Touwtrekken om de zwaartekracht

Theoretisch natuurkundige Erik Verlinde had in de zomer van 2009 een brainwave die uitgroeide tot een radicaal nieuw idee over de zwaartekracht en het universum als een oceaan van informatie. Tien jaar later is het laatste woord hierover nog niet gezegd.

Credits: Willeke Duijvekam

Tekst: Martijn van Calmthout, beeld: Willeke Duijvekam

Spinozalaureaat Erik Verlinde zegt wel te begrijpen dat veel mensen moeite had­den met het radicale idee dat hij tien jaar geleden opperde. Zwaartekracht is niet de onzichtbare trekkracht van Newton of de gekromde ruimtetijd van Einstein. Zwaartekracht ontstaat bij het herverdelen van informatie in het universum. Een duizelingwekkende gedachte die heel veel vra­gen oproept, beseft Verlinde nog steeds.

Nu opnieuw schrijven

‘Maar er is sindsdien ook veel gebeurd’, zegt hij in zijn kleine kantoor op het Science Park. ‘We hebben in die tien jaar geleidelijk veel beter ge­leerd op welke manier je over ruimte en tijd en informatie moet praten. Ik overweeg momenteel serieus mijn verhaal van 2009 opnieuw op te schrijven, maar nu in veel preciezere bewoor­ding. Dat zou denk ik nogal wat scepsis kunnen wegnemen.’

Media mist nuance

Kranten en media twijfelden tien jaar geleden echter geen moment: er was een gloednieuwe theorie van de zwaartekracht geboren. Verlinde werd voor het gemak maar gewoon de nieuwe Einstein genoemd in de journaals en bij De We­reld Draait Door. Ongemakkelijk, vindt hij ach­teraf.

‘Dat mediageweld wekt soms ergernis bij weten­schappers zelf’, zegt theoreticus Koenraad Schalm van de Universiteit Leiden terugblik­kend. ‘De headlines gingen over een nieuwe the­orie van de zwaartekracht die was ontdekt. Ter­wijl Verlinde een hypothese had, die eerst nog uitgewerkt en getoetst moest worden. Media kennen die nuance niet, die willen gewoon de volgende Einstein of Eddington op de voorpagi­na.’

Hypothese, geen theorie

Zoals op veel andere universiteiten hield Schalm snel na de publicatie een colloquium in Leiden om Verlindes paper wetenschappelijk goed te­gen het licht te houden. Een leuke hypothese, maar nog lang geen theorie, was het nuchtere oordeel. Werk het uit. En vooral: kom met waar­nemingen en bewijzen. Terechte scepsis, denkt Schalm nu nog steeds. ‘Maar begrijp me goed, het is ongelofelijk moeilijk om in dit vak een écht goed idee te hebben. Alle respect dus voor Ver­linde, hij heeft het veld zeker een nieuwe richting gegeven.’

Wezenlijke stap zetten

Vooral in blogs en andere publieksmedia klinkt soms harde kritiek op het werk van Verlinde. Hij roept maar wat, geeft geen testbare voorspellin­gen, publiceert te weinig, wordt alleen in Neder­land serieus genomen, heeft nauwelijks vervol­gartikelen losgemaakt. ‘Ik volg dat eerlijk gezegd zo weinig mogelijk’, bekent Verlinde. Hij richt zich liever op specialisten.

"Het is ongelofelijk moeilijk om in dit vak een écht goed idee te hebben"

‘Mensen die heel gemak­kelijk zeggen dat ik helemaal geen theorie heb, begrijpen kennelijk niet hoe theoretische natuur­kunde werkt. Een nieuw idee moet je stapje voor stapje uitwerken en testen. Je moet de juiste for­muleringen en technieken vinden.’ Dat hij relatief weinig publiceert klopt, geeft hij wel toe. ‘Ik heb een zekere voorkeur voor papers die een wezen­lijke stap zetten.’

Lang niet meer vreemd

‘Verlindes werk wordt – anders dan sceptici me­nen – zeker serieus genomen’, zegt Schalm in Lei­den. ‘Hij wordt meer dan zevenhonderd keer geci­teerd. Maar het is heel lastige materie, waar je niet zomaar nieuwe resultaten hebt.’ Het idee dat infor­matie de diepste bouwsteen van het universum is, krijgt naar Verlindes gevoel wel steeds meer voet aan de grond. ‘Dat is lang niet meer zo vreemd als tien jaar geleden. Misschien ook door alle informa­tica zijn we meer gewend aan het idee van infor­matie. Probleem is wel dat de ideeën op dat ge­bied alleen goed uitgewerkt zijn voor een heelal dat niet uitdijt en een rand heeft. Ik probeer colle­ga-theoretici al jaren te bewegen om beter te kij­ken naar versneld uitdijende universa zonder rand, zoals het onze. Dat is een missie op zich gewor­den.’ Zelfs los van zijn eigen zwaartekrachtstheo­rie zou dat een gezond idee zijn, denkt hij.

Reken eens wat uit

En wie er gelijk heeft? Wetenschapsfilosoof Se­bastian de Haro van het Amsterdam University College deed studies naar de basisideeën in Ver­lindes werk. In de soms scherpe reacties ziet hij met de afstand van de filosoof bekende patro­nen. ‘Astronomen en kosmologen zijn zeker geïn­teresseerd in ideeën die ze kunnen testen. Die willen altijd wel. Maar sommige snaartheoreten vinden het nog te vaag en suggestief. Reken eens wat uit, is de klacht.’ De les? De Haro pleit voor geduld en bescheidenheid. ‘Wetenschap kost tijd. Mensen zijn geneigd tot grote woorden. Dat wekt gemakkelijk misverstanden over hoe geleidelijk goed onderzoek in het echt gaat.’


Kracht uit informatie

In 2009 leidde snaartheoreticus Erik Verlinde tot veler verrassing de klassieke zwaartekrachtswet van Newton af uit het idee dat het universum een oceaan van informatie is. Daarin gelden regels die veel lijken op de wetten van de thermody­namica voor gassen. In de gaswereld kost het moeite om een ballon op te blazen. Op dezelfde manier verzet een gewicht zich tegen optillen, omdat dat de toevoer van extra informatie vraagt. Dat verzet blijkt precies te voldoen aan Newtons formule waarin twee massa’s elkaar aantrekken met een kracht die omgekeerd evenredig is met het kwadraat van de afstand. Maar anders dan Newton, geeft Verlindes theorie ook een idee waar zwaartekracht vandaan komt. Het is een emergente kracht, die ontstaat in een samenspel van fundamentele eenheden informatie. Later konden ook Einsteins vergelijkingen voor de zwaartekracht op deze manier worden afgeleid. Verlinde ontwikkelde daarnaast een versie voor een uitdijend heelal, waarin ook een mogelijke verklaring opduikt voor de extra zwaartekracht die draaiende melkwegstelsels bijeenhoudt. De meeste fysici denken dat dit komt door donkere materie, bestaand uit tot nog toe onbekende deeltjes.

Lees het volledige artikel (pdf)


artikel onbeslist erik verlinde

NWO-tijdschrift over wetenschap

Met het NWO-tijdschrift Onderzoek duiden we de de ontwikkelingen, wensen én andere geluiden in het wetenschappelijk veld. Het wordt gratis toegezonden aan onder andere onderzoekers, beleidsmakers, journalisten en andere relaties van NWO.