zaterdag 2 oktober 2021

Johnjoe McFadden

Leven is eenvoudig : Ockhams scheermes en een nieuwe geschiedenis van de wetenschap en het heelal
Atlas Contact 2021, 405 pagina's  - € 29,99

Oorspronkelijke titel: Life is simple : how Occam's razor set science free and unlocked the universe (2021)

Wikipedia: Johnjoe McFadden (1956)

Korte beschrijving

Tekst op website uitgever
In ‘Leven is eenvoudig’ richt Johnjoe McFadden een monument op voor William van Ockham, een dwarse denker, die volgens hem als oervader van de moderne wetenschapsbeoefening mag worden beschouwd. We volgen het scheermes in de handen van Copernicus, Galilei, Newton, Darwin en Einstein. En passant verklaart McFadden de oorsprong en evolutie van ons heelal. Engeland, veertiende eeuw. Een franciscaner monnik, William van Ockham, gaat in tegen de dan heersende theologische opvatting en scheidt wetenschap van religie. Zijn nieuwe filosofische positie brengt hem in conflict met de paus en Ockham vlucht naar München. Ockhams scheermes (de these dat alle aannames die niet bijdragen aan het verklaren van een verschijnsel moeten worden weggelaten) is tegenwoordig een van de bekendste theoretische principes. Gek genoeg is de naamgever Ockham zelf minder bekend.

Fragment uit 19. De eenvoudigste van alle mogelijke werelden?
Voor een planeet is een sterrenstelsel nodig

Albert Einstein paste in 1915 zijn algemene relativiteitstheorie toe op de hele kosmos. Tot zijn verrassing ontdekte hij dat het door zijn theorie voorspelde heelal niet stabiel was: het heelal moest ofwel krimpen, ofwel uitdijen. Om deze instabiliteit te corrigeren en een statisch heelal te genereren voegde Einstein een kosmologische constante toe, een soort energie in de ruimte die een druk tegen samentrekking verschafte. Maar in 1929 mat de sterrenkundige Edwin Hubble de snelheden van sterrenstelsels en ontdekte tot zijn verbazing dat ze allemaal van ons vandaan bewegen vanwege een expansie van het heelal. Einstein nam afstand van zijn kosmologische constante en noemde het de 'grootste blunder' in zijn leven.

Als het heelal steeds verder uitdijt richting toekomst, dan moest het veel kleiner zijn geweest in het verleden. Als we ons huidige heelal nemen en de klok terugdraaien, dan kunnen we voorspellen dat ongeveer 13,8 miljard jaar geleden, toen ons heelal nog maar ongeveer één seconde bestond, alle materie daarvan was samengeperst in een superhete bol ter grootte van ongeveer ene appel, gevuld met een soort gas van fundamentele deeltjes. Dit appel-heelal dijde vervolgens uit in de oerknal met een krachtige flits van straling, die Arno Penzias en Robert Woodrow Wilson 13,8 miljard jaar later registreerden met hun hoorantenne op een heuvel in New Jersey. Maar Panzias en Woodrow zouden nooit op de heuvel hebben gestaan, en er zou nooit een heuvel in New Jersey hebben gelegen, als er geen neutrino's waren geweest.

De eerste rol die neutrino's speelden in ons bestaan, bestond uit meewerken aan de ontbranding van sterren. Toen het heelal na de oerknal begon uit te dijen, smolten waterstof en kleine hoeveelheden helium samen onder invloed van hun zwaartekracht en vormden zich protosterren. Aanvankelijk waren dit donkere objecten, maar naarmate hun dichtheid toenam fuseerden de waterstofprotonen en vormden heliumkernen, die de nucleaire fornuizen van de sterren ontstaken en de eerste stralen van sterrenlicht in het heelal vrijgaven. Neutrino's spelen een essentiële rol in deze reactie. Zij zijn nodig om te voldoen aan een van de behoudswetten uit de stelling van Emmy Noether, in dit geval de wet van het behoud van leptonen. Volgens deze wet moet de totale hoeveelheid leptonen (elektronen, muonen, taudeeltjes, neutrino's) constant blijven. Dit is bij een kernfusie in een ster alleen mogelijk door het vrijkomen van grote hoeveelheden neutrino's bij steruitbarstingen. Neutrino's zijn dus verre van overbodig; als er geen neutrino's waren, dan zou het heelal donker en zonder leven zijn.

Neutrino's speelden ook een belangrijke rol in de verspreiding van elementen die essentieel zijn voor leven naar regio's waar leven kan ontstaan. De oerknal produceerde waterstof en helium, maar geen koolstof, stikstof, fosfor of zwavel. Deze zwaardere elementen, die essentieel zijn voor leven, werden geproduceerd door kernsynthese in het superhete binnenste van sterren, maar ze konden niet benut voor leven zolang ze ingesloten zaten in de heetste objecten in ons heelal. Op dit punt waren die kleine neutrino's ook weer een zeer belangrijke factor. (pagina 350-352)

Artikel: Wetenschap is eenvoud (Trouw, 25 september 2021)

Lees ook een artikel over boeken met in de titel 'geschiedenis - al dan niet' klein': Een kleine geschiedenis van … (september 2018)

Terug naar Overzicht alle titels

Geen opmerkingen:

Een reactie posten

De redactie behoudt zich het recht voor reacties te verwijderen