Logboek 2019/1 Winter in Gorinchem
Gorinchem (189)
Donderdag 21-02-2019
Voor mijn gevoel staan er twee begrippen centraal in de hedendaagse kosmologie: symmetrie en entropie. Het laatste begrip betreft de onvermijdelijke aftakeling van alles, de glijbaan van geordendheid naar toenemende chaos, die de richting van de pijl van de tijd bepaalt. Entropie, vastgelegd in de 2e Wet van de Thermodynamica, is in essentie een statistisch beginsel: je ziet nooit een gesmolten ijsklontje weer verschijnen in je glas...eh...whiskey. Of doden opstaan uit het graf. Het kán theoretisch wel, maar het is zo extreem zeldzaam dat het niet reëel is. Bij de oerknal was het heelal simpel en bezat een ongewoon lage entropie, die met het uitdijen en afkoelen van het universum steeds groter werd. Hoe de exploderende kiem aan die extreem lage entropie kwam, is een raadsel. Tevens had die kiem een essentiële symmetrie, een unificatie van natuurkrachten die gaandeweg verbroken werd. Tot zover is dat volkomen onbegrijpelijk, zoals ook de intieme relatie van de oorspronkelijke symmetrie van het beginnende universum met de behoudswetten, die voor het systeem karakteristiek zijn, zoals de Wet van Behoud van Energie. Dat ligt vast in de Stelling van Noether, waar ik altijd met een wijde boog omheen gelopen ben. Wat ook fundamenteel is in ons universum is de snelheid van licht (in vacuüm). Die is absoluut, altijd gelijk en sneller bestaat niet.
Emmy Noether (1882 - 1935) is een van die mensen die veel te weinig bekendheid genieten. Ze was een Duitse wiskundige van Joodse komaf. Toen de nazi's in 1933 haar aanstelling in Göttingen beëindigden, week ze uit naar Amerika. Ze werd door Albert Einstein en anderen als de belangrijkste vrouw in de geschiedenis van de wiskunde beschouwd.
De kiem van ziedende energie explodeert bij de oerknal. Vanaf de Plancktijd (5,391 x 10-44 seconde) dijt hij uit en koelt af. Wat er voor die tijd gebeurde is voor ons (nog?) onkenbaar. Uitdijing en afkoeling zijn twee kanten van dezelfde medaille. Er is een ultrakorte periode van versnelling: de kosmische inflatie genoemd. Dan gaat de eerste symmetrie verloren, die supersymmetrie (SUSY) wordt genoemd, waarbij - als ik het goed snap - de zwaartekracht wordt afgesplitst en de eerste materie ontstaat uit de afkoelende, maar nog steeds superhete energie, de supersymmetrische deeltjes zonder dat ze massa bezitten. Mogelijk vriest in deze fase ook de donkere materie uit (WIMP's?). Alle materie die ontstaat, bestaat uit gelijke delen materie en antimaterie. Die deeltjes zijn theoretisch; men hoopte ze te vinden met de LHC van CERN, maar dat gebeurde niet. Naar ik begrijp haalt die botsingsmachine dat energieniveau bij lange na niet. Alsmaar verder afkoelend gaan er meer symmetrieën verloren en splitsen zich af: de sterke kernkracht en de electrozwakke kracht, waarbij de laatste na microseconden weer splitst in electromagnetisme en de twee vormen van de zwakke kernkracht. Dan ontstaat tevens het Higgsveld, dat massa geeft aan de elementaire deeltjes volgens de beproefde Einstein-formule E = mc2 : quarks, de bouwstenen van protonen, en de deeltjes die de natuurkrachten overdragen: 8 soorten gluonen, W+ en W- en Zo deeltjes en fotonen. Nota bene: het Higgsveld geeft geen massa aan het proton, wel aan electronen. Nu ben ik in het verhaal helaas de 3 neutrino-generaties onderweg kwijt geraakt. Vergeef me dat, het is de meest raadselachtige materievorm die bestaat en het heeft mogelijk te maken met het antwoord op een ander raadsel: waar is al die antimaterie van het begin gebleven?
Het geheel vormt een ziedend plasma van energie en botsende deeltjes, die in elkaar overgaan. De energie is nog te hoog voor het stollen van materie tot de eerste atomen, die van waterstof. Dat gebeurde pas na 380.000 jaar, wanneer de energie-inhoud van het heelal genoeg gedaald om de kosmische achtergrondstraling uit te vriezen. Kijk vooral af en toe even op de eerste fasen van het plaatje hierboven over de geschiedenis van het heelal. Een FB-vriend van me zou zeggen: ik mis God erin. Ik niet, ik mis een verklaring. Dat is niet hetzelfde.
Vandaag lichte regen in de ochtend, later droog. Boodschappen en sport. Daarna stort ik me op het schrijven van wat hierboven staat. Geen idee of het klopt en zeker is het niet volledig en waarschijnlijk soms fout. Ik doe erg mijn best om het in mijn eigen woorden uit te drukken. Veel van de begrippen en deeltjes zie je in de prachtige afbeelding boven terug. Je ziet aan de bovenrand van de afbeelding ook het energiebereik van de deeltjesversnellers, waaronder de LHC. Om vier uur ben ik klaar. Klaar? Dit is nooit klaar. Onderhand zijn Barbara en Nikita bij Anna op bezoek. Ik ben moe en loop even de stad in. Onderweg gaat het miezeren. Terug naar boven
website maken