§3: één geheel?

Stel je hebt Eva. Zij bestaat uit cellen, die bestaan uit organellen, die bestaan voor een groot deel uit eiwitten, die bestaan uit aminozuren, die bestaan uit atomen, die bestaan uit elektronen, neutronen en protonen, die neutronen en protonen bestaan uit quarks. Quarks en leptonen (een elektron is een lepton), zijn tot zover we weten de kleinste deeltjes die er bestaan. Quarks en leptonen zijn niet opgebouwd uit nog iets kleiners, ze zijn gewoon opgebouwd uit zichzelf.

Zag jij bij deze beschrijving ook een zoom-in plaatje? Zag jij ook de neutronen, elektronen, protonen en quarks als kleine bolletjes? Verander die bolletjes nu in kleine snaartjes, dansend met energie. Elk snaartje trilt op een bepaalde manier, in een bepaalde frequentie. De eigenschappen van die trilling bepalen welk soort deeltje het is. Dit is de snaartheorie.

Een overzicht van alle kleinste deeltjes.

We hadden het er in de vorige paragraaf over hoe de snaartheorie alle krachten van het universum wil verbinden. Dit gaat op deze manier: al deze deeltjes van massa, maar ook gravitonen (een deeltje dat zwaartekracht over zou brengen, maar waarvan het niet zeker is dat echt bestaat) en fotonen zijn opgebouwd uit deze snaartjes. Als je nu inzoomt op alle verschillende systemen, op alle deeltjes, kom je altijd uit bij die trillende snaartjes! Fijn, alles is opgelost!

Behalve dat de wiskundige berekeningen van de snaartheorie niet kloppen. Tenminste, niet in drie dimensies. Als de berekeningen willen kloppen, hebben we een elfdimensionale wereld nodig: drie grote dimensies, één tijddimensie, en zes (of zeven?) kleine, opgerolde dimensies. Deze snaartjes zouden moeten trillen in al die extra dimensies, terwijl je zou denken dat een snaartje maar ééndimensionaal is. Mm, raar?

Stel je een tuinslang voor: van veraf lijkt het op een lijn, toch? Maar als je dichterbij komt, en niet een mens maar bijvoorbeeld een mier bent, dan zul je zien dat de tuinslang driedimensionaal is. Als mier kan je er zelfs overheen lopen, in een cirkel rond de tuinslang gaan. Zo zullen die snaartjes er dus uitzien, ééndimensionaal op het eerste gezicht maar eigenlijk veel interessanter als je inzoomt.

Maar nu nog een probleem: we gaan die extra dimensies niet zo makkelijk kunnen bewijzen. Als een atoom de grootte van de aarde heeft, is zo’n snaartje net zo klein als een draadje wol van enkele centimeters! Als we de extra dimensies willen aantonen, moeten we een machine bouwen de grootte van de melkweg. Dat is een beetje onhaalbaar.

Ben je er nog niet helemaal uit? Of is je nieuwsgierigheid gewekt en wil je er veel meer over weten? Bekijk deze filmpjes:

Arvin Ash:
https://www.youtube.com/watch?v=37JKlkow7v0&t=181s

Brian Greene:
https://www.youtube.com/watch?v=kF4ju6j6aLE&t=897s