toen men eveneens dacht dat de natuurkunde bijna ‘af’ was.

Maar, stelt de wetenschapper, ook in de natuurkunde bestaat er zoiets als het kleinste Russische poppetje: de natuurwetten bij afstanden van 10-32 millimeter, ook wel de fundamentele Planckschaal genoemd. Metingen bij nog kortere afstanden vereisen energieniveaus die voorlopig nog alleen aan deeltjes in zwarte gaten voorbehouden zijn. En het bouwen van de deeltjesversneller die hiervoor nodig zou zijn, ter grootte van ons zonnestelsel, is binnen afzienbare tijd niet te verwachten.

Hawkings tocht naar de natuurkundige heilige graal voert langs vele onderwerpen. Hij behandelt het ontstaan, de toekomst en de vorm van het heelal volgens verschillende theorieën en de mogelijkheid tot tijdreizen via verstoringen in de vlakke ruimtetijd.

Soms wordt de lezer overspoeld door de complexiteit van de onderwerpen en worden reeds eerder in het boek behandelde onderwerpen te snel als vertrouwd verondersteld. Maar al met al slaagt Hawking er wederom in om met de uitermate interessante, maar ook complexe en abstracte wereld van de theoretische natuurkunde zijn publiek het merendeel van de 209 pagina’s te boeien. Dat is niet in de laatste plaats te danken aan de vele fraaie illustraties. In zijn in 1993 uitgegeven boek ‘Einsteins Droom’ doet Hawking de uitspraak dat hij zelf eigenlijk ook niet veel op heeft met wiskundige vergelijkingen, liever denkt hij in beelden en analogieën. En dat is wat deze uitgave bewerkstelligt: de visualisering van voor de meeste mensen onalledaagse concepten als imaginaire tijd, opgerolde dimensies, zwarte gaten en heelallen met meerdere geschiedenissen, vormt een goede aanvulling op de tekst. Een specialistische wiskundige achtergrond is dan ook geen vereiste om de rode draad te blijven volgen. Enige vaardigheid in het interpreteren van grafieken komt echter af en toe wel van pas. Een aanrader voor diegenen die niet vervaard zijn af en toe de grijze massa flink aan het werk te zetten.

‘Het Universum’ door Stephen Hawking. Oorspronkelijke titel: ‘The Universe in a Nutshell’. Nederlandse vertaling: Uitgeverij Bert Bakker en Ronald Jonkers. ISBN 90 351 2364 6.

Stephen Hawking, één van ’s werelds meest gerenommeerde natuurkundigen, is naarstig op zoek naar de heilige graal in de theoretische natuurkunde: de Theorie van Alles. In ‘Het Universum’, dat onlangs verscheen, zet hij zijn zoektocht voort.

Al sinds de relativiteits- en kwantumtheorie van Albert Einstein, uit het begin van de vorige eeuw, zoekt de natuurkunde naar een allesomvattende natuurkundetheorie.

De supersymmetrische snaartheorieën, die halverwege de jaren tachtig hun intrede deden, leken de eerste serieuze kandidaten voor deze Theorie van Alles. Maar al snel werd duidelijk dat deze groep ‘supersnaartheorieën’, samen met de alternatieve theorie van de elfdimensionale superzwaartekracht, opgevat konden worden als manifestaties van één hogere theorie: de zogeheten M-theorie. Juist deze theorie lijkt momenteel de grootste kanshebber voor de Theorie-van-Alles-titel. De omlijsting ervan is inmiddels bekend, maar omtrent de relaties tussen de gedaantes van de M-theorie tast men voorlopig nog in het duister.

In ‘Het Universum’ erkent Stephen Hawking dat de mogelijkheid bestaat dat een allesomvattende natuurkundetheorie nog verder weg is dan we denken. Misschien ontdekken we toch weer nieuwe structuren, op een nog kleinere schaal. Dit gebeurde immers ook aan het eind van de negentiende eeuw, toen men eveneens dacht dat de natuurkunde bijna ‘af’ was.

Maar, stelt de wetenschapper, ook in de natuurkunde bestaat er zoiets als het kleinste Russische poppetje: de natuurwetten bij afstanden van 10-32 millimeter, ook wel de fundamentele Planckschaal genoemd. Metingen bij nog kortere afstanden vereisen energieniveaus die voorlopig nog alleen aan deeltjes in zwarte gaten voorbehouden zijn. En het bouwen van de deeltjesversneller die hiervoor nodig zou zijn, ter grootte van ons zonnestelsel, is binnen afzienbare tijd niet te verwachten.

Hawkings tocht naar de natuurkundige heilige graal voert langs vele onderwerpen. Hij behandelt het ontstaan, de toekomst en de vorm van het heelal volgens verschillende theorieën en de mogelijkheid tot tijdreizen via verstoringen in de vlakke ruimtetijd.

Soms wordt de lezer overspoeld door de complexiteit van de onderwerpen en worden reeds eerder in het boek behandelde onderwerpen te snel als vertrouwd verondersteld. Maar al met al slaagt Hawking er wederom in om met de uitermate interessante, maar ook complexe en abstracte wereld van de theoretische natuurkunde zijn publiek het merendeel van de 209 pagina’s te boeien. Dat is niet in de laatste plaats te danken aan de vele fraaie illustraties. In zijn in 1993 uitgegeven boek ‘Einsteins Droom’ doet Hawking de uitspraak dat hij zelf eigenlijk ook niet veel op heeft met wiskundige vergelijkingen, liever denkt hij in beelden en analogieën. En dat is wat deze uitgave bewerkstelligt: de visualisering van voor de meeste mensen onalledaagse concepten als imaginaire tijd, opgerolde dimensies, zwarte gaten en heelallen met meerdere geschiedenissen, vormt een goede aanvulling op de tekst. Een specialistische wiskundige achtergrond is dan ook geen vereiste om de rode draad te blijven volgen. Enige vaardigheid in het interpreteren van grafieken komt echter af en toe wel van pas. Een aanrader voor diegenen die niet vervaard zijn af en toe de grijze massa flink aan het werk te zetten.

‘Het Universum’ door Stephen Hawking. Oorspronkelijke titel: ‘The Universe in a Nutshell’. Nederlandse vertaling: Uitgeverij Bert Bakker en Ronald Jonkers. ISBN 90 351 2364 6.