Gravity From The Ground Up
Geplaatst: 06 apr 2006 00:59
Toegegeven, dit boek, geschreven door Bernard Schutz (hier en hier verkrijgbaar) is een hele vreemde eend in de bijt van titels die toch voornamelijk sociaal-cultureel van aard zijn. Ik denk ook dat het onderwerp veel mensen a priori zal afschrikken: moeilijk, abstract, teveel wiskunde en natuurkunde, enzovoort.
Desondanks vind ik dat een beetje vrijdenker---sterker nog, een beetje persoon, ongeacht hun al dan niet religieuze overtuiging---op de hoogte moet zijn van belangrijke wetenschappelijke concepten. De meeste mensen zullen dan al snel de nogal bevreemdende quantummechanica erbij pakken, omdat dit door haar inherente 'onzerkerheid' een rijke bron vormt van leunstoelfilosofieën. Het is natuurlijk ook wel geestig om te denken over bizarre zaken als verstrengeling, teleportatie en quantumcomputers die zelfs als ze uit staan, resultaten produceren. (Echt waar!) Maar QM is maar één van de takken van wetenschappelijke sport: zwaartekracht is een andere. Je hoort er niet zoveel over en daardoor krijg je de neiging om te denken dat je met een nogal tam en saai iets te maken hebt: zaken vallen naar beneden, naar de Aarde, als je ze loslaat. Nou en?
En dat is het 'm nou juist: er blijkt heel wat te nou-ennen te zijn. Bernard Schutz beschrijft in dit boek de rijke en fascinerende wereld van het onderzoek naar zwaartekracht. Hij doet dat in begrijpelijke en navolgbare taal, maar verwacht wel een zekere mate van puzzelbereidheid bij zijn lezers. Hij heeft diverse programmaatjes geschreven waarmee lezers bijvoorbeeld hun eigen atmosferen kunnen bouwen, satellieten in banen rond de Aarde kunnen brengen, hoe neutronensterren eruit zien, en zelfs eenvoudige modellen voor de uitdijing van het heelal kunnen worden geprobeerd. Hij begint bij 'klassieke' zwaartekracht volgens Galileo en Newton en legt uit dat klokken op Aarde langzamer tikken dan in de ruimte en dat hierdoor het GPS-systeem compleet onwerkbaar zou zijn als we niet wisten hoe groot de benodigde correcties moesten zijn. Hij beschrijft het slingshot-mechanisme dat satellieten naar andere planeten transporteert. Gaandeweg wordt de levensloop van sterren beschreven en hoe sommige exemplaren met donderend geweld in een supernova ten onder gaan. Einsteins relativiteitstheorie komt in vereenvoudigde, maar kernachtige vorm aan bod, waarmee Schutz diverse nu lopende grote experimentele programma's (Gravity Probe B, LIGO/LISA) nader kan toelichten. Gaandeweg wordt de absolute briljantie van Einstein pas echt duidelijk, naarmate er meer en meer exotische systemen nog steeds perfect aan zijn vergelijkingen blijken te voldoen. Zelfs zaken als uitdijing van het heelal, donkere materie, donkere energie en zwaartekrachtslenzen worden niet geschuwd. En dat alles naar aanleiding van het feit dat mensen ooit, eens, hebben opgemerkt dat dingen heel simpelweg vallen.
Schutz laat je duidelijk merken wát er op dit moment wordt gedaan aan onderzoek, maar ook welke implicaties uitkomsten van dat onderzoek zullen hebben. Weliswaar kan dit boek---als zijnde een wetenschappelijk betoog---(nog?) niet een antwoord geven op het ultieme waarom. Maar het maakt wel een verdomd goede case voor wat we wel allemaal hebben kunnen waarnemen en meten en hoe bepaalde concepten de natuur om ons heen vorm geven, hebben gegeven, en zullen geven. Het illustreert ook (maar op een wat minder duidelijke manier) wat er gebeurt als je in de wetenschap wordt geconfronteerd met tegenstrijdige of merkwaardige gegevens die met je normale modellen niet 1-2-3 te verklaren zijn.
Het boek is voor de absolute leek niet eenvoudig. Middelbare school- en natuurkunde op HAVO-niveau is mijns insziens een vereiste, en een beetje handigheid met programmeren om de software (in Java) te laten runnen kan zeker geen kwaad. Doorzettingsvermogen om lastige concepten te doorgronden is een must. Maar aan het einde van de rit word je wel beloond met duidelijk beter inzicht in de manier waarop zwaartekracht ons leven beheerst, en waarom astronomen hedentendage zo ontzettend opgewonden raken van dit soort plaatjes. De echte geek laat het hier natuurlijk niet bij zitten en bouwt zijn eigen opstelling om zwaartekracht waar te nemen.
Desondanks vind ik dat een beetje vrijdenker---sterker nog, een beetje persoon, ongeacht hun al dan niet religieuze overtuiging---op de hoogte moet zijn van belangrijke wetenschappelijke concepten. De meeste mensen zullen dan al snel de nogal bevreemdende quantummechanica erbij pakken, omdat dit door haar inherente 'onzerkerheid' een rijke bron vormt van leunstoelfilosofieën. Het is natuurlijk ook wel geestig om te denken over bizarre zaken als verstrengeling, teleportatie en quantumcomputers die zelfs als ze uit staan, resultaten produceren. (Echt waar!) Maar QM is maar één van de takken van wetenschappelijke sport: zwaartekracht is een andere. Je hoort er niet zoveel over en daardoor krijg je de neiging om te denken dat je met een nogal tam en saai iets te maken hebt: zaken vallen naar beneden, naar de Aarde, als je ze loslaat. Nou en?
En dat is het 'm nou juist: er blijkt heel wat te nou-ennen te zijn. Bernard Schutz beschrijft in dit boek de rijke en fascinerende wereld van het onderzoek naar zwaartekracht. Hij doet dat in begrijpelijke en navolgbare taal, maar verwacht wel een zekere mate van puzzelbereidheid bij zijn lezers. Hij heeft diverse programmaatjes geschreven waarmee lezers bijvoorbeeld hun eigen atmosferen kunnen bouwen, satellieten in banen rond de Aarde kunnen brengen, hoe neutronensterren eruit zien, en zelfs eenvoudige modellen voor de uitdijing van het heelal kunnen worden geprobeerd. Hij begint bij 'klassieke' zwaartekracht volgens Galileo en Newton en legt uit dat klokken op Aarde langzamer tikken dan in de ruimte en dat hierdoor het GPS-systeem compleet onwerkbaar zou zijn als we niet wisten hoe groot de benodigde correcties moesten zijn. Hij beschrijft het slingshot-mechanisme dat satellieten naar andere planeten transporteert. Gaandeweg wordt de levensloop van sterren beschreven en hoe sommige exemplaren met donderend geweld in een supernova ten onder gaan. Einsteins relativiteitstheorie komt in vereenvoudigde, maar kernachtige vorm aan bod, waarmee Schutz diverse nu lopende grote experimentele programma's (Gravity Probe B, LIGO/LISA) nader kan toelichten. Gaandeweg wordt de absolute briljantie van Einstein pas echt duidelijk, naarmate er meer en meer exotische systemen nog steeds perfect aan zijn vergelijkingen blijken te voldoen. Zelfs zaken als uitdijing van het heelal, donkere materie, donkere energie en zwaartekrachtslenzen worden niet geschuwd. En dat alles naar aanleiding van het feit dat mensen ooit, eens, hebben opgemerkt dat dingen heel simpelweg vallen.
Schutz laat je duidelijk merken wát er op dit moment wordt gedaan aan onderzoek, maar ook welke implicaties uitkomsten van dat onderzoek zullen hebben. Weliswaar kan dit boek---als zijnde een wetenschappelijk betoog---(nog?) niet een antwoord geven op het ultieme waarom. Maar het maakt wel een verdomd goede case voor wat we wel allemaal hebben kunnen waarnemen en meten en hoe bepaalde concepten de natuur om ons heen vorm geven, hebben gegeven, en zullen geven. Het illustreert ook (maar op een wat minder duidelijke manier) wat er gebeurt als je in de wetenschap wordt geconfronteerd met tegenstrijdige of merkwaardige gegevens die met je normale modellen niet 1-2-3 te verklaren zijn.
Het boek is voor de absolute leek niet eenvoudig. Middelbare school- en natuurkunde op HAVO-niveau is mijns insziens een vereiste, en een beetje handigheid met programmeren om de software (in Java) te laten runnen kan zeker geen kwaad. Doorzettingsvermogen om lastige concepten te doorgronden is een must. Maar aan het einde van de rit word je wel beloond met duidelijk beter inzicht in de manier waarop zwaartekracht ons leven beheerst, en waarom astronomen hedentendage zo ontzettend opgewonden raken van dit soort plaatjes. De echte geek laat het hier natuurlijk niet bij zitten en bouwt zijn eigen opstelling om zwaartekracht waar te nemen.