Opening

Een alternatieve zwaartekracht theorie 

presenteert hoogleraar Erik Verlinde.

(deze pagina is bijgewerkt op 29 december 2018)

Plattegrond 

Peter Kraft 

Ontbijtpop

Playlists

Kobbe

Natuurkundige Erik Verlinde presenteert zijn nieuwe theorie van emergente zwaartekracht, die de huidige zwaartekrachtswetten van Newton en Einstein aanpast. Zijn theorie verklaart zowel de versnelde uitdijing van het heelal - veroorzaakt door donkere energie - als de extra zwaartekracht die onder meer wordt waargenomen aan de rand van sterrenstelsels, en die normaliter wordt toegeschreven aan de mysterieuze 'donkere materie'.

Natuurkunde

Zwaartekrachtgolven

Verlinde zwaartekracht

Ik heb geprobeerd te begrijpen wat hij bedoelt. Ik ben nog op zoek naar het laatste stukje van zijn verhaal. Daar waar hij probeert duidelijk te maken dat de informatiebits waaruit het universum bestaat 'veranderen'. Wat verandert er dan in zo'n bit en vooral ook waardoor veranderen die bits?

Maar ik zal de lezer eerst maar meenemen langs de weg die moet leiden naar zijn theorie

Entropie

is een natuurkundig begrip waarmee de mate van orde in een zeker ’geïsoleerd systeem’ wordt aangegeven. Een voorbeeld:

Als systeem nemen we in gedachten een biljart-tafel met een aantal bewegende ballen die voortdurend met elkaar botsen. Laten we aannemen dat de wrijving vrijwel nul is, dus de ballen zullen heel erg lang blijven rollen en botsen. Als we nu twee ballen nemen en we leggen die twee ballen vlak naast elkaar op het laken en we geven ze een zetje dan zullen die ballen dan weer allebei op één zelfde helft rollen, en dan weer elk op een andere helft.

Zou je vier ballen nemen, die je vlak naast elkaar legt en dan allemaal een zetje geeft dan is het ook best mogelijk dat die 4 ballen op zeker moment al botsend en bewegend op dezelfde helft liggen en even later weer meer verdeeld over het laken, maar het zou best grappig en toch ook wel een beetje onverwacht zijn als die 4 ballen ineens alle 4 op 1 helft liggen. Er wordt dan gezegd dat het systeem (de biljarttafel) tijdens de situatie waarin die ballen alle 4 op 1 helft liggen een kleinere entropie heeft dan wanneer ze verdeeld over het laken zijn.

Maar neem nou es 80 ballen. Dan wordt het toch wel erg onwaarschijnlijk dat alle 80 ballen op zeker moment al botsend op één helft liggen. Je kunt er wel van uitgaan dat al snel die 80 ballen kriskras door elkaar over het hele biljartlaken blijven rollen en botsen. Hoe lang je er ook naar blijft kijken, de kans dat al die ballen op zeker moment allemaal op één helft zijn is weliswaar niet nul maar wel heel erg klein. Een stel bewegende biljartballen op een biljart laken zal zich zo gelijkmatig mogelijk gaan verdelen. Zouden alle ballen op zeker moment tòch op één helft liggen dan heet dat een hoogst geordende toestand. En zo’n gelijkmatige verdeling over het laken heet een maximaal ongeordende toestand. De mate van ordening in dit systeem van bewegende ballen op een biljartlaken wordt beschreven door het begrip entropie. Entropie heeft te maken met waarschijnlijkheid; je kunt er aan rekenen en het is een getal.

En nu is er een natuurkunde-wet die zegt dat een tot rust gekomen geïsoleerd systeem de entropie maximaal wordt of is. De natuur streeft naar een zo groot mogelijke entropie, dat wil zeggen een zo groot mogelijke wanorde.

Voorbeeld twee: neem in gedachten een ietwat lang gerekte steen en ga die aan één kant verwarmd is. Er is dus ordening: de steen heeft aan beide kanten een verschillende temperatuur: dus er is een lage entropie. Leg de steen nu weg (in een bakje waaruit geen warmte kan ontsnappen) Na enige tijd heeft de hele steen dezelfde temperatuur. De ordening (wat betreft de temperatuur) is weg: de maximale entropie voor dit systeem is dus bereikt. 

Wetmatigheid: Een geïsoleerd systeem systeem streeft er altijd naar om een zo hoog mogelijke entropie te bereiken.

Nu even netjes uitgedrukt in natuurkundige termen:

Een toestand waarin macroscopische grootheden zoals druk en temperatuur ongelijk verdeeld zijn over een volume (voorwerp) is in het algemeen veel minder waarschijnlijk dan een toestand met een gelijkmatige verdeling. De ongelijke verdeling van macroscopische grootheden in een geïsoleerd systeem (dat wil zeggen zonder dat er energie in of uit kan) neigt dus op statistische (dus waarschijnlijkheids-) gronden tot het afvlakken van die ongelijkmatigheden.

Mijn lieve moeder - die ooit theologie gestudeerd had, al was ze hoogst vrijzinning - mijn moeder dus, geloofde in een soort hogere macht (die ze niet god wilde noemen, maar dat bedoelde ze wel). De reden dat ze dat wilde geloven was omdat ze in de natuur overal de neiging meende te zien tot ordening. Dat had mijn moeder dus fout. De natuur streeft naar een zo klein mogelijke ordening (een zo groot mogelijke graad van ongeordendheid) dus een zo groot mogelijke entropie. 

Interessant is om te bedenken dat er altijd energie nodig is (toegevoerd moet worden) om een geordende toestand te bereiken.

Informatietheorie

In de informatietheorie wordt het begrip entropie ook gebruikt. Hier voor wordt het begrip informatie-bit (afgekort tot bit). Een bit is de kleinste eenheid van informatie. Je vindt dat terug in toestanden die je aan of uit kunt noemen. Of hoog/laag. of ja/nee. Je kunt met deze kleinste informatie eenheid rekenen als je die twee mogelijkheden voorstelt door een 1 of een 0.

Even terzijde:

Om daarmee te kunnen rekenen moet je je wel bedienen van het tweetallig stelsel, want je kunt natuurlijk niet zeggen dat één plus één twee is, want in deze kleine informatiewereld bestaat twee niet. Dus in de tweetallige wereld is 1+1=10. Dit is natuurlijk alleen maar een manier om op te schrijven wat we bedoelen. In dit geval betekent de 1 in het getal 10 dat we het eerste tweetal hebben bereikt en de nul er achter betekent dat we er nog niks bij hebben opgeteld. Zouden we er 1 bij optellen dan schrijven we 10+1 = 11, maar als we bij die 11 opnieuw een 1 optellen, dan hebben we ons tweede tweetal volgemaakt en er nog 0 bij opgeteld, en dus schrijven we dat als 11+1=100. Waarmee we bedoelen dat we twee gehele tweetallen hebben volgemaakt maar er verder nog niets bij hebben opgeteld.

In de informatica is entropie de hoeveelheid informatie die nog is om het systeem waar je over praat op zo nauwkeurig mogelijke manier te beschrijven

Als ik het nu goed begrepen heb is dat Erik Verlinde nu stelt dat het universum zo'n systeem is wat je met een zekere hoeveelheid informatie kunt beschrijven. En dan zou 'zwaartekracht' niet zozeer een 'kracht' zijn maar het door ons waarneembare gevolg van het feit dat de informatie-bits onderling met elkaar als het ware communiceren. Ik begrijp dat hij zegt dat zwaartekracht dàt is wat wij mensen ervaren als er 'geschoven' wordt met informatie.

Op dit moment ben ik de weg kwijt in dit verhaal want ik kan nergens vinden wat en hoe die informatiebits dat dan doen of hoe ze veranderen.

ik ga de komende tijd nog maar es wat studeren

http://www.quantumuniverse.nl/emergente-zwaartekracht-en-het-donkere-heelal

De Kleine Leeuwarder Napoleon

Opening|Natuurkunde|Verlinde zwaartekracht|

© 2022 Peter Kraft