Vijf vragen voor de Einstein van nu

Honderd jaar geleden verbaasde Albert Einstein de wereld met zijn revolutionaire ideeën over ruimte en tijd. Daarom is 2005 uitgeroepen tot het World Year of Physics. Wat zijn de grote vragen waar een nieuwe Einstein, nu misschien een innovatie-expert in Shanghai of Bangalore, zich over kan buigen?

Over de ontbrekende 95 procent van ons heelal, over de aard van de zwarte gaten, over donkere energie of donkere materie? Of gewoon over de vraag of er over honderd jaar nog wel natuurkunde bestaat?

Heeft u al last van Einstein-vermoeidheid? Daarbij doel ik niet op de ongemakken die optreden als u regelmatig met de lichtsnelheid probeert te reizen, zoals onnatuurlijke verjongingsverschijnselen, ontregelde horloges of gekrompen botten. Nee, ik heb het over de neveneffecten van de uitgebreide festiviteiten rond het World Year of Physics, de honderdste verjaardag van Einsteins annus mirabilis. Misschien heeft u al één keer te veel gelezen, hoe hij in dat wonderjaar 1905 met vijf briljante artikelen de natuurkunde op z'n kop zette.

Toch is het goed stil te staan bij het enorme genie van Einstein en de manier waarop hij onze kijk op de wereld compleet heeft weten te veranderen. De enige andere natuurkundige van wie we dat zonder enige terughoudendheid kunnen zeggen is Isaac Newton. In de 17de eeuw creëerde Newton eigenhandig de moderne natuurwetenschap: een elegant stelsel van wiskundige vergelijkingen waaraan alle objecten in de natuur voldoen, van de planeten in de hemel tot de spreekwoordelijke appel op aarde. Newton beantwoordde de vraag die ieder kind stelt: 'Waarom valt de maan niet naar beneden?' In zijn mechanische wereldbeeld, dat loopt als een goedgeolied Zwitsers uurwerk, werd het voor het eerst mogelijk om de precieze uitkomsten van experimenten te berekenen. Dit leek een prestatie die nooit geëvenaard zou worden. Er is maar één systeem van het universum om te ontdekken, en Newton had het ontdekt.

Maar meer dan twee eeuwen later wist Einstein deze prestatie toch te overtreffen. Met excuses aan zijn illustere voorganger ('Newton, vergeef me', zou hij later in zijn autobiografie schrijven) schoot Einstein in een periode van slechts een aantal maanden het klassieke bouwwerk van Newton aan gruzelementen. Het is niet duidelijk wie van deze twee giganten, Newton of Einstein, de allergrootste natuurkundige uit onze geschiedenis is -het wordt waarschijnlijk een fotofinish. (Een zoekopdracht in Google geeft in ieder geval 20 miljoen hits voor de zoekterm 'Newton' versus 19 miljoen voor 'Einstein', maar daar zitten nogal wat oneigenlijke verwijzingen tussen, van Winsor & Newton-verf tot Einstein Moomjy Carpets in New York.)

Einsteins eerste slachtoffers waren ruimte en tijd. Bij Newton vormden zij slechts het decor waarin de natuurverschijnselen zich afspeelden. De ruimte werd verondersteld als oneindig en vlak, precies zoals de oude Grieken het zich al voorstelden, en de tijd was 'absoluut, waar en wiskundig', een eindeloos doortikkende kosmische metronoom die zich van niemand iets aantrok. Maar Einstein brak radicaal met dit beeld. Bij hem kreeg het decor de hoofdrol toebedeeld. Hij liet zien dat ruimte en tijd innig verstrengeld zijn. Het hangt maar helemaal af van de plaats en de snelheid van een waarnemer of twee gebeurtenissen voor of na elkaar plaatsvinden. Alles werd relatief. Met E=mc2, ongetwijfeld de beroemdste natuurkundige formule aller tijden, liet hij zien dat massa kon worden omgezet in pure energie en dat omgekeerd iedere vorm van energie massa draagt. En alsof dat allemaal niet genoeg was, leerde Einstein ons in datzelfde jaar ook hoe licht zich tegelijkertijd als een golf en een deeltje kan voordoen en vond hij een methode die voor het eerst het bestaan van moleculen aantoonde. Niet slecht voor een 26-jarige patentklerk.

Toch is het goed om bij deze viering van honderd jaar natuurkunde ook vooruit te kijken. Over welke vragen kan een nieuwe Einstein, nu misschien werkzaam als innovatie-expert in Shanghai of Bangalore, zich het hoofd breken? Of weten we nu alles wel en naderen we het einde van de fysica? Die laatste gedachte lees ik namelijk nog wel eens, zelfs in respectabele publicaties. Zo'n début de siècle-gevoel is echter niets om je zorgen over te maken. Honderd jaar geleden dachten sommigen ook dat de natuurkunde af was.

Het verhaal wordt graag als volgt verteld. In het land van Newton leefde iedereen lang en gelukkig onder een stralende vlekkeloze hemel. De tandwieltjes van het werelduurwerk draaiden zorgeloos rond. Toen verschenen er plotseling twee onbegrepen mooi-weerwolkjes, twee kleine probleempjes die de perfecte wereld verstoorden: de ether en de straling van zwarte lichamen. Het doet er hier even niet toe wat die problemen nu precies inhielden. Belangrijker is dat uit die twee details de enorme donderwolken van de relativiteitstheorie en de quantummechanica ontstonden, die uiteindelijk de gehele natuurkunde overhoop hebben gegooid.

Maar dit verhaal is de grootst mogelijke onzin. Met alle excuses aan Newton en Einstein, er was geen perfect begrepen wereld, toen niet en nu niet. Honderd jaar geleden kon ieder kind een vraag stellen waarop alle verzamelde fysici het antwoord niet wisten. Bijvoorbeeld, waarom is gras groen? Dat werd toen niet eens als een legitieme vraag gezien. Groen was gewoon de kleur van gras, per definitie. Honderd jaar later weten we dat het antwoord ligt in de speciale eigenschappen van de chlorofylmoleculen, die in de cellen van de grassprieten zitten. Deze moleculen vangen de rode en blauwe lichtdeeltjes op en zetten die om in energie. Daar leeft het gras van. Maar door een vreemd constructiefoutje weerkaatsen de chlorofylmoleculen de groene lichtdeeltjes en die vallen vervolgens in ons oog. Daarom is gras groen.

Er waren toen nog talloos meer van dit soort grote vragen te stellen. Waarom is glas doorzichtig? Waarom kookt water bij honderd graden? Waarom weerspiegelt zilver? Hoe straalt de zon? Waarom zak je niet door je stoel? Alle eigenschappen van alle materialen waren in 1905 fundamenteel onbegrepen. Het was niet eens duidelijk dat je deze vragen mocht stellen. Daarvoor moesten eerst atomen en moleculen ontdekt worden en alle natuurkundige revoluties van de afgelopen eeuw plaatsvinden. Pas nu, honderd jaar later, na al deze inspanningen, kunnen we het antwoord op deze vragen in principe rechtstreeks berekenen, net zoals Newton dat voor de banen van de planeten deed.

Laten we met deze wijze les in het achterhoofd naar een paar van de grote vragen kijken waarmee de huidige fysici worstelen.

1 Waar is de resterende 95 procent van ons heelal?

Weet u precies hoeveel u niet weet? Dat is soms het dubieuze voorrecht van de natuurkundige. Zo weten we sinds kort hoe de energie in het heelal is verdeeld. En dat is een uiterst nederige ervaring. Want maar 5 procent van die energie blijkt te bestaan uit de materie en straling die in de natuurkundeboeken terug is te vinden. De resterende 95 procent is volstrekt onbekend. Daar gaat het idee al dat de fysica af is!

Hoe zijn we achter het bestaan van die 95 procent gekomen, als we niet eens weten wat het is? Door gebruik te maken van het meest dramatische gevolg van Einsteins ideeën: het feit dat het heelal leeft, dat ruimte en tijd hun eigen geschiedenis en toekomst hebben. Het klinkt zo simpel, maar het is een onvoorstelbare triomf van de wetenschap, dat we binnen een eeuw deze geschiedenis van bijna 14 miljard jaar hebben weten te reconstrueren. En wat een leven is het geweest, wat een drama. Eerst het prille begin, een fractie van een seconde na de oerknal, toen het complete heelal in een onvoorstelbare concentratie van energie in een enkel punt was samengebald. Daarna de explosieve fase waarin het heelal razendsnel uitdijde en alle materie werd geschapen. En uiteindelijk een lange periode van gestage groei tot de huidige majestueuze omvang, waarin langzamerhand de sterrenstelsels zich vormden.

Misschien is het u ontgaan dat de laatste delen van deze geschiedschrijving pas de afgelopen jaren voltooid zijn, waarmee de kosmologie eindelijk een volwassen wetenschap is geworden. Dat is even wennen, want kosmologen wilden nog wel eens bezwijken onder de Mieke Telkamp-vragen ('Waarheen, waarvoor') waar ze mee worstelden. Always wrong, but never in doubt, was het oordeel van vele collega's. Maar de snelgroeiende technologie heeft dit alles veranderd. Via enorme telescopen en gevoelige satellieten komt nu een stroom van precisiemetingen tot ons. Het oplichtende panorama is werkelijk adembenemend.

In deze kosmische kermis zien we sterren die miljarden lichtjaren weg staan, maar die in de gigantische explosies van hun doodsstrijd evenveel licht uitstralen als de volledige Melkweg. Als driedimensionale versies van de eerste gegraveerde wereldkaarten van 17de-eeuwse cartografen laten de computerschermen van astronomen nu een reusachtig netwerk van slierten sterrenstelsels zien, dat als een tapijt door het universum ligt. Aan de hemel blijkt een vingerafdruk van de oerknal te staan in de vorm van kosmische straling afkomstig van vlak na de Big Bang. Deze babyfoto van het heelal, toen pas 400.000 jaar jong, draagt al de kiemen in zich die uiteindelijk zouden uitgroeien tot de ontelbare sterrenstelsels om ons heen. En we wachten in spanning op de detectie van de eerste zwaartekrachtsgolven, rimpels in de ruimte en tijd die als vloedgolven vanaf de oerknal zijn komen aanrollen. Het is opvallend dat nu pas, honderd jaar na dato, Einsteins intellectuele nalatenschap in volle glorie zichtbaar wordt. Het is de hoogste tijd dat hier wat Nobelprijzen voor worden uitgereikt.

Uit al deze nieuwe metingen kan de levensloop van het heelal zorgvuldig worden gereconstrueerd. Omdat de verschillende vormen van energie, zoals straling of materie, ieder een eigen herkenbaar effect hebben, kunnen we toch iets over de ontbrekende 95 procent zeggen.

Een kwart daarvan is een onbekende vorm van materie die zich in grote wolken rond melkwegstelsels ophoopt. Deze zogenaamde donkere materie bestaat waarschijnlijk uit nog te ontdekken deeltjes en is volkomen onzichtbaar. Ze straalt geen licht uit en draagt geen lading. Ze kan dwars door de aarde vliegen zonder dat we er iets van merken. Het is een spookachtige gedachte dat deze schaduwwereld bestaat, zonder dat we er contact mee kunnen maken. Wat speelt zich allemaal onder onze ogen af in deze dark side van het heelal?

De overige driekwart van het heelal is een nog vreemder verhaal. Deze lijkt helemaal niet uit deeltjes te bestaan, maar uit pure energie, die rechtstreeks in de lege ruimte ligt opgeslagen - letterlijk komt hier iets uit niets. Met deze bizarre mogelijkheid had Einstein al rekening gehouden. We zijn gewend dat de zwaartekracht altijd aantrekt - levitatie behoort tot het domein van de Maharishi Yoghi en andere zweverige types - maar in de relativiteitstheorie bestaat er wel degelijk antizwaartekracht. De energie van het vacuüm, die we nu donkere energie noemen (niet te verwarren met donkere materie), maakt de ruimte tot een ingedrukte spons. De ruimte stoot zichzelf af en dijt alleen maar sneller en sneller uit. Het is alsof de natuur flink op het gaspedaal trapt. Die uitdijing produceert weer nieuwe lege ruimte en dus weer meer donkere energie. Donkere energie is dus echt een groeimarkt en zal in de verre toekomst alles domineren.

De gevolgen op lange termijn zijn werkelijk dramatisch. Volgens de huidige inzichten zal het heelal over een paar honderd miljard jaar zover zijn opgerekt, dat er haast alleen nog maar lege ruimte over is. In dat kille en lege heelal, waarin niet langer andere sterrenstelsels aan de hemel zullen staan, zullen we ons erg eenzaam gaan voelen. En dat is nog het optimistische scenario. Er zijn ook rampspoedvarianten waarin de donkere energie zo snel groeit dat het heelal op een gegeven moment in een Big Rip uit elkaar wordt gescheurd.

2 Waar komt donkere energie vandaan?

Er zit poëzie in het feit dat de evolutie van het heelal wel eens bepaald zou kunnen worden door de eigenschappen van de allerkleinste deeltjes. Deze worden geregeerd door de bizarre regels van de quantummechanica. Einstein heeft zich zijn hele leven lang ongemakkelijk gevoeld in deze wereld, waar een deeltje zowel hier als daar kan zijn, waar je altijd moet praten over de waarschijnlijkheid dat iets gebeurt en niets absoluut zeker is. God dobbelt niet, was zijn oordeel. In die zin stond hij nog met één been in de 19de eeuw. Nu heeft die quantumwereld inderdaad iets ongemakkelijks. Geen enkele natuurkundestudent zal bij het eerste college verzuchten: 'ja, zo, en alleen zo moet de wereld in elkaar zitten.' Alleen wichelroedelopers en auralezers voelen een onmiddellijke en onweerstaanbare aantrekkingskracht.

De liberale quantumwetten staan dingen toe die Newton nooit had goedgevonden. Zo kunnen deeltjes uit het niets ontstaan, als ze maar snel genoeg verdwijnen, voordat ze gedetecteerd kunnen worden. Deze spookdeeltjes laten toch een spoor achter in de vorm van donkere energie. Niet dat we er iets van begrijpen. Volgens de theoretische berekeningen vinden we de gemeten waarde pas op de 120ste decimaal achter de komma. Dat is een absurd klein getal, ongeveer gelijk aan de kans dat de spreekwoordelijke chimpansee precies deze zin in één keer weet te typen. Waar komt zo'n 'onnatuurlijk' klein getal vandaan? Dit is een van de allergrootste raadselen van het heelal. Het is rechtstreeks verbonden aan de vraag waarom het heelal zo onvoorstelbaar groot is, althans ten opzichte van de elementaire deeltjes waaruit het is opgebouwd.

Ik denk niet dat natuurkundigen nu in Den Haag moeten aankloppen met een miljardenplan om het 'niets' te gaan bestuderen, tenzij er binnenkort een Zen-partij wordt opgericht. Maar ondertussen is de lege ruimte wel het slechtst begrepen onderdeel van de natuur. We beginnen ons nu pas te realiseren hoe belangrijk de fysica van het vacuüm is, voor de levensloop van het heelal, maar ook voor de eigenschappen van de kleinste deeltjes. De ether die Einstein naar de geschiedenisboekjes verwees, is weer helemaal terug. Misschien zijn we wel als de vissen in de oceaan. Die hebben vast ook lange tijd nodig voordat ze het plan serieus nemen om de eigenschappen van 'water' te bestuderen.

3 Wat gebeurt er in een zwart gat?

Zwarte gaten zijn misschien wel de meest bizarre voorspellingen van Einsteins theorie. Ze spreken in ieder geval heftig tot de verbeelding. Een zwart gat kan ontstaan als een ster aan het einde van haar leven, als alle brandstof is opgebruikt, onder invloed van de zwaartekracht ineen gaat storten. Op een gegeven moment is deze implosie niet meer te houden en wordt alle materie samengetrokken in één punt, de singulariteit genaamd. Daar wordt de zwaartekracht oneindig sterk, waardoor alles onherroepelijk fijn wordt geperst. Zwarte gaten zijn daarmee kleine broertjes van de oerknal, maar dan omgekeerd in de tijd. Want in de singulariteit stopt de tijd letterlijk. Daar is de fysica dus echt afgelopen, over en uit, finito.

Gelukkig is die afschrikwekkende singulariteit afgeschermd door een 'horizon', een denkbeeldige grens die als een soort dampkring rondom het zwarte gat ligt. Als onze zon zou imploderen tot een zwart gat, zou de horizon een paar kilometer groot zijn. De aarde zou een bolletje zo klein als een knikker worden. De horizon is de rand van het verboden binnenste van het zwarte gat. Zolang je daarbuiten blijft ben je veilig. Maar als je de grens passeert, ben je onherroepelijk verdoemd, wat je ook probeert uit te halen. Het einde van de film ligt allang vast. Er zit namelijk maar een vast aantal meters celluloid op de filmrol.

Zwarte gaten bestonden al lang als mathematische curiositeiten, maar weinig fysici namen ze serieus - meer iets voor een spannende science fiction-roman dan voor een droog natuurkundeboek. Maar nu niet meer. Zwarte gaten blijken tot een van de hoofdrolspelers in het kosmische spel te behoren. Zo bevindt zich in het centrum van ons Melkwegstelsel een gigantisch zwart gat, dat zo zwaar is als vier miljoen zonnen. Rondom deze superzware slokop kun je sterren met onvoorstelbaar hoge snelheden hun rondjes zien draaien. In deze supersized versie van ons zonnestelsel hebben sterren de rol van de planeten overgenomen en wordt de zon gespeeld door het massieve zwarte gat.

Dit alles gaat gepaard met onvoorstelbaar geweld, want zwarte gaten zijn enorme lawaaischoppers. Het zijn de meest efficiënte energiecentrales in het heelal. Voordat de invallende materie achter de horizon verdwijnt, verliest deze tot op een derde van de massa aan energie. Vergelijk die 33 procent rendement eens met de 0,1 procent van een atoombom of de 0,7 procent van de fusieprocessen die de zon doen branden. Vandaar dat deze bad boys van de kosmos nog op afstanden van miljarden lichtjaren te zien zijn.

Maar wat gebeurt er nu eigenlijk in het binnenste van een zwart gat? Hoe kan tijd nu stoppen? Hoewel niemand direct een kijkje zal gaan nemen, is deze vraag van meer dan theoretisch belang. Hij is direct verbonden aan een andere levensgrote vraag: 'wat gebeurde er bij de oerknal, toen de tijd begon?'

Hier laten Einstein en de moderne fysica het helaas afweten. Maar het zou niemand verbazen als uiteindelijk op de kleinste afstanden en in de allereerste of allerlaatste momenten van onze geschiedenis, ruimte en tijd hun betekenis gaan verliezen en deze favoriete hoofdrolspelers van Einstein toch het toneel moeten verlaten. Maar door wat wordt hun rol dan overgenomen?

4 Wat is het patroon van deeltjes en krachten?

Een van de absolute succesverhalen van de afgelopen honderd jaar is de constructie van het Standaardmodel. Voor een theorie die alle bekende deeltjes en hun interacties beschrijft, is dat wel een heel bescheiden naam - niets hier van super, hyper of über. Dat Standaardmodel is een wonder van wiskundige elegantie. Met wat passen en meten kan de formule op één regel. De quarks, elektronen, neutrino's en hun verre familieleden liggen in prachtige patronen uitgestald. De krachten die deze deeltjes op elkaar uitoefenen, volgen allemaal uit een diepe, onderliggende symmetrie.

Toch roept dit model ook een andere gedachte op: wie heeft dit nu weer besteld? Want er zijn heel veel simpele vragen te stellen, waarop niemand het antwoord weet. Waarom komen quarks in drie 'kleuren' en zes 'smaken'? Waarom herhalen alle deeltjes zich in drie 'families', die allemaal net even anders zijn? Waarom heeft de natuur een voorkeur voor linksdraaiende deeltjes boven rechtsdraaiende? Alles suggereert dat het Standaardmodel niet het definitieve verhaal kan zijn. Er zijn een aantal cruciale puzzelstukjes zoek.

Een deeltje meer of minder, zult u denken, wat maakt dat nu uit? Het grote publiek reageert soms schouderophalend als er weer een wordt ontdekt. Zijn die fysici dan nooit klaar? Maar daaruit spreekt een groot misverstand over hoe de natuur in elkaar zit. De meeste elementaire deeltjes leven maar een korte tijd, om daarna te vervallen tot andere deeltjes. Je vindt ze dan ook niet in het vrije veld, maar alleen op de exclusiefste locaties in het heelal: vlak na de oerknal en nu in de grote deeltjesversnellers die wij hier op aarde bouwen. Made on Earth zouden we eigenlijk op al die exotische deeltjes moeten zetten.

Keer op keer blijkt dat de natuur meer van haar geheimen prijsgeeft als we meer van de kortlevende deeltjes erbij betrekken. Dan pas worden de onderliggende patronen zichtbaar. Zo zijn er subtiele aanwijzingen dat bij zeer hoge energieën, wel een biljoen maal hoger dan we met de huidige versnellers kunnen bereiken, de drie krachten van het Standaardmodel ineen zullen smelten in een overkoepelende theorie. Een mogelijke kandidaat voor zo'n 'theorie van alles' is de snaartheorie, een wonderbaarlijke maar wiskundig zeer weerbarstige theorie waarin de deeltjes worden voorgesteld als kleine trillende elastiekjes. Als de snaartheorie het laatste woord is, heeft de natuur nog veel meer verrassingen in petto, zoals kleine, opgerolde, extra ruimtedimensies en minuscule zwarte gaten.

Een van die ontbrekende puzzelstukjes, het Higgs-deeltje, kan al over twee jaar gevonden worden, als de nieuwste versneller in het cern-laboratorium in Genève wordt aangezet. Het zou eindelijk verklaren waar massa vandaan komt.

Wacht even, zult u zeggen, hoe zat dat dan met de appel van Newton en met de beroemdste formule van Einstein? Weet je wel zeker dat je vooruit- en niet achteruitkijkt? Maar E=mc2 is slechts een gedeelte van het verhaal. Voor de rest hebben we het Higgs-deeltje nodig, of beter gezegd het Higgs-veld, dat als een soort kleverige suikerstroop door de ruimte zou moeten liggen. Alle andere deeltjes moeten zich door die stroop heen slepen en dat zou hun massa geven. Toen een aantal jaren geleden een prijsvraag werd gehouden wie de beste metafoor voor dit effect kon vinden, kwam een Engelse fysicus met het winnende beeld van een zaal gevuld met borrelende receptiegangers waar ineens Margaret Thatcher binnenstapt. Onmiddellijk zullen de gasten haar omringen. Met deze wolk van geïnteresseerden om zich heen zal het voor Thatcher moeilijk worden om zich een weg te banen naar de andere kant van de zaal. Zie hier, het Higgs-effect in werking!

Maar de grote vraag zal voorlopig onbeantwoord blijven: wat is het systeem van het universum? Is er een dwingende reden waarom we net deze deeltjes en net deze krachten in ons heelal vinden? Is dit de enige manier waarop de natuur in elkaar gezet kan worden? Is er eigenlijk maar één universum? Voor fysici is het kinderlijk eenvoudig op papier een model te ontwerpen dat niet één maar tegelijkertijd vele parallelle universa beschrijft, ieder met zijn eigen deeltjes en krachten. Bij de buren kunnen er dan zeven in plaats van drie kleuren quarks zijn. Het is volgens de quantumtheorie zelfs mogelijk dat er uit ons heelal spontaan een babyuniversum ontstaat. In dat geval zouden onze natuurwetten helemaal niet uniek zijn, maar voor een gedeelte door het toeval zijn bepaald.

Einstein zou er ongetwijfeld van gruwen.

5 Is er over honderd jaar nog natuurkunde?

Een geliefkoosd gezelschapspel onder fysici is een lijstje met vragen te maken die je zou willen stellen, wanneer je als Doornroosje uit een honderdjarige slaap zou ontwaken. De donkere materie, donkere energie en de nieuwe deeltjes staan vaak in de top-3.

Maar misschien is de belangrijkste vraag wel of er over honderd jaar überhaupt nog natuurkunde op aarde te vinden is. Wie weet, leven we dan in een wereldwijde theocratie, waar de enige grote vragen zijn of het Opperwezen de wereld schiep bij het ontbijt of in de namiddag bij de thee. En zelfs als de wetenschap en de universiteiten de komende eeuw hebben overleefd, kunnen we dan nog de gids van het studiejaar 2105 ontcijferen? Einstein zou grote moeite hebben te begrijpen wat studies als nanotechnologie, genomics of bestuurskunde inhouden. Misschien is de fysica dan wel onherkenbaar veranderd.

Het overleven van de fundamentele natuurkunde is in ieder geval geen vanzelfsprekendheid. Het najagen van Einsteins droom is een buitengewoon kostbare bezigheid. Om dieper in het verleden te kijken en naar kleinere bouwstenen te zoeken, moeten we steeds grotere en duurdere telescopen en microscopen bouwen. De ring waarin de deeltjes in Genève worden versneld, is 27 kilometer lang, ongeveer even groot als de A10-ringweg rondom Amsterdam. De detector is zo groot als het Paleis op de Dam, maar dan tien verdiepingen onder de grond. Waar ligt de grens van ons technisch, intellectueel en financieel kunnen?

Een van mijn helden, de fysicus John Wheeler, nu 94 jaar oud maar nog steeds actief, tekent graag een plaatje van een grote letter U (van universum) met op één pootje een oog dat naar de rest van de letter kijkt. Hij probeert daarmee uit te drukken dat wij mensen eigenlijk het oog van het heelal zijn. Via ons, en misschien alleen via ons, doet het heelal aan introspectie. Dat is een eervolle maar ook zwaarwegende verantwoordelijkheid. Heeft de menselijke beschaving nog de wil en de mogelijkheden om de komende eeuw deze taak op zich te nemen, om naar het universum te blijven kijken en zich verwonderd af te vragen: wat is het systeem achter dit alles?

Op 7 augustus is Robbert Dijkgraaf te gast in het programma Zomergasten.

Robbert Dijkgraaf is universiteitshoogleraar mathematische fysica aan de Universiteit van Amsterdam.

André Thijssen is illustrator.

[streamers]

Einstein liet zien dat ruimte en tijd innig verstrengeld zijn

Alle eigenschappen van alle materialen waren in 1905 fundamenteel onbegrepen

In dat kille en lege heelal zonder andere sterrenstelsels aan de hemel zullen we ons erg eenzaam gaan voelen

Via ons, en misschien wel alleen via ons, doet het heelal aan introspectie