in 1869 meldde de Baptist fundamentalist Cyrus Reed Teed zijn goddelijke openbaring dat de aarde hol was. Op het eerste gezicht niets nieuws. Jules Verne had een soortgelijk concept vijf jaar eerder onderzocht in zijn sciencefiction avontuur reis naar het centrum van de aarde. Maar terwijl Verne zich een ondergrondse grot van fantastische wezens voorstelde, verklaarde Teed in alle ernst dat we letterlijk in de bol leefden. In deze vreemde kosmologie bezetten de zon, planeten, sterren en sterrenstelsels allemaal het binnenste van de aarde. De aardkorst is een oneindig dikke laag gesteente die het hele universum omhult.gemotiveerd door zijn nieuwe kosmologie publiceerde Teed een boek, begon een nieuwe religie, verzamelde discipelen en stichtte een nieuwe stad in Florida. Voor velen klinken de ideeën van Teed als slangenolie, zo dik dat alleen de meest goedgelovige kan drinken. Toch bleef zijn invloed niet beperkt tot de Verenigde Staten, noch tot de 19e eeuw. Anti-intellectueel sentiment binnen de Nazi-partij omarmde concave hollow-Earth theorie-of Hohlwelttheorie zoals het wordt genoemd in het Duits. Volgens de Nederlandse astronoom Gerard Kuiper zouden elementen van het Nazi-leger zelfs hebben gepleit om omhoog te kijken door de lucht om de geallieerden aan de andere kant van de wereld te bespioneren. Er is tenslotte geen plek om je te verstoppen in een wereldbol.
hoe kregen Teed ‘ s ideeën voet aan de grond in de hogere regionen van het Derde Rijk? Een minder kosmisch, meer samenzweerder begrip van een holle aarde werd in Europa geïntroduceerd door de Engelse schrijver Edward Bulwer-Lytton. In zijn novelle Vril: The Power of the Coming Race (1871) schildert Bulwer-Lytton een meesterras dat in de ingewanden van de aarde leeft. In deze culturele sfeer zou het geloof in een holle aarde Duitse nationalisten kunnen hebben aangetrokken. Tijdens de Eerste Wereldoorlog bekeerde een Duitse piloot, Peter Bender, zich tot Teed ‘ s ideeën als krijgsgevangene. Volgens de geograaf Duane A Griffin van de Bucknell University in Pennsylvania, introduceerde Bender Hohlwelttheorie aan de elite Nazi Hermann Göring, die toezicht hield op de oprichting van de Gestapo. Met deze aanvankelijke ouverture, zouden alternatieve kosmologieën in Nazi gedachtegang hebben geglipt. Zoals Nicholas Goodrick-Clarke schrijft in The Occult Roots of Nazism (1992),’fantasieën kunnen een causale status bereiken zodra ze zijn geïnstitutionaliseerd in overtuigingen, waarden en sociale groepen’.toen de Nazi-partij aan de macht kwam in Duitsland, dreef antisemitisme de Joods-Duitse natuurkundige Albert Einstein naar de VS. Net als Teed had Einstein een diep contra-intuïtief begrip van het universum ontwikkeld. Om een aantal merkwaardige observaties over licht te verklaren, concludeerde Einstein dat het altijd dezelfde snelheid moet hebben voor alle waarnemers. Bovendien veranderen tijd en ruimte als men de lichtsnelheid nadert. Aanschouw, zeer snelle objecten samentrekken in lengte en ervaren een ander verloop van de tijd! Dus tweelingen kunnen verschillen in leeftijd als de een veel sneller gaat reizen dan de ander.
We nemen het voor lief dat tijd en afstand voor iedereen hetzelfde zijn, net zoals we het voor lief nemen dat de kosmos aarde bevat, en niet andersom. Toch zijn beide ideeën uitgedaagd. Hoe weten we dat Einstein gelijk heeft en Teed ongelijk heeft?
om tot op de bodem van de dingen te komen, kijk naar de constructie van modellen – vereenvoudigde beschrijvingen van de werkelijkheid die verklaren hoe variabelen veranderen in de tijd. Een rood punt dat we Mars noemen beweegt over het sterrenfirmament. Hoe verklaren we deze nachtelijke afwijking? Een model is nodig. Van de oudheid tot de wetenschappelijke revolutie is het model van Mars geëvolueerd. Voor de oude Grieken was Mars de rondtrekkende ster van Ares, god van de oorlog. Vanuit dit vroege perspectief, waarin astronomie en astrologie nog moesten uiteenlopen, was Mars een hemelse zwerver die de eigenschappen van een krijgsheer-godheid belichaamde. Deze verklaring voor de nachtelijke beweging van de planeet, hoewel een begin, is niet bevredigend. Een robuust model is niet alleen een hand-golvende verklaring, maar een wiskundige beschrijving die rekening houdt met alle variantie in de gegevens. Waarom beweegt Mars langzamer dan sommige planeten en sneller dan andere? En waarom keert het af en toe de richting om, een fenomeen dat bekend staat als retrograde beweging, voor een paar maanden, alleen om zichzelf terug te draaien in de oorspronkelijke richting?een vroege poging om de meeste kenmerken van planetaire beweging te modelleren werd ontwikkeld door de oud-Griekse astronoom Eudoxus van Cnidus, en beschreven door de filosoof Aristoteles. In dit model, een ingewikkeld systeem van 27 kristallijne bollen die de aarde omringen verklaard de bewegingen van de hemelen, met inbegrip van de retrograde bewegingen van de planeten. Later riep een ander model van Hipparchus van Nicea een reeks planetaire banen rond de aarde op. De eerste baan-een deferent genoemd – was een perfecte cirkel rond de aarde, terwijl de tweede baan – een epicycle genoemd-langs de omtrek van de deferent bewoog. Hipparchus ‘ bijdrage werd eeuwenlang vereeuwigd in het werk van de Egyptische astronoom, wiskundige en geograaf Ptolemaeus van Alexandrië, die het concept zo duurzaam aanpaste dat het in twijfel trekken ervan niets minder was dan godslastering. Vraag maar aan Galileo, die vanwege deze ketterij door de Inquisitie in de 17e eeuw werd vervolgd.
Het is alsof de wetenschap opstaat en zegt: Verdomme, er moet een simpelere verklaring zijn!’
omdat gevestigde modellen verstrengeld raken met ons gevoel voor realiteit, is het twijfelen aan hen vaak een daad van verzet, zo niet totale heiligschennis. Vandaag weten we natuurlijk dat Ptolemaeus het mis had. Het heliocentrische model, geïntroduceerd door de Poolse astronoom Nicolaus Copernicus in 1543, plaatst de planeten in elliptische banen rond de zon, en verklaart de gegevens (inclusief retrograde beweging). Bovendien weten we nu dat planeten geen sterren of zelfs bollen zijn. De Engelse natuurkundige en wiskundige Sir Isaac Newton was de eerste die zich realiseerde dat de aarde en andere planeten eigenlijk ‘oblate sferoids’ zijn, bollen die door hun rotatie aan elke pool een beetje geplet zijn.
waarom triomfeerde Copernicus over Ptolemaeus? Het kiezen van het eenvoudigste, meest zuinige model is een criterium voor het bepalen van de waarheid genaamd Occam ‘ s razor. Het is alsof de wetenschap opstaat en zegt: ‘verdomme, er moet een simpelere verklaring zijn!’Als iemand een ingewikkeld verhaal moet weven waar een eenvoudig verhaal volstaat, blijf dan bij het simpele verhaal. Ptolemaeus ‘ epicycles gaf zijn model net genoeg touw om zichzelf op te hangen. Zoals het populaire gezegde luidt: ‘alles moet zo eenvoudig mogelijk worden gemaakt, maar niet eenvoudiger.’
maar naast de elegantie van Copernicus komen ook de reactionairen, zoals Teed.Hohlwelttheorie is de belichaming van pseudowetenschappelijke fantasie en krimpt miljarden lichtjaren van grotendeels lege ruimte – bezaaid met 100 miljard sterrenstelsels en 1 miljoen miljard miljard sterren – tot op een klein punt in het centrum van het holle-aarde-universum. Hoewel Hohlwelttheorie volkomen onverdedigbaar klinkt, is een tweede quixotische wiskundige uit Alexandrië – Mostafa A Abdelkader-de uitdaging aangegaan. In de jaren 1980 beschreef Abdelkader de wiskundige gymnastiek die nodig was om een binnenstebuiten kosmos te bedenken. Onder andere veronderstellingen, deze geometrische inversie verhandelt het centrum van de aarde met oneindigheid. Stel je voor, als je wilt, het snijden van een naad in een basketbal. Als je het rubber binnenstebuiten draait, wordt alles buiten de bal-jij, de kamer waar je in zit, het hele universum – naar binnen gezogen. De lucht die voorheen in de bal zat vormt nu een atmosfeer buiten de bal die zich uitstrekt naar oneindigheid. Et voilà! Een eens nederige basketbal bevat nu het universum. Hoewel deze verbale analogie onnauwkeurig is, volbrengt de abstracte wiskunde van Abdelkader ‘ s paper deze transformatie nauwkeurig. Om het te omarmen, overtuig jezelf ervan dat ‘binnen’ en ‘buiten’ zo willekeurig zijn als links en rechts, of op en neer.
als gevolg van Abdelkader ‘ s fysica is het grootste deel van het heelal in kaart gebracht tot een klein punt op het centrum of de oorsprong van de holle aarde. Griffin beschrijft deze ondenkbare transformatie in 2012 en schrijft:
Pluto krimpt tot de grootte van een enkele bacterie die zeven meter van de oorsprong drijft, terwijl Alpha Centauri, de ster die het dichtst bij onze eigen zon staat, een oneindig klein stipje wordt dat slechts een millimeter van de oorsprong ligt. Elke andere ster en object in de kosmos bevindt zich dus in een bol met een doorsnede van minder dan twee millimeter die 6371 kilometer boven ons hoofd zweeft.
De Amerikaanse wetenschapsschrijver Martin Gardner interpreteert Abdelkader ‘ s wiskunde op briljante wijze in zijn skeptical tour of fringe science On The Wild Side (1992). In de vreemde nieuwe fysica van Abdelkader ‘ s wereld reizen lichtstralen niet in rechte lijnen, maar in gebogen bogen. Als een pinwheel dat de binnenkant van een holle bol begraast, verlichten bogen van zonlicht het nabije binnenoppervlak van de aarde, maar draaien rond en missen het Verre nachtelijke oppervlak. Om deze reden lijkt de zon onder te gaan, ook al is de kromming van de aarde hol.
De Kerstman is net als Mars slechts een model – maar een die niet kan worden weerlegd of behouden
maar als andere planeten dichter bij ons zijn dan Spanje bij Nieuw-Zeeland, waarom duurt het dan zoveel langer om ze te bereiken? Terechte vraag. In de wiskunde van deze kosmologie benaderen de snelheden en afmetingen van bewegende objecten nul als men het centrum van het universum nadert – gelegen in het centrum van de aarde. Volgens Gardner creëert Abdelkader ’s mentale acrobatiek’ een consistente fysica die door geen enkele denkbare observatie of experiment kan worden vervalst!’
Hoe kan zoiets stoms niet falsifieerbaar zijn? Zo ‘ n vraag behandelt onfatsoenlijkheid eerder als een alibi dan als een aansprakelijkheid. Het veronderstelt, naïef, dat modellen onschuldig zijn tot het tegendeel bewezen is.
toch zijn veel willekeurige claims niet uitvoerbaar. De bewering van een kind dat de Kerstman bestaat nog niet kan worden gezien door een camera of wetenschappelijk instrument is gewoon dat – onfalsifieerbaar en dus niet te testen. Intellectueel gezien is dit minder als het dragen van een schild en meer als het dragen van een molensteen. De kerstman, net als Mars, is slechts een model – maar een die niet kan worden weerlegd of behouden.de notie dat modellen alleen serieus genomen kunnen worden als ze vervalst kunnen worden, komt voort uit de wijlen wetenschapsfilosoof Karl Popper. Een model is niet gebouwd op een betonnen fundering, maar op palen die snel opzij kunnen worden gegooid als er nieuwe informatie binnenkomt. Zoals Popper schreef in the Logic of Scientific Discovery (1934), ‘het maakt niet uit hoeveel gevallen van witte zwanen we hebben waargenomen, dit rechtvaardigt niet de conclusie dat alle zwanen wit zijn’. Een goed model kruipt naar zekerheid; het achtervolgt de horizon van het bewijs, maar raakt het nooit aan.Absolute zekerheid is nooit de maatstaf voor een wetenschappelijk model. Om als wetenschappelijk te worden beschouwd, moet een model een voorspelling doen die later door experiment kan worden ondersteund. Om succesvol te zijn, moet het experiment deze voorspelling verifiëren. Pas dan vertrouwt een wetenschapper het model-maar nooit volledig. Popper schrijft hierover: ‘het spel van de wetenschap is in principe eindeloos. Hij die op een dag besluit dat wetenschappelijke verklaringen geen verdere test vereisen en dat ze als definitief geverifieerd kunnen worden beschouwd, trekt zich terug uit het spel.”
Popper stelde dat alleen testbare modellen wetenschappelijke modellen zijn. Als er geen toetsbare claim kan worden gemaakt, dan is het model niet falsifieerbaar – en geen wetenschap. Wijlen de Britse filosoof Bertrand Russell illustreerde dit punt in 1952 door humoristisch te verklaren dat’tussen de aarde en Mars een chinese theepot rond de zon draait in een elliptische baan’. Te klein om door telescopen te worden gezien, kan noch het bestaan, noch het niet-bestaan van zo ‘ n theepot door enig redelijk experiment worden getest, stelt Russell. “Maar als ik verder zou zeggen dat, aangezien mijn bewering niet kan worden weerlegd, het onverdraaglijke vooronderstelling van de kant van de menselijke rede is om daaraan te twijfelen, zou men mij terecht als onzin beschouwen.’
zoals Russell ‘ s theepot laat zien, kunnen onvervalsbare claims of modellen niet serieus worden genomen. Het is geen wetenschap. Anders gaat alles, theepotten, binnenstebuiten Aardes, noem maar op. Russell ’s conclusie wordt weerspiegeld door’ Hitchens ‘razor’, een adagium van wijlen schrijver Christopher Hitchens: ‘wat kan worden beweerd zonder bewijs kan worden afgedaan zonder bewijs.’Hitchens scheermes hoort natuurlijk in dezelfde toolkit als Occam’ s scheermes, de stelling dat het eenvoudigste, zuinigste model een criterium is om de waarheid te bepalen, en het mes dat Teed wegsnijdt. Eenvoudigere modellen zijn gemakkelijker te vervalsen en dus vriendelijker voor de wetenschap. Een eenvoudig model vereist minder gegevens om het te vervalsen, terwijl een ingewikkeld model meer nodig heeft.
de kans dat de aarde de Universum-container is, is gelijk aan 80 muntengooien die als koppen verschijnen hoewel Hohlwelttheorie niet kan worden weerlegd of vervalst, verwerpen de meerderheid van serieuze denkers het omdat het onnodig ingewikkeld is (Occam ’s scheermes), geen bewijs heeft (Hitchens’ scheermes), en onvervalsbaar is (zullen we dit mes Popper ‘ s scheermes noemen?).
maar onze scheerapparaten zijn niet allemaal perfecte hulpmiddelen. Wanneer het aantal of de specificiteit van beweringen van een model onduidelijk is, voelt Occam ‘ s scheermes subjectief. Is de eenvoud van een wetenschapper de Gordiaanse Knoop van een andere wetenschapper? Bijvoorbeeld, Abdelkader zelf zou eenvoud kunnen hebben gevonden in Hohlwelttheorie. Door die miljarden lichtjaren van levenloze intergalactische leegte te overwinnen, redt Abdelkader ons van de moeilijkheid om te geloven in de fantastische uitgestrektheid van het universum en ‘de daaruit voortvloeiende reductie van de aarde tot een oneindig klein’.
hoewel Occam ’s scheermes geen exact algoritme is, kan Hohlwelttheorie’ s willekeurige focus op de aarde inderdaad worden gekwantificeerd. Waarom de aarde, in het bijzonder, als de Universum-container? Waarom niet één van de andere talloze planeten in het universum? Waarom zou een planeet, wat dat betreft – een maan of een ster niet onderworpen kunnen zijn aan dezelfde bol-inversie wiskunde gebruikt door Abdelkader?
omdat de wiskundige inversie die Abdelkader gebruikt kan worden toegepast op elke bol, is de aarde een subset van alle bolvormige objecten in het universum, en slechts één omgekeerde bol logischerwijs het universum en al zijn andere bollen kan bevatten, is de zeer specifieke bewering dat de aarde de Universum-container is (en niet de maan, of Mars, of uw favoriete ster) nog minder waarschijnlijk waar dan de algemene aanname dat het universum zich in een bol bevindt. Als we het getal n tellen van al deze hemellichamen die in het universum zouden kunnen bestaan, is de kans dat de aarde de Universum-container is 1/n. aangezien er minstens 1024 zulke bolvormige hemellichamen in het universum zijn, is de kans dat de aarde de bevoorrechte rol van Universum-container vervult minder dan 1/1024. Dit is als het gooien van 80 Munten en het hebben van ze allemaal komen als hoofden.
Occam ‘ s razor vertelt ons dat Hohlwelttheorie een slecht model is omdat er eenvoudigere alternatieven zijn die de gegevens net zo goed verklaren. Maar misschien denken we te hard na. Is het aanvallen van Hohlwelttheorie niet met zo ‘ n verfijnd denkgereedschap zoals het slaan van een mug met een voorhamer? Als we Hohlwelttheorie alleen met intuïtie kunnen afwijzen, wat hebben we dan nodig voor de wetenschappelijke toolkit?
en toch is intuïtie een waardeloos filter voor de wetenschap. Vele decennia voor Abdelkader suggereerde een ander individu ook dat de fundamentele geometrie van het universum verkeerd begrepen was en dat een reis door de ruimte de grootte van een object verandert. Einsteins relativiteitstheorie klonk waarschijnlijk bijna net zo lachwekkend als Hohlwelttheorie toen hij voor het eerst werd geïntroduceerd. Met zijn nieuwe modellen van tijd, ruimte en zwaartekracht, verliet de mensheid het tijdperk van intuïtie.
duizeligheid verwarring was het gevoel van de late 19e eeuwse fysica. Het licht van verre sterren vertoont dezelfde snelheid ten opzichte van de aarde, ongeacht of de aarde naar of van een bepaalde ster beweegt. Om de fysica te redden, stelde Einstein voor dat de lichtsnelheid overal hetzelfde is voor alle waarnemers. Of je nu naar een laserstraal toe beweegt of er vandaan, het licht nadert je met dezelfde relatieve snelheid.
en er is meer-tijd gaat langzamer voor een waarnemer hoe sneller hij of zij reist. Inzoomen op een laserstraal vertraagt onze klok, waardoor de relatieve snelheid tussen ons en het licht wordt beperkt. Ja, Dat klopt – een stilstaande klok op aarde tikt sneller dan een bewegende klok op een ruimteschip.
de hamer wordt opgeheven en met deze eerste draai beitelt Einstein de intuïtie weg. Als we het verhaal van de beroemdste natuurkundige uit de geschiedenis volgen, worden de dingen nog vreemder. Omdat tijd en afstand gerelateerd zijn aan snelheid, trekken objecten in lengte samen als ze sneller reizen. Inderdaad, een lans gegooid met bijna de snelheid van het licht zou samentrekken tot een korte stomp. Zo ook Einsteins speciale relativiteitstheorie, het model dat verklaart waarom de lichtsnelheid constant is in alle referentiekaders.
met behulp van intuïtie als een leuning, zou men Einsteins model kunnen zien en waanzin zien. Met behulp van de wetenschap, ziet men reden
zowel speciale relativiteit en Hohlwelttheorie vernietigen fundamentele menselijke veronderstellingen: de een met succes, de andere zonder succes. De speciale relativiteit vertelt ons dat tijd en ruimte relatief zijn. Hohlwelttheorie vertelt ons dat we in de aarde leven. Het touw dat speciale relativiteit redde is ook het touw dat Hohlwelttheorie ophing: het falsifieerbaarheidscriterium van Popper. Speciale relativiteit biedt vele mogelijke vervalsingen, die tot nu toe alle experimentele tests hebben overleefd.
voorbeeld: neem twee gesynchroniseerde atoomklokken met nanoseconde precisie; houd de ene op de grond en vlieg de andere in een straal rond de wereld twee keer. Speciale relativiteit zegt dat hun tijden zullen uiteenlopen – en inderdaad, dat doen ze. Elke andere uitkomst zou game over zijn geweest voor Einstein. Deze toegankelijkheid tot experimenteren is precies wat de speciale relativiteit overeind houdt. Met behulp van intuïtie als een leuning, zou men kunnen zien Einstein ‘ s model en zie waanzin. Met behulp van de wetenschap, ziet men de rede.
als Einstein en Abdelkader lijken samen te komen, is het in het gebruik van geometrie om de wereld zoals wij die kennen ongedaan te maken. Einsteins speciale relativiteit gebruikt een eenvoudig hulpmiddel dat bekend staat als de lorentzcontractie om de manier te beschrijven waarop objecten in lengte samentrekken als ze de lichtsnelheid naderen. Deze tool, ontwikkeld door de Nederlandse natuurkundige Hendrik a Lorentz in 1892, berekent de samentrekking van snelle objecten met behulp van niets meer dan middelbare schoolalgebra. Abdelkader zou zich kunnen hebben laten inspireren door de lorentzcontractie bij de ontwikkeling van zijn wiskundig kader voor Hohlwelttheorie. Net zoals Einstein veronderstelde dat objecten samentrekken als ze de lichtsnelheid naderen, stelde Abdelkader voor dat objecten kleiner worden als ze het centrum van het holle-aarde-universum naderen. De schoonheid van de wiskunde gloeit in beide modellen. Toch schijnt het licht van de wetenschap niet op Abdelkader ‘ s model.
Einstein biedt een mogelijkheid om zijn model te bewijzen dat het verkeerd is. Hetzelfde kan niet gezegd worden van Hohlwelttheorie. Terwijl Abdelkader ernaar verlangde om de aarde te redden uit de enorme leegte van de ruimte, probeerde Einstein gegevens uit te leggen die aantonen dat licht met een constante snelheid reist in alle referentiekaders. En terwijl Abdelkader ‘ s motivatie antropocentrisch was, kan die van Einstein gedeeld zijn door een Martiaan of een ander bewust wezen. Abdelkader maakte natuurlijk geen testbare voorspellingen, maar Einstein maakte er wel veel.
theorieën en natuurwetten zijn niet louter vergelijkingen. Ze betekenen echt iets over de materiële wereld waarin we leven. Het verschil tussen Einstein en zijn voorganger Newton is daar een voorbeeld van. Newton beschreef zwaartekracht als een kracht, terwijl Einstein het beschreef als kromming. Einsteins algemene relativiteitstheorie stelt dat ruimte en tijd zich op een vierdimensionaal continuüm bevinden dat bekend staat als ruimtetijd. Massa vervormt het weefsel van de ruimtetijd als een basketbal vervormt een rubberen laken. Dat is alles wat zwaartekracht is-kromgetrokken ruimte-tijd. Zoals de late Amerikaanse theoretisch natuurkundige John Archibald Wheeler het in 1990 formuleerde: ‘Spacetime tells matter how to move; materie vertelt ruimtetijd hoe te krommen.’
dus zwaartekracht is niet het bekende beest dat je denkt. Omdat de ruimtetijd krom is (of krom) door massa, vallen objecten niet in de zin die we meestal denken dat ze wel vallen. In tegenstelling tot Newton is zwaartekracht niet eens een kracht. Niets ’trekt’ een vallend voorwerp naar de aarde. Het ‘vallende’ object volgt een rechte lijn in gebogen ruimtetijd.de smaak van Einstein ’s universum is inderdaad heel anders dan die van Newton. toch zouden ruimtevaartingenieurs hun schouders kunnen ophalen bij de keuze tussen Newton’ s fysica en Einstein ‘ s fysica. De keuze is niet tussen de juiste oplossing en de verkeerde oplossing, maar eerder de juiste oplossing en de ongeschikte oplossing. Als je ruimteschip niet in de buurt van de lichtsnelheid of in de buurt van een extreem grote massa reist, is de juiste oplossing de eenvoudigere oplossing: Newtoniaanse mechanica. Waarschijnlijk om deze reden hebben de ingenieurs achter NASA ’s New Horizons missie naar Pluto niet gestuurd door Einstein’ s fysica, maar door Newton. de resultaten zijn ongelooflijk nauwkeurig. Na negen en een half jaar door het zonnestelsel te hebben gereisd, was de vlucht van het ruimteschip New Horizons van Pluto in 2015 slechts 72 seconden minder.Newton ’s wereld is een biljartbal universum, terwijl Einsteins wereld een hal van spiegels is. Griffin heeft opgemerkt dat het accepteren van Abdelkader’ s fysica geen merkbaar verschil zou maken voor het dagelijks leven.: ‘Vanuit een praktisch standpunt … ervaren we het universum als Euclidische ruimte met het aardoppervlak of (af en toe) de zon als ons referentiekader, en we kunnen ons hele leven passeren zonder ooit een Archemediaans perspectief te moeten nemen dat het raamwerk zelf bekijkt.’Net als Newton en Einstein komen Copernicus en Abdelkader vreemd genoeg samen in het wereldse rijk.
in veel gevallen vertellen Newton ’s fysica en Einstein’ s fysica een ruimtesonde om vrijwel hetzelfde te doen. Hoewel ze convergent zijn in deze zin, verschillen ze volkomen in metafysica. Newton ‘ s wereld is een biljartbal universum. Bewegende objecten hebben geen snelheidslimiet. De regels van het spel zijn duidelijk: krachten handelen ogenblikkelijk, onmiddellijk van kracht vanaf Elke afstand. Einstein ‘ s wereld, aan de andere kant, is een hal van spiegels. Ruimtetijd-het weefsel van de werkelijkheid-is verbogen. Tijd en ruimte zijn relatief. Krachten worden beperkt door de snelheid van het licht.de Amerikaanse natuurkundige Thomas Kuhn merkte op dat opeenvolgende wetenschappelijke theorieën vaak totaal verschillende verklaringen van de werkelijkheid geven. Net zoals Newton ‘ s biljarthuis en Einsteins Spiegelzaal twee totaal verschillende locaties zijn, kan men zich een derde voorstellen.
deze alternatieve arena voor de werkelijkheid komt van de Nederlandse theoretisch natuurkundige Erik Verlinde die in 2011 Newton ‘ s model van zwaartekracht ontleende aan andere eerste principes of fundamentele waarheden in de natuurkunde. Waarom is Verlinde ‘ s herontdekking van een drie eeuwen oud model zo belangrijk? Omdat zwaartekracht zelf een eerste principe is, en dus niet afgeleid mag worden van andere wetten. Of we nu denken aan zwaartekracht als massa die massa aantrekt, of als massa die de ruimtetijd vervormt, het feit van zwaartekracht kan niet worden teruggebracht tot iets eenvoudiger. Als zodanig zou het niet mogelijk moeten zijn om het te herontdekken uit andere, ongelijksoortige gebieden van de fysica. Dit zou zijn als het afleiden van de Amerikaanse grondwet uit de Zwitserse federale grondwet.
tenzij zwaartekracht natuurlijk geen eerste principe is. In deze geest omschrijft Verlinde zwaartekracht als een emergent fenomeen. Opkomende verschijnselen doen zich voor wanneer interacties op kleine schaal aanleiding geven tot nieuwe wetten, principes en structuren op grotere schaal. Denk aan de mooie ijskristallen die we sneeuwvlokken noemen. De vorming van sneeuwvlokken wordt gedreven door thermodynamica, de wetten die de overdracht van warmte-energie tussen moleculen regelen. En toch bestaan kristallen niet op de schaal van individuele moleculen. Ze verschijnen alleen op grotere schaal, wanneer veel moleculen op een bepaalde manier energie uitwisselen.zoals we sneeuwvlokken uit de thermodynamica kunnen verkrijgen, stelt Verlinde dat we zwaartekracht uit de thermodynamica kunnen verkrijgen. Als het universum een computerprogramma was, zou er geen regel voor zwaartekracht in de code zijn. In deze visie is zwaartekracht minder als een constitutioneel artikel en meer als een neveneffect.
nadat Verlinde de bal heeft gevangen, blijft hij mee rennen. Na het afleiden van Newton ’s model van zwaartekracht, gaat hij verder in hetzelfde 2011 paper om belangrijke stukken van Einstein’ s model af te leiden. Maar wat verandert dit? Is zwaartekracht niet nog steeds zwaartekracht? Misschien niet: Verlinde ziet ruimte voor verbetering.
donkere materie kan een wanhopige poging zijn om een falende theorie te verzoenen met observatie
net als veel andere natuurkundigen, wordt Verlinde verontrust door een schijnbare tekortkoming van Einsteins model. Ondanks zijn vele triomfen, slaagt de algemene relativiteit er niet in de manier te voorspellen waarop sterrenstelsels draaien. Om Einstein te redden, hebben natuurkundigen gewoon verondersteld dat er veel meer massa rond sterrenstelsels is dan wat we daadwerkelijk kunnen zien. De onzichtbare massa, donkere materie genoemd, overtreft reguliere materie meer dan vijf tegen één! Zonder zijn gravitationele invloed, is er geen manier om astronomische gegevens te verzoenen met de algemene relativiteit.
voor Verlinde klinkt het donkere-materie verhaal bekend. In 1859 beschreef de Franse astronoom Urbain Le Verrier een anomalie in de baan van de planeet Mercurius. Newton ’s wetten verklaren niet helemaal de geleidelijke herpositionering (precessie genoemd) van de eivormige baan van de planeet. Om de situatie te begrijpen, veronderstelde Le Verrier het bestaan van een onzichtbare planeet die dicht bij de zon cirkelt. De gravitationele invloed van deze extra massa zou Le Verrier ’s anomalie verklaren door de baan van Mercurius te verstoren, waardoor Mercurius’ orbitale precessie werd verzoend met de wetten van Newton. Vulcan is natuurlijk nooit ontdekt. De algemene relativiteitstheorie verklaarde Mercurius ‘ orbitale precessie in 1915, waardoor de noodzaak voor een dergelijk model werd geëlimineerd.
klinkt bekend? Verlinde denkt van wel. Net als Ptolemaeus ‘epicycles en Le Verrier’ s Vulcan, zou donkere materie een wanhopige poging kunnen zijn om een falende theorie te verzoenen met observatie. Misschien is het tijd om een nieuwe pagina te beginnen? Verlinde deed dat eind 2016. In het artikel ‘Emergent Gravity and the Dark Universe’ geeft hij nieuwe geloof aan een idee dat in 1983 ontstond met de Israëlische natuurkundige Mordehai Milgrom: als de zwaartekracht zwak genoeg wordt, verdwijnt het idee, neemt de invloed ervan minder af met de afstand. Alleen al met deze modificatie is het universum niet langer gevuld met onzichtbare materie. Donkere materie gaat poef! Inderdaad, met spaarzaamheid aan zijn kant, zou Verlinde uiteindelijk Occam ‘ s scheermes als zijn zwaard kunnen hanteren.
wetenschap is een haaientank. Het is makkelijk om iemand te bespotten die denkt dat de aarde plat is. Maar na het nadenken over de speciale relativiteit, de Flat-Earther misschien een laatste lach. Een video uit 2014 van de Amerikaanse onderwijzer en internetpersoonlijkheid Michael Stevens laat zien dat de aarde in sommige referentiekaders eigenlijk een platte schijf is. Nee, echt. In het referentiekader van een kosmische straal die naar onze planeet beweegt met bijna de snelheid van het licht, is de aarde letterlijk een platte schijf van 17 meter dik, gericht op het deeltje.
onthoud dat objecten die zich in de buurt van de lichtsnelheid bewegen, samentrekken in hun bewegingsrichting. En wie zegt dat het deeltje niet in rust is terwijl de aarde ernaar toe beweegt? Ja, het zit allemaal in de natuurkunde. De aarde beweegt naar het deeltje met bijna de snelheid van het licht en is immens samengetrokken in zijn bewegingsrichting. Zoals Stevens het zegt in de video:
wetenschap verwerpt natuurlijk een theorie als een betere past bij meer van onze observaties, maar waarom de egoïstische obsessie met onze observaties? Een deeltje van een kosmische straal kan dezelfde wetenschappelijke methode gebruiken als wij en concluderen dat de aarde in feite plat was.
De Duitse filosoof Friedrich Nietzsche, een 19e-eeuwse voorloper van het postmodernisme, schreef: ‘There are no facts, only interpretations.’Maar zelfs dit is een interpretatie. Wat Nietzsche werkelijk schreef was: ‘Es gibt keine Tatsachen, sondern nur Interpretationen.’En dit is nog steeds een interpretatie van inktpatronen op een stuk papier.
en misschien had Nietzsche het mis – er zou iets fundamentelers kunnen zijn dan interpretaties. Immers, om theorieën van zwaartekracht te bestaan, moet er iets zijn dat moet worden uitgelegd. Zelfs een volledige en volslagen ontkenning van de zwaartekracht in een van haar verschillende formuleringen – Newtoniaans, relativistisch, emergent – zou toegeven dat er iets is wat we waarnemen dat misschien alleen maar een illusie. Niets kan het fundamentele feit ondermijnen dat er een fundamentele observatie is genaamd zwaartekracht die moet worden uitgelegd. Alle interpretaties wijken af van deze observatie, geworteld in de gedeelde ervaring van mensen.
zoals wijlen wetenschapsschrijver Isaac Asimov ooit schreef in een geïrriteerde brief aan een betuttelende student:
John, als mensen dachten dat de aarde plat was, hadden ze het mis. Toen mensen dachten dat de aarde bolvormig was, hadden ze het mis. Maar als je denkt dat denken dat de aarde bolvormig is net zo verkeerd is als denken dat de aarde plat is, dan is je visie miser dan beide samen.