Ken je dat gevoel, dat je een mooie analogie bedenkt tussen totaal verschillende dingen, en dat die analogie er vervolgens zo mooi uitziet, dat je wel moet één of ander diep geheim van het universum op het spoor zijn? Een klassiek voorbeeld zal wel het beeld van een atoom als een miniatuur zonnestelsel zijn, waarbij de elektronen rond de kern cirkelen zoals planeten rond de zon. Het internet zit er vol mee. Het is met zijn open karakter nu eenmaal de uitgelezen vergaarbak voor mensen die op zoek zijn naar aandacht, en dat ze daarmee de mogelijkheden om er een forum voor serieuze ideeën van te maken in een tsunami aan onzin, dat nemen ze er maar bij.
Natuurlijk zit niet alleen het internet er vol mee: het is alleen maar de plaats waar ze het meest opvallen. Alle wetenschappen zitten er vol mee, van de zelfverklaarde (maar helaas onbegrepen) genieën tot de mensen die brieven naar echte professoren schrijven, waarin dan de relativiteitstheorie, de evolutietheorie of de quantummechanica weerlegd worden. De proffen hebben een systeem ontwikkeld dat neerkomt op een kort beleefd briefje van de vorm "geachte, de eerste hallucinante blunder staat op pagina [één van de allerkleinste natuurlijke getallen], hoogachtend, X".
Smolin zegt het heel mooi in hoofdstuk 7 van zijn Three Roads to Quantum Gravity:
"this seemed to be not a brilliant move, but the kind of misuse of analogy that characterizes the thinking of novices in any field."
Dat ging dus wel degelijk wel over "a brilliant move", maar dat bleek alleen maar nadat de natuurkunde niet had zitten gapen naar de mooie analogie, maar er de mathematische grondslag bij had bedacht. Meestal, echter, is er helemaal geen grondslag, of in ieder geval is het niet onze bedenker die de grondslag vindt.
Met dat alles in het achterhoofd durf ik vertellen dat ik er ook (weer eens) één heb bedacht. Ik vind namelijk wel dat dat moet kunnen, zolang je maar goed weet dat het misschien leuke science fiction zou kunnen zijn, maar meer niet. In dit geval zat ik iets te lezen over een "fase overgang", bijvoorbeeld wanneer water begint te koken en en van vloeistof verandert in een gas. Wat er gebeurt is, je voegt almaar meer energie toe, het water wordt warmer en warmer, en... wanneer je nog meer energie toevoegt wordt het water ineens niet "nog warmer", maar het blijft netjes op 100 graden Celcius, terwijl het er wel heel anders gaat uitzien. Blijkbaar creëert de toegevoegde energie ineens een nieuw verschijnsel: bellen en bubbels en veel gepruttel, en stoom, natuurlijk. Pas wanneer je materiaal in de nieuwe fase zit kan het toevoegen van energie weer stijgingen in de temperatuur veroiorzaken.
En weet je waaraan ik ineens moest denken? Ik herinner me ineens iets uit de populariserende literatuur over de relativiteitstheorie. Om een gegeven massa in beweging te zetten moet je energie toevoegen ("duwen"). Om er meer snelheid aan te geven moet je er nog meer energie aan toevoegen ("harder duwen"). Enzovoort ("nog harder duwen"). Alleen, het blijkt (don't ask me...) dat de toename van de snelheid niet 100% correspondeert met de toegevoegde energie. In werkelijkheid moet je (vanuit het standpunt van de waarnemer) de massa corrigeren met een factor 1/1 - (c² - v²), punt.
In mensentaal...
Als snelheden heel klein zijn in vergelijking met c (de lichtsnelheid, of een 300,000 kilometer per seconde) dan is het verschil tussen c en v (de "c - v") uit de formule ook heel klein. Dus is het verschil tussen de kwadraten van die twee getallen (de "c² - v²" uit de formule) ook heel klein. Dus trek je in de noemer (de "1 - (c² - v²)" uit de formule een heel, heel klein getalletje af van het getal 1, zodat je de facto nog altijd 1 overhoudt. Daarmee stelt de formule een getal voor dat zo heel dicht bij 1 ligt (1 gedeeld door iets dat een heel, heel klein beetje kleiner is dan 1, geeft een getal dat een heel, heel klein beetje groter is dan 1), dat we in onze wereld nooit het verschil zullen zien.
Dat blijft zo wanneer we over "grote" snelheden praten, tenminste, naar de maatstaven van onze gewone wereld. Het verschil tussen de lichtsnelheid en onze topsnelheid (kies gerust je vervoermiddel...) aan het begin van de 21ste eeuw is nog altijd zo groot dat onze correctie nog altijd de facto "1" zal zijn. Maar als we snelheden zouden bereiken die in de buurt komen van de lichtsnelheid wordt het anders. Bijvoorbeeld, als we energie toevoegen aan een object dat al beweegt aan 90% van de lichtsnelheid, dan wordt de "c² - v²" uit de formule een waarneembaar getal, en dan is 1 min dat waarneembaar getal zichtbaar kleiner dan 1, en dan corrigeren we onze massa door het te delen door een cijfer dat kleiner is dan 1 (de vorm lijkt op "80%"), en dus...
...neemt door het toevoegen van energie niet langer (praktisch) enkel de snelheid toe, maar gaat een deel van de energie naar een toename van massa! Naarmate de snelheid van ons object dichter bij de lichtsnelheid komt wordt het deel van de energie dat naar een toenemende massa gaat steeds (en exponentiëel) groter. Je voelt wat er gebeurt als je voorwerp de lichtsnelheid raakt: je moet delen door (1 - 1) zijnde nul, wat mathematisch niet kan, en als je er een fysische interpretatie aan zou willen geven een massa gelijk aan oneindig oplevert: niet echt veel beter.
Maar je begrijpt wel dat ik verdwaald ben in een niveau dat zich ver, ver voorbij mijn pet bevindt. Ik dacht alleen maar aan de analogie met de toenemende temperatuur die zich minder en minder in toenemende warmte, maar wel in toenemend... uimmm... gekook vertaalt. Misschien kunnen we daar wel iets mee aanvangen (maar dan in de science fiction, natuurlijk)! Bijvoorbeeld, wij zijn schepselen in een meervoudig universum die echter alleen maar één niveau daarvan kunnen zien. Zoals wezens die alleen maar kunnen waarnemen, denken (en dus "leven in een universum van") in termen van vloeibaar water hun vergelijkingen, bij het naderen van het kookpunt, zien tenderen naar oneindig. En nooit kunnen waarnemen wat er gebeurt voorbij het vriespunt ("oerknal") of kookpunt ("lichtsnelheid").
Natuurlijk kunnen wij in dat geval misschien wel bezoek krijgen uit (wat wij) een ander universum (zouden noemen).
Maar het is in de science fiction zoals in de natuurkunde. Ideeën hebben is gemakkelijk, bijna iedereen heeft ideeën. Het is er iets mee doen dat moeilijk is...
Geen opmerkingen:
Een reactie posten