Marcel Vonk
Korte Inhoud
De moderne natuurkunde rust op twee stevige pijlers: de relativiteitstheorie van Albert Einstein en de kwantummechanica. Lange tijd lukte het niet om deze theorieën met elkaar te rijmen. Hierin kwam verandering toen de snaartheorie ten tonele verscheen.
Het basisidee van de snaartheorie is simpel. Neem aan dat de elementaire deeltjes waaruit alles in ons heelal is opgebouwd geen puntvormige deeltjes zijn, maar minuscuul kleine trillende snaartjes. Deze aanname maakt het mogelijk om de relativiteitstheorie en de kwantummechanica tot een verbazend elegant geheel te verenigen. Bovendien kunnen zo aloude vraagstukken uit de wiskunde en de sterrenkunde worden opgelost. Maar de snaartheorie heeft nog meer onverwachte effecten: nieuwe dimensies en mysterieuze deeltjes, de zogenoemde tachyonen, doen hun intrede. Het leren omgaan met deze verbazingwekkende eigenschappen heeft grote gevolgen gehad voor ons begrip van de natuur.
Uit de inhoud:
- Een begrijpelijke uitleg van de kwantummechanica en de relativiteitstheorie
- Waarom snaren in plaats van puntdeeltjes?
- De wonderbaarlijke rol van symmetrie in de natuur
- Denken in meer dan drie dimensies
- De weddenschap van Stephen Hawking
Uittreksel
Voorwoord
Snaartheorie is een fascinerend onderwerp. De theorie bouwt voort op twee van de diepste ideeën uit de twintigste eeuw over de fundamentele aard van de natuur: de relativiteitstheorie van Albert Einstein en de quantummechanica. Daarmee is snaartheorie ook een moeilijk onderwerp: voor het in detail bestuderen van de quantummechanica en de relativiteitstheorie is een studie van enkele jaren vereist, en dan moet de snaartheorie nog beginnen.
Dat wil niet zeggen dat snaartheorie voor de geïnteresseerde niet-natuurkundige een groot mysterie hoeft te zijn. De basisideeën van de theorie zijn aan iedereen uit te leggen, en het is mijn doel om u met dit boek deelgenoot te maken van de kracht en pracht die in deze ideeën schuilgaat.
Ik heb hierbij geprobeerd de bespreking zo eenvoudig mogelijk te houden, zonder daarbij de waarheid te veel geweld aan te doen. Dat neemt niet weg dat de lezer ongetwijfeld zo nu en dan de draad kwijt zal raken. Het is op die momenten toegestaan de auteur in stilte of hardop hartgrondig te verwensen - sterker nog, ik hoor graag welke stukken u lastig vond, zodat ik aan die onderwerpen in eventuele volgende uitgaven meer aandacht kan besteden. Voor reacties kunt u terecht op www.marcelvonk.nl; ik zal op die website ook een lijst van errata bijhouden.
Om uw ontdekkingsreis door dit boek zo soepel mogelijk te laten verlopen, geef ik u graag een aantal tips mee:
. Hoofdstuk 1 is een op zichzelf staand overzicht van de snaartheorie. De snelheid waarmee in dit hoofdstuk nieuwe begrippen de revue passeren is hoog. De lezer die de theorie liever in een rustig tempo leert kennen, kan dit hoofdstuk zonder problemen overslaan en beginnen in hoofdstuk 2. Een goed punt om hoofdstuk 1 dan alsnog (of nogmaals) te lezen, is na het lezen van hoofdstuk 8: dan zijn alle begrippen in een rustiger tempo ingevoerd, en kunnen ze in de historische context worden geplaatst.
. De hoofdstukken 2 t/m 8 vormen een logische opeenvolging, en kunnen het beste in volgorde worden gelezen. Wel is het zo dat elk nieuw hoofdstuk een zeker rustpunt vormt: raakt u de draad in de loop van een hoofdstuk kwijt, dan zou een grove indruk voldoende moeten zijn om die in het volgende hoofdstuk weer op te pakken. De meeste hoofdstukken eindigen met een korte samenvatting die de overstap naar het volgende hoofdstuk zou moeten vergemakkelijken.
. Komt u een begrip tegen dat u zich uit de eerdere hoofdstukken niet meer kunt herinneren, dan vindt u achter in het boek een verklarende woordenlijst en een index waarmee u uw kennis kunt opfrissen
Recensie
door
Tsenne Kikke
Dit rijk geïllustreerde boek geeft een prima uitleg van de kwantummechanica en de relativiteitstheorie van Einstein. Beide theorieën uit de natuurkunde worden door de snaartheorie elegant aan elkaar gekoppeld. Aloude problemen uit de astronomie en de wiskunde kunnen aldus worden opgelost. Het informatieve werk bespreekt boeiende onderwerpen, zoals zwarte gaten, kwantummechanica, relativiteitstheorie en zwaartekracht, snaren en zwaartekracht, supersnaren en supersymmetrie, dimensies, snaartheorie en astronomie/wiskunde. In kaders met paars-rose steunkleuren wordt dieper ingegaan op de stof.
Ofschoon veel vaktechnische woorden worden gebruikt, heeft het boek een helder taalgebruik. Het logisch opgebouwde werk heeft prima tabellen en duidelijke figuren in kleur. Achterin een bronvermelding van de illustraties, een internationale bibliografie, een verklarende woordenlijst en een register. Goede lay-out en behoorlijke bladspiegel. Het werk ligt op een veel hoger dan gemiddeld niveau; geschikt voor lezers op minimaal hbo-niveau. Een opmerkelijk en kwaliteitsvol wetenschappelijk werk dat zich richt tot iedereen die een passie heeft voor de wetenschappen.
Enkele errata:
p. 98: Onderaan de pagina staat vermeld dat het delen van de Plancklengte door de Plancktijd een uitkomst van 3,01 x 10^-8 m/s oplevert. Als u de berekening zelf doet zult u zien dat het teken in de exponent onjuist is: de juiste uitkomst is 3,01 x 10^8 m/s. Dit komt inderdaad vrijwel overeen met de lichtsnelheid, die te vinden is onderaan bladzijde 95.
p. 112: Open snaren brengen daarmee automatisch massaloze deeltjes met een spin van 1 voort. We hebben in hoofdstuk 2 gezien dat dit precies de deeltjes zijn die de ijkkrachten overbrengen: de elektromagnetische kracht en de twee kernkrachten. De laatste bewering is strikt genomen niet juist: de deeltjes die de kernkrachten overbrengen hebben wel degelijk een massa. Vergeleken met de Planckmassa zijn deze massa's echter extreem klein - op de schaal van de kwantumzwaartekracht gezien zijn deze deeltjes vrijwel massaloos. (Net als overigens andere "massieve" deeltjes zoals elektronen en quarks dat zijn.) De kleine massa die de kernkrachtdeeltjes hebben is het gevolg van een gebroken symmetrie, vergelijkbaar met de gebroken supersymmetrie (besproken in hoofdstuk 5) die ervoor zorgt dat superpartners verschillende massa's hebben.
p. 118: De Italiaanse kwantummechanicus Wolfgang Pauli (1900-1958) - Wolfgang Pauli werd in Oostenrijk geboren. Na de annexatie van Oostenrijk door Duitsland in 1938 werd hij Duits staatsburger, en in 1946 kreeg hij het Amerikaans staatsburgerschap. Allerlei nationaliteiten, dus, maar niet de Italiaanse!
p. 127: Tijcoördinaat - bedoeld is natuurlijk: tijd-coördinaat.
p. 205: Sheldon Katz toonde in 1996 aan dat ook voor krommen van graad 2 het aantal eindig is. Het zal de oplettende lezer niet ontgaan zijn dat dit jaartal ná dat van het verschijnen van het artikel van Candelas ligt. In hoofdstuk 1 vindt u wel het juiste jaar: 1986.
|