Vannacht verscheen van theoretisch-fysicus Erik Verlinde een artikel op voorpublicatiesite Arxiv dat de kosmologie zoals we die kennen op zijn grondvesten moet doen schudden. Hieronder het interview dat New Scientist onlangs met hem had als vooruitblik op zijn optreden op het Gala van de Wetenschap.
Zes jaar geleden presenteerde UvA-hoogleraar Erik Verlinde een nieuwe zwaartekrachtstheorie waarmee hij lijnrecht tegen de bestaande ideeën inging. De ‘polder-Einstein’ kreeg daarvoor de Spinozapremie, maar ook de kritiek dat de theorie niet verifieerbaar zou zijn. Nu heeft Verlinde een nieuw artikel geschreven waarin hij zijn theorie relateert aan waarnemingen aan sterrenstelsels. Zijn belangrijkste conclusie: donkere materie bestaat niet.
Begin april zei u de nieuwe publicatie binnen een week af te ronden. Waarom was die er een half jaar later nog niet?
‘Ik heb het artikel destijds wel geprobeerd af te ronden, maar enkele details waren nog niet goed genoeg. Een theorie is nu eenmaal zo sterk als de zwakste schakel. Ik kan niet verwijzen naar bestaande theorieën, omdat ik daarvan afwijk. Dan moet ik de reden dat ik afwijk wel goed uitleggen. Wat heeft iedereen over het hoofd gezien?’
Dit is hoe we wiskundefobie te lijf kunnen gaan
Sarah Hart vertelt hoe we de angst voor getallen en formules weg kunnen nemen.
In wat voor gevallen zijn uw afwijkingen van de theorie meetbaar?
‘Vooral in de beweging van sterren in stelsels zoals de Melkweg. Je verwacht dat de sterren naar buiten toe steeds langzamer bewegen, net zoals de planeten in het zonnestelsel. Dat gebeurt ook, maar niet helemaal zoals verwacht. De precieze snelheid die astronomen waarnemen, wijkt vanaf een bepaald punt telkens evenveel af van de theoretische waarde. De sterren aan de buitenkant gaan dus sneller dan verwacht.’
Reden voor anderen om donkere materie in het leven te roepen. Waarom niet volgens u?
‘Er zijn twee mogelijke verklaringen: er is meer materie dan je ziet, of de zwaartekrachtswetten moeten op de schop. De eerste verklaring schiet tekort. Volgens de huidige theorieën hangt de hoeveelheid donkere materie rond een melkwegstelsel af van stervormingsprocessen die zo complex zijn dat niemand ze volledig kan doorrekenen.
‘Toch is er een duidelijke formule die de versnelling van de sterren ten opzichte van Einsteins wetten in elk melkwegstelsel beschrijft. Zo’n directe relatie is onmogelijk te verklaren met donkere materie. De andere mogelijkheid is om de zwaartekrachtswetten te veranderen. De afwijking die ik in mijn theorie voorspel, komt goed overeen met de afwijkingen die astronomen meten in melkwegstelsels.’
Is er binnen uw theorie helemaal geen ruimte voor donkere materie?
‘Ik ben ervan overtuigd dat het gros van wat nu als donkere materie wordt gezien, dat niet is. Er zullen heus nog wel onontdekte deeltjes zijn, maar niet een deeltje dat zo stabiel is dat het nergens mee reageert en niet vervalt. Als de LHC een nieuw deeltje ontdekt, dan hoeft dat dus niet per se donkere materie te zijn. De enige manier om dat te bewijzen, zou zijn door zo’n deeltje direct waar te nemen. Maar de experimenten die dat proberen, komen telkens met negatieve resultaten.’
Staat u dan te juichen na zo’n negatief resultaat?
‘Misschien inwendig een beetje, maar eigenlijk ben ik daar niet zo mee bezig. Ik vind het wel goed dat ze naar donkere materie zoeken. Als ze gedurende een lange periode niks vinden, zullen mensen steeds meer gaan nadenken over een alternatief.’
Denkt u dat men ooit zal stoppen met zoeken naar donkere materie?
‘Het bestaan ervan is nooit volledig uit te sluiten. Maar de meest gewenste optie – supersymmetrische deeltjes die botsingen aangaan – is al nagenoeg uitgesloten. Die deeltjes zou je met de LHC moeten kunnen produceren, maar dat is niet gelukt.’
Leiden dit soort nulresultaten ertoe dat meer fysici naar uw kamp overstappen?
‘Ik denk het wel. Ik wil vooral de snaartheoretici overtuigen. De snaartheorie is veel bekritiseerd, omdat die alleen voorspellingen deed op de kleinst mogelijke schaal en daardoor niet verifieerbaar was. Ik zeg nu dat je ideeën uit de snaartheorie kunt testen via waarnemingen aan sterrenstelsels met donkere materie. Daarmee gaat de theorie een volledig nieuwe fase in, met meetbare gegevens.’
Kijken er veel collega’s over uw schouder mee?
‘Het begint wel rond te zingen. Een punt van zorg is echter dat snaartheoretici over het algemeen niks van donkere materie weten en astronomen niks van snaartheorie. Ze zijn wel blij met mijn contactpoging, maar ze zullen pas oordelen als ze de details in de publicatie hebben gezien. Ze zullen vast niet direct overtuigd zijn.’
Vindt u het frustrerend dat veel vakgenoten donkere materie als een voldongen feit zien?
‘De denkstap dat donkere materie niet vanzelfsprekend bestaat, wordt nauwelijks gemaakt. Veel wetenschappers kopiëren elkaar en gaan volledig uit van de autoriteit van anderen. Ik ging er vroeger ook van uit dat donkere materie een of ander deeltje was. Pas zo’n vijf à zes jaar geleden ontstond bij mij de twijfel.’
Was het een bewuste keus om radicaal tegen de stroom in te gaan?
‘Ik denk dat ik een goede intuïtie heb. Op een gegeven moment heb ik bewust besloten voortaan alleen nog maar mijn intuïtie te volgen. Hoe dan ook. Ik heb iets begrepen over zwaartekracht, puur door erover na te denken. Bij het uitwerken behaalde ik telkens kleine doorbraakjes die mijn idee bevestigden. De laatste jaren heb ik de grote conceptuele stap gemaakt van quantummechanische processen naar sterrenstelsels.’
Hebt u die stap helemaal als enige gemaakt?
‘Ja, dat heeft ook met durf te maken. Anderen zijn bang om afgebrand te worden. Ikzelf ben daarop voorbereid. Ik stel mezelf de hele tijd vragen, scan mijn volledige redenering om te achterhalen waar de bottlenecks zitten. Ik ben mijn sterkste criticus.’
Zijn er mensen met wie u deze worsteling deelt?
‘Ik laat mijn twee promovendi dingen doorrekenen. Daar zal een vervolgartikel uit voortkomen. Verder is er niemand met wie ik mijn theorie in detail bespreek.’
Voelt u zich niet eenzaam?
‘Nee, niet echt. Je leest weleens dat belangrijke wetenschappelijke resultaten tegenwoordig alleen nog maar in grote samenwerkingsverbanden worden behaald. Ik laat graag zien dat het ook nog individueel kan.’
Verwacht u binnenkort een revolutie in de theoretische fysica?
‘Ja, op het gebied van zwaartekracht en kosmologie. Ik hoop dat mijn idee binnen één of uiterlijk twee decennia wordt geaccepteerd. Niet iedereen ziet het, maar volgens mij staan we aan de vooravond van een revolutie die even groot of misschien wel groter is dan die van de quantummechanica en de relativiteitstheorie bij elkaar.’
Hoe ziet u uw eigen rol daarin?
‘De theorie is nog lang niet af, dus dat is nu moeilijk te zeggen, maar ik denk wel dat ik een flinke stap heb gezet. Mijn grootste angst is dat mensen me niet zullen begrijpen. Dat mijn artikel in de kast wordt gelegd en over vijftien jaar iemand zegt: ‘O, dat bedoelde hij’. Dat mijn theorie niet fout is, maar bewust of onbewust onbegrepen blijft.’
Bewust? Uit jaloezie?
‘Dat kan een rol spelen. Soms heb je niet de gunfactor, willen mensen je geen credits geven. Dat hangt ook af van de woorden waarmee je het idee presenteert. Belangrijk is dat je claims niet te sterk zijn. Breng je een theorie als een ‘voorstel’ of als iets anders? Dat zijn dingen waar ik de laatste tijd veel over heb nagedacht.’
Als mensen u niet begrijpen, hebt u het dan wel goed genoeg uitgelegd?
‘Als je tegen iemand schaakt en je verliest doordat je zijn zetten niet begrijpt, dan is dat niet de schuld van je tegenstander. Je hebt immers elke zet kunnen zien. Ik heb in mijn artikel laten zien hoe het zit. Het is nu aan anderen om het te begrijpen.’
Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.
Lees verder: