Revolutionaire theorie Verlinde stuit op buitenlandse scepsis

27 december 2016

Erik Verlinde deed eerder dit jaar flink wat stof opwaaien met zijn nieuwe theorie waarin hij donkere materie bij het oud vuil zet. Maar met name uit het buitenland zijn ook de nodige kritische geluiden te horen, blijkt uit een rondgang.

Het natuurkunde-artikel van het jaar – zeker vanuit Nederlands perspectief – was ‘Emergent Gravity and the Dark Universe’ van Erik Verlinde. In de Nederlandse wetenschappelijke pers werd hij op een voetstuk geplaatst en alvast in de rol van een nieuwe natuurkundeheld gedrukt. Bij de Wereld Draait Door verscheen hij ’als een soort Copernicus tegenover de gelovigen van de donkere materie,’ zoals de Nederlandse natuurkundige Vincent Icke het uitdrukte. Newton, Einstein, Verlinde. Dat was de sfeer in de nationale pers.

Nog niet bij Stephen Colbert

In de internationale pers was er minder opschudding. Verlinde zat nog niet bij Stephen Colbert, ook was er geen voorpagina-artikel in de New York Times. Toch is ook in de wereldwijde populair-wetenschappelijke bladen, websites en blogs is zijn werk inmiddels ook ruimschoots aandacht gegeven aan het artikel. Zeker nadat een team onder leiding van de astronoom Margot Bouwer liet zien dat Verlindes ideeën overeen kwamen met hun observaties van sterrenstelsels.

Maar wat vinden de natuurkundigen ervan die net als Erik Verlinde dag in dag uit, en jaren achter elkaar nadenken over de zwaartekracht? Die het artikel écht begrijpen? Een korte rondgang maakt snel duidelijk dat dat soort natuurkundigen nauwelijks bestaat. Zelfs de aller allergrootsten moeite hebben om Verlinde te volgen.

Magisch ingrediënt

‘Een intrigerend artikel’, noemt Juan Maldacena, de Argentijnse natuurkundige van het Institute for Advanced Study (IAS) in Princeton, ‘hoewel het mij niet gelukt is de logica erachter te volgen. Ik vind het interessant dat hij MOND probeert te koppelen aan donkere energie. Maar ik zie niet hoe deze ideeën zouden werken in kosmologie, waar het idee van donkere materie aardig lijkt te werken.’

Maldacena verwijst hierbij naar de modified Newtoniam Dynamics (MOND) van de Israëlische natuurkundige Mordehai Milgrom. Het is een aanpassing op Newtons zwaartekrachtswetten. Het probleem is dat sterren aan de rand van sterrenstelsels zich niet aan de zwaartekrachtswetten lijken te houden. Dit zou te verklaren zijn door te veronderstellen dat er extra materie in de sterrenstelsels aanwezig is, die we niet kunnen zien: donkere materie. Een andere optie is om de zwaartekrachtswetten aan te passen met een magisch ingrediënt (MOND). Erik Verlinde heeft in zijn nieuwste artikel een theorie gepresenteerd die verklaart waar de magische term vandaan komt.

Sceptische natuurkundigen

‘Het ziet er erg interessant uit,’ mailt Edward Witten, ook vanaf het IAS, ‘maar het is een moeilijke paper om te evalueren en ik ben nu druk met een ander project.’ Ook Nobelrpijswinnaar Frank Wilczek heeft niet echt de tijd om erin te duiken. In een NRC-artikel van Margriet van der Heijden zegt Wilczek: ‘Ik heb een paar dagen geleden een blik op Erik’s paper geworpen, nadat een opgewonden collega me erop attendeerde.’ Wilczek heeft het artikel weer weggelegd toen bleek dat het veel tijd zou kosten om de details te bestuderen. Hij pakt het artikel pas weer op ‘als – en alleen als – het steun krijgt van één andere theoretisch fysicus op wiens wijsheid ik vertrouw. Ik ben erg sceptisch.’

Lee Smolin van het Canadese Perimeter Institue in Waterloo, is enthousiaster. In een Skype-gesprek met Diederik Jekel op de Kennis van Nu redactie vertelde hij: ’Als Erik gelijk heeft over het grote idee, dan is dat de grootste gebeurtenis in de natuurkunde sinds de jaren zeventig. Het is geen revolutie, maar misschien wel een grote stap op weg naar een revolutie. Het is iets heel moois om over na te de denken: dat het universum als geheel invloed uitoefent op sterrenstelsels. Voor mij is dit grote idee het belangrijkste. Als het grote idee goed is, is dat fantastisch.’

Theorie verklaart niet alles goed

De Canadese natuurkundige Mark Van Raamsdonk sluit zich hier bij aan. In een artikel van Quanta Magazine zegt hij: ‘Het is te vroeg on te zeggen of alles in het artikel – dat uitgaat van quantuminformatie-theorie, thermodynamica, vaste stof fysica, holografie en astrofysica – samenhangt, maar hoe dan ook vind ik de aanname interessant, en ik heb het gevoel dat het verlichtend kan zijn om dit goed uit te zoeken.’

De astronoom Avi Loeb – hoofd van de astronomie afdeling in Harvard –  vat het per telefoon samen: ‘Het is een heel mooi idee en een hele mooie poging van Erik, die een slimme wetenschapper is. Maar als hij de bewegingen van clusters van sterrenstelsels en de achtergrondstraling van het heelal ermee zou kunnen verklaren dan zou ik me veel comfortabeler voelen.’

Een terugkerende kritiek is dat Verlindes theorie niet goed verklaart hoe clusters van sterrenstelsels bewegen en waar de achtergrondstraling in het universum vandaan komt. Zaken die met MOND niet en met hulp van donkere materie wél te verklaren zijn. Wetenschappers die kritisch zijn wijzen hierop, en op het feit dat zijn theorie niet gedetailleerd is uitgewerkt. De natuurkundigen die positief zijn, zijn onder de indruk van de creativiteit van het ’grote idee’ en hoopvol dat die in een belangrijke richting wijst.

To be continued.