dossier

Snaren

Op zoek naar een alomvattende theorie

Piepkleine trillende snaartjes in tien of elf dimensies, dat is het antwoord van vele natuurkundigen op een vraagstuk dat Einstein al hoofdbrekens kostte: hoe zijn de twee grootste natuurkundige theorieen uit de vorige eeuw, de quantummechanica en de zwaartekracht, onder een noemer te brengen? Het antwoord wordt wellicht gegeven door de snaartheorie. [MET VIDEO]
 
[april 2002]

De laatste dertig jaar van zijn leven werkte Albert Einstein aan een wetenschappelijk raadsel dat hij niet op zou weten te lossen. Einstein zocht naar een overkoepelende theorie waarin zowel zijn theorie van de zwaartekracht als de quantumtheorie van het elektromagnetisme een plaats zouden krijgen. Einsteins zoektocht zou vruchteloos blijven: beide theorieën lieten zich niet onder een noemer brengen. Althans: niet in Einsteins tijd.

Einsteins speurtocht naar een alomvattende theorie past in een lange traditie, een traditie om alle natuurverschijnselen zoveel mogelijk vanuit een en hetzelfde achterliggende principe te verklaren. Een voorbeeld is de oude, Newtoniaanse, theorie van de zwaartekracht. Newtons theorie beschrijft niet alleen hoe de appels hier op aarde uit de bomen vallen, maar verklaart ook de omwentelingen van de maan en de planeten. En James Clerk Maxwell ontdekte aan het eind van de 19e eeuw dat twee op het oog heel verschillende verschijnselen, elektriciteit en magnetisme, met een en dezelfde theorie te beschrijven waren, de theorie van het elektromagnetisme.

In de tweede helft van de vorige eeuw zijn natuurkundigen een flink eind opgeschoten bij hun zoektocht naar een alomvattende theorie. Drie van de vier fundamentele natuurkrachten, het elektromagnetisme en de sterke en de zwakke kernkracht, blijken onder een en dezelfde noemer te vangen. Alleen de zwaartekracht zoals beschreven door Einsteins Algemene Relativiteitstheorie bleef een ondergeschoven kindje. Totdat de snaartheorie op het toneel verscheen.

tekst: Jacqueline de Vree
illustraties: Marijn van der Waa
april 2002