Samenvatting
Dit artikel presenteert een nieuw natuurkundig en kosmologisch model dat uitgaat van hypothetische kleine deeltjes zoals zwaartekrachtdeeltjes en dat het heelal als oneindig in ruimte en tijd beschouwt. Het ogenschijnlijke constant zijn van de snelheid van licht, stellaire aberratie, het tweespleten experiment, zwaartekracht, traagheid, de stabiliteit van atomen, tijddilatatie, kosmologische roodverschuiving, Doppler roodverschuiving, gravitationele roodverschuiving, achtergrondstraling, temperatuurverschillen in de achtergrondstraling, afstanden gemeten met type 1a supernovae, donkere materie, de donkere hemel 's nachts, de hoeveelheid helium in het heelal, eigenbeweging van sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels: alles wordt op een eenvoudige en eenvoudig samenhangende manier verklaard aan de hand van hypothetische kleine deeltjes in een oneindig heelal.
De lichtsnelheid
Voordat mensen wisten of de snelheid van licht eindig of oneindig was had men gemeten dat geluid een bepaalde snelheid heeft. De Fransman Mersenne (1588-1648) was een van de eersten die metingen met geluid deed. Kilometers bij hem vandaan liet hij een assistent een kanon afvuren. Mersenne zag de lichtflits en mat hoe lang het geluid erover deed om hem te bereiken. Op die manier kwam hij tot een geluidssnelheid van ongeveer 300 meter per seconde, redelijk in de buurt van de werkelijke geluidssnelheid in lucht die 330 meter per seconde bedraagt. Men had natuurlijk altijd wel vermoed dat geluid een eindige snelheid had. Denk maar eens aan echo's die je soms hoort of aan het gegeven dat je een donderslag bij onweer later hoort na de flits als het onweer verder weg is.
Met licht was het anders, over licht waren de meningen sterk verdeeld. Zo beweerde René Descartes (1596-1650) dat de snelheid van het licht oneindig was en Galilei Galileo (1564-1632) dat de snelheid van het licht eindig was. Echter, experimenten die de snelheid van licht bepaalden waren een stuk moeilijker dan experimenten die de geluidssnelheid bepaalden.
In 1675 was het de Deense astronoom Olaf Roemer die als eerste de snelheid van licht berekende. Io, één van de manen van Jupiter draaide iedere 42,5 uur rond Jupiter en verdween op die manier één keer per 42,5 uur achter Jupiter zodat de maan niet te zien was vanaf de aarde. Roemer merkte dat het tijdstip waarop Io achter Jupiter verdween anders was als de aarde dicht bij Jupiter stond in vergelijking met een half jaar later als de aarde (aan de andere kant van de zon) zo ver mogelijk van Jupiter verwijderd was. De maan van Jupiter verdween 1000 seconden later achter Jupiter als de aarde het verst verwijderd was van Jupiter. Roemer bedacht dat het verschil van 1000 seconden kwam doordat licht twee keer de afstand van de aarde tot de zon extra moest afleggen als de aarde het meest veraf stond van Jupiter. Men wist de afstand van de aarde tot de zon redelijk nauwkeurig en zo kwam Roemer op een heel redelijke determinatie van de lichtsnelheid. Roemer's methode staat bekend als de eerste succesvolle berekening van de snelheid van het licht.
De volgende succesvolle berekening van de snelheid van het licht werd in 1727 gedaan door de Engelsman James Bradley1.
Stel dat je met een telescoop naar een ster kijkt die precies loodrecht boven de aarde staat, dat wil zeggen loodrecht boven (of onder, voor mensen op het zuidelijk halfrond) het vlak dat de aarde maakt in haar baan rond de zon. Je zult dan merken dat je je telescoop een klein beetje schuin moet houden om de ster te zien. Als je precies een half jaar later weer naar dezelfde ster kijkt merk je dat je de telescoop weer een klein beetje schuin moet houden om de ster te zien, alleen nu een beetje schuin de andere kant op. Dit komt omdat de aarde met een snelheid van 30 km per seconde rond de zon snelt. De hoek waaronder je de telescoop scheef moet houden wordt gevormd door deze 30 km per seconde en de 300.000 km per seconde die de snelheid van het licht heeft: (30/300.000) x 90° = 0,009°
(Ik leg verderop hier wat meer over uit met behulp van de figuren 1 en 2.)
Bradley mat de hoek, wist redelijk goed hoe groot de omloopsnelheid van de aarde rond de zon was (namelijk 30 km per seconde) en berekende zodoende een lichtsnelheid die redelijk in de buurt kwam van de lichtsnelheid die door Roemer berekend was. Bradley's methode bevestigde de berekende lichtsnelheid van Roemer van vijftig jaar daarvoor. Bradley's ontdekking van het schuin moeten houden van de telescoop en de berekening van de lichtsnelheid daarmee waren enorme klappers binnen wetenschapskringen. Het was nu duidelijk dat de lichtsnelheid eindig was en dat het in de buurt moest zijn van de 300.000 km per seconde omdat Roemer en Bradley onafhankelijk van elkaar met totaal verschillende experimenten in de buurt van dit getal uit waren gekomen. In de negentiende eeuw werden er meer experimenten gedaan om de lichtsnelheid te berekenen en telkens kwam men op 300.000 km per seconde uit. Tegenwoordig weten we dat de snelheid van het licht inderdaad 300.000 km per seconde is (de exacte lichtsnelheid in vacuüm is 299.792 km per seconde).
Stellaire aberratie
Bradley noemde het schuin-moeten-houden-van-de-telescoop-verschijnsel stellaire aberratie. Ik zal er iets meer over uitleggen.
Kijk eens naar de volgende figuren.
Het ene moment zie je:
Figuur 1. Een telescoop waarmee naar een ster gekeken wordt die loodrecht boven de baan van de aarde rond de zon staat.
Een half jaar later lijkt de ster op een net wat andere plek te staan omdat de aarde dan met 30 km per seconde de andere kant op gaat in haar baan rond de zon:
Figuur 2. Een telescoop waarmee naar een ster gekeken wordt die loodrecht boven de baan van de aarde rond de zon staat.
Alles wat we van stellaire aberratie weten is dat we zo'n ster ergens anders zien staan als de aarde met 30 km per seconde de andere kant op gaat. Hoe kan dat? Dat is de grote vraag. Bradley verklaarde het als volgt en daarna hebben wetenschappers deze verklaring gevolgd zonder ook maar een seconde aan de correctheid ervan te twijfelen. Volgens Bradley ging de lichtstraal in de figuren 1 en 2 van B naar C. Terwijl fotonen van B naar C gaan met een snelheid van 300.000 km per seconde verschuift door de snelheid van de aarde kijkpunt A van de telescoop van A naar C met een snelheid van 30 km per seconde. Dit is de verklaring van Bradley. Wat Bradley geobserveerd heeft, namelijk dat de schijnbare positie van de ster verandert, stel ik hier niet ter discussie. Niet de observatie zelf, maar Bradley's verklaring van stellaire aberratie is naar mijn mening fout.
Ook Bradley's berekening van het licht stel ik niet ter discussie. Ik verwacht dat de hoek tussen AB en AC inderdaad bepaald wordt door de snelheid van het licht enerzijds en de snelheid van de aarde anderzijds. Daarover later meer als ik stellaire aberratie verklaar met een ethertheorie, waar het me nu om gaat: het was natuurlijk heel logisch dat men geen seconde twijfelde aan de verklaring van Bradley. Immers, met Bradley's verklaring en de berekening van de lichtsnelheid ermee werd een bevestiging gegeven van de lichtsnelheid die Roemer berekend had. Een absolute mijlpaal in de geschiedenis van de wetenschap. Bradley's verklaring is volgens mij de historische fout die heeft geleid tot de relativiteitstheorie en, met de relativiteitstheorie als foutieve opmaat, tot het big bang model en de supersnaartheorie. Verderop kom ik terug op het begrip stellaire aberratie, nu eerst iets over de ethertheorie uit de negentiende eeuw.
Het zoeken naar de ether
Nadat Roemer en Bradley ervoor gezorgd hadden dat men wist dat licht een eindige snelheid had van ongeveer 300.000 km per seconde begon men na te denken over hoe licht zich voort kon planten. Men meende de voortplanting van licht het beste te kunnen begrijpen als men het vergeleek met de voortplanting van geluid. Geluid plantte zich voort door lucht in beweging te brengen (of ander materiaal zoals water of steen waar geluid doorheen kan gaan). Geluid verplaatste zich niet door vacuüm, geluid had stoffelijk materiaal nodig om zich te verplaatsen. Licht verplaatste zich wel door vacuüm, althans vacuüm zoals wetenschappers dat kenden: zonder lucht. Echter, vacuüm zonder lucht was geen echt vacuüm volgens de wetenschappers van de negentiende eeuw. Er zat een stof in het vacuüm die men niet kende, een stof die er voor zorgde dat licht zich door vacuüm kon verplaatsen. Men noemde deze hypothetische stof de lichtdragende ether of, kort gezegd, ether. Overal in het heelal was ether die het voor licht mogelijk maakte om zich te verplaatsen. Het woord ether was afkomstig van Aristoteles (384-322 voor Christus) die dacht dat de aarde en de maan bestonden uit vier elementen: aarde, water, lucht en vuur, en dat buiten de bol die begrensd werd door de baan van de maan alles bestond uit ether. We gebruiken in de eenentwintigste eeuw het woord ether nog als we spreken van radio- of televisie-uitzendingen die via een antenne de huiskamer binnenkomen. De elektromagnetische straling afkomstig van de radio- of televisiezendmast gaat door de ether. Dit gebruik van het woord ether is een overblijfsel van de ethertheorie uit de negentiende eeuw.
Tussen 1800 en 1905, toen Einstein zijn speciale relativiteitstheorie introduceerde, dachten wetenschappers dat licht zich voortplantte door middel van de ether. De ether werd op twee manieren geacht aanwezig te kunnen zijn. Of het was stationair en gefixeerd (denk aan Newton's absolute ruimte, waar ik verderop meer over zal uitleggen) zodat de aarde zich erdoorheen bewoog terwijl de ether stilstond, of de ether bewoog met objecten in het heelal mee, bijvoorbeeld met de aarde en de maan. Echter, men had de verklaring van stellaire aberratie van Bradley in het hoofd. Als in figuur 1 inderdaad de lichtgolf van B naar C gaat terwijl de telescoop van A naar C gaat moet je uitgaan van een stilstaande dan wel stationaire ether en dat is precies wat men deed met Bradley's verklaring van stellaire aberratie in het achterhoofd.
Maar met de gedachten gefixeerd op een stationaire ether die stilstond en waar de aarde zich doorheen bewoog kwam er een meting naar boven die het hele gebeuren met licht in een onoplosbare puzzel deed overgaan. Een onoplosbare puzzel waardoor men rond 1900 sprak van het Grote Dilemma met betrekking tot licht1.
Naar aanleiding van de verklaring van stellaire aberratie door Bradley en de gedachte aan een gefixeerde stilstaande ether dacht men in de negentiende eeuw dat men het volgende zou meten1.
De aarde gaat met een snelheid van 30 km per seconde rond de zon. Stel dat je naar een ster kijkt die in het verlengde staat van de richting die de aarde op dat moment heeft in haar baan rond de zon. Terwijl het sterlicht met een snelheid van 300.000 km per seconde naar de aarde beweegt, beweegt de aarde met een snelheid van 30 km per seconde naar de ster of naar het sterlicht. Dit zou je verwachten met een stilstaande ether waarin licht zich voortbeweegt. De snelheid die de aarde ten opzichte van naderend sterlicht heeft zou dus 300.000 + 30 = 300.030 km per seconde zijn. Kijk je een half jaar later weer naar dezelfde ster dan verwacht je dat de snelheid van de aarde ten opzichte van het sterlicht 300.000 - 30 = 299.970 km per seconde is, immers, de aarde verwijdert zich van de ster en dus ook van het aanstormende sterlicht.
Dit verschil dacht men eeuwen geleden te kunnen meten door het zogenaamde out-of-focus effect. Dit effect werd als volgt verondersteld plaats te vinden. Stel dat je met een (op een bepaalde manier ingestelde) telescoop kijkt naar een ster waar je met de aarde naartoe noch vanaf beweegt zoals aangegeven in figuur 3a.
Figuur 3a. Fotonen van een ster komen samen in brandpunt P terwijl de aarde/telescoop stil staat.
Het licht van de ster komt samen in brandpunt P terwijl de telescoop stil staat (de telescoop staat in zekere zin stil op het moment dat de aarde in haar baan rond de zon het dichts bij de ster staat of juist het verst er vanaf). Omdat brandpunt P niet de plek is waar ons oog zich bevindt zien we de ster wazig.
Maar als de aarde met 30 km per seconde naar de ster toe beweegt zoals aangegeven in figuur 3b, verwachtte men dat de fotonen in de telescoop van rechts naar links gingen met 300.000 km per seconde (in de gefixeerde stationaire ether) terwijl de telescoop van links naar rechts bewoog met 30 km per seconde. De (nog steeds op dezelfde manier als in figuur 3a ingestelde/gefocuste) telescoop werd nu wel verwacht goed te zijn ingesteld op de ster omdat brandpunt P is waar ons oog is.
Figuur 3b. Fotonen van een ster komen samen in brandpunt P terwijl de aarde/telescoop met 30 km/s naar de ster toe beweegt.
Maar de situatie zou een half jaar later heel anders zijn als men met 30 km per seconde van de ster af bewoog zoals aangegeven in figuur 3c. Terwijl de fotonen in de telescoop nu weer met 300.000 km per seconde in de gefixeerde stilstaande ether van rechts naar links gingen zou de (nog steeds op dezelfde manier ingestelde/gefocuste) telescoop nu ook van rechts naar links gaan met 30 km per seconde.
Figuur 3c. Fotonen van een ster komen samen in brandpunt P terwijl de aarde/telescoop met 30 km/s van de ster af beweegt.
Een telescoop die je zo ingesteld had dat in figuur 3b de ster helder en scherp in beeld kwam zou dus een half jaar later een wazig beeld moeten leveren als je met dezelfde telescoopinstelling naar dezelfde ster keek1.
Echter, toen men dit probeerde te observeren bleek dat de ster altijd met dezelfde telescoopinstelling bekeken kon worden. Dit stelde wetenschappers voor een enorm raadsel. De ether was kennelijk niet gefixeerd, maar hoe zat het dan met die ether? Ten aanzien van de (door de verklaring van Bradley met betrekking tot stellaire aberratie) veronderstelde gefixeerde ether kwamen in de negentiende eeuw steeds meer metingen die problemen gaven. Keer op keer bleek de snelheid van licht constant te zijn ten opzichte van de aarde en niet ten opzichte van een gefixeerde ether.
Er was echter een uitweg en die werd ook geopperd. Stel nu dat de ether niet gefixeerd was. Immers, geluid dat we op aarde horen verplaatst zich met 0.33 km per seconde op aarde. Maar de aarde verplaatst zich met 30 km per seconde ten opzichte van de zon en de sterren. Toch doet die veel snellere 30 km per seconde van de aarde er helemaal niet toe, omdat de drager van het geluid, de lucht, zich met de aarde verplaatst en verbonden is met de aarde. Kon er ook niet zoiets met licht aan de hand zijn, vroeg men zich af in de negentiende eeuw. Zou licht op aarde zich misschien voortplanten door middel van een ether die werd meegesleept door de aarde? Dit was natuurlijk een heel logisch en gezond idee na het niet meten van het verwachtte out-of-focus effect. Maar men had buiten James Bradley gerekend, de astronoom die nog steeds geweldig groot aanzien had, de man die een enorme mijlpaal in de geschiedenis van de wetenschap had gebeukt door Roemer's lichtsnelheid op een onafhankelijke manier te bevestigen. En deze man van aanzien had een verklaring gegeven van stellaire aberratie die nauw samenhing met de (juiste onafhankelijke) berekening van die lichtsnelheid. Aan Bradley's verklaring werd niet getornd en met Bradley's verklaring van stellaire aberratie kon er geen sprake zijn van een ether die met de aarde mee bewoog1. En dus zat men met een enorm probleem om de voortplanting van licht te begrijpen met een ethertheorie. Men noemde dit probleem rond 1900 het Grote Dilemma. Een dilemma dat er naar mijn mening nooit was geweest als men Bradley's verklaring van stellaire aberratie ter discussie had willen stellen. Na het niet meten van het out-of-focus effect had men de verklaring van Bradley in twijfel kunnen trekken (in plaats van een door de aarde meegesleepte ether af te wijzen), maar dit is niet gebeurd.
De relativiteitstheorie
De verklaring van stellaire aberratie door James Bradley is naar mijn mening het scharnierpunt van de moderne natuurwetenschap. Want hoe ging het verder? Het niet meten van het out-of-focus effect en andere experimenten met licht lieten zien dat licht altijd dezelfde snelheid ten opzichte van de aarde had, maar er kon geen sprake zijn van een ether die met de aarde mee bewoog vanwege Bradley's verklaring van stellaire aberratie1. Maar als licht altijd dezelfde snelheid ten opzichte van de aarde had en er geen ether met de aarde meebewoog dan had licht van de verre ster in figuur 3 dus ook al dezelfde snelheid ten opzichte van de aarde op het moment dat dat licht nog in de buurt van de ster was (en vele lichtjaren van de aarde vandaan). Het leek dus niks uit te maken of je naar sterlicht toe bewoog met de aarde of er juist vanaf, het licht leek altijd dezelfde snelheid ten opzichte van de aarde te hebben. Albert Einstein kwam in 1905 met een oplossing voor het Grote Dilemma door te zeggen: "Maak er een natuurwet van. Zeg dat de snelheid van sterlicht altijd constant is ten opzichte van de aarde en dan heb je het verklaard."
Het stellen dat licht ten opzichte van een waarnemer altijd een constante lichtsnelheid heeft, is de basis van de speciale relativiteitstheorie. Uit Einstein's wet dat de snelheid van licht ten opzichte van iedere waarnemer constant is, volgt dat tijd een fysiek bestaand iets is. (En tijd als een fysiek bestaande entiteit was de opmaat voor de algemene relativiteitstheorie. Als tijd geen fysieke entiteit is, is er geen ruimtetijd en dus ook geen algemene relativiteitstheorie.) Uit Einstein's statement dat de snelheid van licht constant is, is ook af te leiden dat er niets sneller dan licht kan gaan. Dat men op het laatste uitkwam en het gemakkelijk als een waarheid kon aanvaarden is niet zo moeilijk te begrijpen. Er gebeurde hetzelfde als bij het altijd constant zijn van de lichtsnelheid. Het altijd constant zijn van de lichtsnelheid ten opzichte van de aarde was gemeten en daardoor werd het gemakkelijk als natuurwet omarmd. Daarnaast was er nog nooit iets gemeten dat sneller dan licht was, dus ook dat werd gemakkelijk als natuurwet omarmd.
Het foton is het kleinste deeltje dat we kennen en we kennen het al sinds mensenheugenis omdat we het zien met onze ogen. Logisch dus dat we op een gegeven moment zo ver kwamen dat we licht met instrumenten konden meten. Bijvoorbeeld met een fotografische plaat, iets wat we konden uitvinden omdat we licht met onze ogen zien zodat we wisten wanneer we ons in donkere kamers bevonden die zo belangrijk zijn geweest voor de fotografie. Onze ogen zijn dus een heel belangrijk meetinstrument geweest om andere meetinstrumenten voor licht te vinden. Mogelijk dat er veel kleinere deeltjes dan fotonen bestaan (bijvoorbeeld gravitonen, die ik zwaartekrachtdeeltjes in dit artikel zal noemen) en dat die kleinere deeltjes veel sneller dan licht gaan. Volgens de relativiteitstheorie is de snelheid van zwaartekracht gelijk aan de snelheid van licht, maar experimenteel is dit nog niet aangetoond.
Probleem met Bradley's verklaring van stellaire aberratie
We hebben dus de verklaring van stellaire aberratie door James Bradley en de verklaring van Albert Einstein dat licht altijd dezelfde snelheid ten opzichte van de aarde heeft. Dit houdt het volgend in. (Bij het volgende redeneren ga ik uit van het redeneren van de huidige officiële/conventionele natuurkunde).
Als de aarde een foton nadert zoals aangeven in figuur 4 dan nadert de aarde het pad (de gestippelde lijn) waarover het foton voortsnelt met 30 km per seconde. De bewegingsrichting van de aarde en het foton staan exact loodrecht op elkaar.
Figuur 4. De bewegingsrichting van de aarde en het foton staan exact loodrecht op elkaar.
Als de aarde een foton nadert zoals aangegeven in figuur 5 dan nadert de aarde het foton met exact 300.000 km per seconde (eigenlijk 299.792 km per seconde, maar voor het gemak hou ik in dit artikel 300.000 km per seconde als de lichtsnelheid aan).
Figuur 5. De bewegingsrichting van de aarde en het foton staan exact tegenover elkaar.
Nu even terug naar de telescoop van Bradley (zie ook de figuren 1 en 2).
Figuur 6. De bewegingsrichting van de aarde en het foton staan exact loodrecht op elkaar.
Op het moment dat het foton in figuur 6 van B naar C gaat met een snelheid van 300.000 km per seconde, gaat de telescoop/aarde van A naar C met een snelheid van 30 km per seconde. Natuurlijk zal de bewegingsrichting van een foton nooit exact loodrecht staan op de bewegingsrichting van de aarde. Over het algemeen zien we iets zoals in figuur 7.
Figuur 7. Bewegingsrichting van de aarde en het foton staan schuin op elkaar.
Ook nu weer zal volgens de conventionele natuurkunde de telescoop/aarde van A naar C gaan terwijl het foton van B naar C gaat. Maar ook in figuur 8 zal dit op die manier gaan.
Figuur 8. Bewegingsrichting van de aarde en het foton staan schuin op elkaar.
Natuurlijk zal een foton nooit exact uit de tegenovergestelde richting van de bewegingsrichting van de aarde komen. Altijd zul je de telescoop een beetje scheef moeten zetten en dan krijg je onherroepelijk met de verklaring van Bradley te maken. Je kunt dus de situatie zoals getekend in figuur 9 in de praktijk hebben, maar daarbij zal de bewegingsrichting van de telescoop/aarde nooit exact op één lijn liggen met de bewegingsrichting van het foton en zal altijd de verklaring van Bradley gelden en de telescoop/aarde van A naar C gaan met een snelheid van 30 km per seconde terwijl het foton van B naar C gaat met een snelheid van 300.000 km per seconde.
Figuur 9. Bewegingsrichting van de aarde en het foton staan bijna exact tegenover elkaar.
Maar dit betekent dat de aarde een snelheid van 30 km per seconde ten opzichte van het met 300.000 km per seconde aanstormende foton heeft. De snelheid van de aarde en het foton ten opzichte van elkaar in figuur 9 is daarom volgens mij 300.030 km per seconde en niet 300.000 km per seconde zoals de huidige conventionele natuurkunde veronderstelt. Je kunt volgens mij nergens tussen figuur 6 en figuur 9 zeggen: hier stopt de verklaring van stellaire aberratie van Bradley. (Of de snelheid van een de aarde naderend foton zoals in figuur 5 dat nog een minuut van de aarde verwijderd is 300.030 of 300.000 km per seconde ten opzichte van de aarde bedraagt, is nooit experimenteel vastgelegd. Men heeft de snelheid van het licht alleen maar op aarde gemeten.)
Zowel de verklaring van Bradley van stellaire aberratie als het altijd constant zijn van de snelheid van licht ten opzichte van een waarnemer zijn naar mijn mening denkfouten binnen de huidige conventionele natuurkunde. Zo gauw je afstapt van het idee dat de snelheid van licht absoluut is, oftewel invariant, oftewel altijd constant ten opzichte van zijn lichtbron of ten opzichte van een waarnemer, is het gedaan met de speciale relativiteitstheorie en kan er best wel iets sneller dan licht gaan en kun je beweren dat tijd buiten onze hersenen helemaal niet bestaat. Stellaire aberratie kan anders verklaard worden, evenals het schijnbare constant zijn van de lichtsnelheid, ik kom op beide zaken verderop terug. Eerst iets over hypothetisch kleine deeltjes en hoe je daarmee allerlei andere zaken eenvoudig kunt verklaren.
Arbeid en krachten
We kennen nu moleculen, atomen, fotonen en een aantal subatomaire deeltjes. Vroeger was dat heel anders. De oude Grieken deden experimenten om aan te tonen dat lucht wel iets was. Maar heel lang daarvoor zal men gedacht hebben dat er niks was waar lucht was. Ook nu nog staan we er over het algemeen niet bij stil wat lucht is. Het aantal moleculen in 1 kubieke centimeter gas in je kamer is ongeveer 2,7 x 1019. Ieder deeltje botst ongeveer een miljard keer per seconde tegen een ander deeltje. Logisch dus dat geluid zich daar gemakkelijk doorheen kan verplaatsen doordat de moleculen elkaar "aantikken" als ze geluid overbrengen.
Dat we moleculen en atomen kennen en hoe dat allemaal in elkaar steekt is iets wat we pas de laatste eeuwen uitgepuzzeld hebben. Zou het kunnen dat er veel kleinere deeltjes zijn die we nog niet kennen omdat we er geen zintuigen voor hebben noch meetinstrumenten? Voor één hypothetisch deeltje hebben we wel een zintuig en ook meetinstrumenten. Het zwaartekrachtdeeltje. Als we onze arm omhoog houden, wordt de arm moe door de zwaartekracht en dat voelen we in onze spieren. We kennen 5 zintuigen. Onze ogen waarmee we fotonen zien. Onze oren waarmee we moleculen horen (of "zien" met onze oren). Onze neus waarmee we moleculen ruiken (of "zien" met onze neus). Onze tong waarmee we moleculen proeven (of "zien" met onze smaakpupillen) en onze tastzin waarmee we grotere deeltjes voelen (of "zien" met onze huid). Overigens, met onze huid voelen we ook kleinere deeltjes zoals fotonen en moleculen in de vorm van warmte of koude. Maar we voelen ook inwendig. We voelen onze maag en darmen als we iets verkeerds gegeten hebben. We voelen ons hart als we adrenaline in ons bloed gepompt wordt. We voelen onze aderen (in ons hoofd) bij hoofdpijn. Maar we voelen ook de zwaartekracht, een uitwendig iets, net als fotonen en luchtmoleculen. Je kunt dus stellen dat we een zesde zintuig hebben dat zwaartekracht (en traagheid) registreert, want op de maan voelt een arm die je omhoog houdt lang zo zwaar niet omdat op de maan de zwaartekracht kleiner is. Hoe kan het dat je met je arm de zwaartekracht kunt registreren? Hoe kan het dat de zwaartekracht je arm naar de aarde drukt? De zwaartekracht is natuurlijk een enorme kracht. Kijk maar eens naar wat voor arbeid je verricht als je een gewicht van honderd kilo drie seconden stilhoudt boven je hoofd. Of bedenk met welke kracht de Mount Everest op zijn onderliggende basis drukt. Bedenk daarbij ook wat voor enorme krachten er zich in die onderliggende basis/laag afspelen opdat die laag niet in elkaar gedrukt wordt maar de berg "omhoog houdt".
Als er een magneet aan de koelkastdeur hangt, wordt er volgens de huidige conventionele natuurkunde geen arbeid verricht om de magneet op zijn plek te houden, ook al drukt zwaartekracht de magneet continu naar beneden. Ook de onderliggende basis/laag van de Mount Everest verricht volgens de conventionele natuurkunde geen arbeid. Hier zit een enorme lacune in de huidige conventionele natuurkunde. Natuurlijk gebeurt er iets waardoor een zekere arbeid verricht wordt wat tot gevolg heeft dat de berg niet instort. Natuurlijk wordt er op een bepaalde manier ergens energie in gestopt opdat de werking van de zwaartekracht tegengegaan wordt. Iets verricht arbeid. Zo ook zal er arbeid verricht worden ten aanzien van atomen onder de Mount Everest. Atomen onder de Mount Everest waar een enorme massa boven zit die met een enorme kracht op de onderliggende atomen drukt. Iets verricht arbeid en ik vermoed dat die arbeid verricht wordt door zeer kleine deeltjes die van buiten de aarde komen en er voor zorgen dat atomen stabiel blijven en een bepaald volume houden, ik kom hier verderop op terug. (De conventionele natuurkunde zegt dat de Mount Everest niet instort door de elektromagnetische kracht, die veel en veel groter is dan de zwaartekracht. Echter, net als bij het magnetisme dat een magneet aan een koelkastdeur doet hangen: ergens zal toch energie vandaan moeten komen om de zwaartekracht tegen te gaan, er moet iets zijn dat arbeid verricht.)
Volgens de conventionele natuurkunde wordt er ook geen arbeid verricht bij een voorwerp dat met een constante snelheid in dezelfde richting door het heelal beweegt. Stel je voor dat de aarde los zou schieten van onze zon en ook van onze Melkweg en op een gegeven moment door de intergalactische ruimte snelt met een constante snelheid (van bijvoorbeeld 30 km per seconde) zonder van richting te veranderen. Wat zorgt er dan voor dat de aarde over een rechte (denkbeeldige) lijn met een constante snelheid voortdendert? Niets, zegt de conventionele natuurkunde, want het is gewoon de traagheid van de aarde waardoor de aarde met een constante snelheid rechtdoor gaat, want dat is een natuurwet. Men had geen verklaring en dus riep men het eenparig bewegen maar als natuurwet van de traagheid uit. Echter, bij die traagheid zit wel een zekere kracht. Immers, tijdens zijn reis door de intergalactische ruimte zal de aarde heus wel eens tegen een verdwaalt steentje (dat met een bromfietssnelheid van 40 km per uur aan komt kachelen) botsen of voor mijn part alleen maar tegen een atoom. Als er geen kracht is die de aarde voort doet denderen dan brengt een steentje of zelfs een atoom die hele aarde tot stilstand of jaagt de planeet zelfs de andere kant op. Er moet daarom iets zijn dat de aarde voortstuwt met een enorme snelheid en kracht. Wat kan dat zijn? Men heeft het in de conventionele natuurkunde over zwaartekracht en traagheid, maar niet over hoe die zwaartekracht of traagheid doen wat ze doen. Ook wat dit betreft zit er een enorme lacune in de huidige conventionele natuurkunde.
Het Higgs-deeltje en traagheid
Volgens de moderne theorieën is het hele heelal ondergedompeld in een Higgs-oceaan die een wisselwerking heeft met quarks en elektronen en daardoor aan alle voorwerpen traagheid geeft. (Maar niet aan fotonen volgens de conventionele natuurkundigen, omdat fotonen volgens hen massaloos zijn en daardoor volkomen ongehinderd door de Higgs-oceaan gaan.) Het zou de weerstand van de Higgs-oceaan zijn die ervoor zorgt dat je lichaam het voelt als het een versnelling ondervindt. Het Higgs-veld oefent echter alleen een kracht uit als voorwerpen versnellen of vertragen, alleen dan maakt het Higgs-veld volgens de moderne conventionele natuurkunde zijn aanwezigheid duidelijk. Een voorwerp dat met een constante snelheid over een rechte lijn gaat ondervindt geen weerstand van de Higgs-oceaan. Conventionele natuurkundigen denken dat zonder de Higgs-oceaan alle quarks en elektronen op fotonen zouden lijken en totaal massaloos zouden zijn. Ze hebben nog geen verklaring over hoe de Higgs-oceaan quarks en elektronen weerstand biedt als die versnellen of vertragen. Dat betekent dat ze datgene wat traagheid veroorzaakt een naam (Higgs-veld) hebben gegeven maar dat ze feitelijk niets verklaren. De kracht die een theekopje naar de aarde doet vallen kreeg een naam (zwaartekracht), een naam die niets verklaart. Datgene wat traagheid veroorzaakt heeft ook een naam gekregen (Higgs-veld), een naam die ook niets verklaart. Overigens is traagheid zelf ook een naam die niks verklaard. Traagheid is de naam voor de weerstand van een lichaam als dat lichaam een versnelling ondervindt. Die weerstand een naam geven verklaart niets.
Natuurkundigen denken dat Higgs-velden zijn opgebouwd uit deeltjes die ze Higgs-deeltjes noemen. Men hoopt het Higgs-deeltje binnenkort experimenteel aan te tonen, maar er is een probleem. Al in de jaren tachtig gaven duizenden wetenschappers miljoenen dollars uit om het Higgs-deeltje op te sporen en begin jaren negentig werd het niet vinden van het Higgs-deeltje al als een probleem beschouwd. Mogelijk wacht het Higgs-deeltje hetzelfde lot als het zogenaamde protonverval wat decennia geleden verondersteld werd te gebeuren. Verschillende natuurkundige modellen voorspelden het uiteindelijke verval van protonen. Men schatte de levensduur van een proton op 1033 jaar. Experimenteel ging men vervolgens zeer veel protonen (ongeveer 1033) tegelijk bekijken en wachtte men of er zo nu en dan één verviel. Eind jaren zeventig en begin jaren tachtig werden er miljoenen dollars uitgegeven om het te meten, maar het werd een mislukking, er werd geen protonverval gemeten. Vandaar dat er vervolgens modellen werden ontwikkeld die geen protonverval voorspelden.
Je zou kunnen denken aan een terugkeer van de ether met een Higgs-oceaan vol met Higgs-deeltjes. Echter, de Higgs-oceaan heeft volgens de modellen op geen enkele manier invloed op de snelheid van het licht. De Higgs-oceaan is dus iets anders dan ether (komt verderop) die juist een heel sterke invloed heeft op de snelheid van licht en er zelfs bepalend voor is.
Theoretische berekeningen van conventionele natuurkundigen laten zien dat het mogelijk moet zijn een Higgs-deeltje te meten met de hoogenergetische botsingen die plaatsvinden in de Large Hadron Collider, een enorme deeltjesversneller die nu gebouwd wordt in Genève en naar verwachting eind 2007 gereed is. Veel conventionele natuurkundigen menen dat als met de Large Hadron Collider het Higgs-deeltje niet gevonden wordt het theoretische raamwerk van de deeltjesfysica dat al dertig jaar overeind staat drastisch moet worden herzien.
Daarnaast zijn er momenteel wereldwijd veel experimenten gaande om de zogenaamde WIMPS (Weakly Interacting Massive Particles) te meten die donkere materie zouden kunnen verklaren. Ook van deze WIMPS kan wel eens blijken dat ze onvindbaar zijn (omdat donkere materie heel eenvoudig anders verklaard kan worden; komt verderop).
Newton en Mach
Aristoteles was van mening dat vacuüm niet kon bestaan omdat een lichaam in vacuüm geen weerstand (= geen traagheid) zou hebben waardoor iedere kracht het lichaam tot een oneindige snelheid zou brengen. In de intergalactische ruimte is er vacuüm wat ons hedendaagse begrip van vacuüm betreft: geen of nauwelijks moleculen of atomen. Echter, dat was natuurlijk niet wat Aristoteles bedoelde met vacuüm. Aristoteles bedoelde met vacuüm dat er helemaal niets was, dus ook geen (veel) kleinere deeltjes dan atomen of fotonen die we (nog) niet kennen. Wat dat betreft kan nog wel eens blijken dat Aristoteles volkomen gelijk had. Mogelijk dat er niet zoiets als vacuüm kan bestaan omdat je dan kunt krijgen dat een object als de aarde dat zich voortstuwt met een constante snelheid van 30 km per seconde langs een rechte lijn in de intergalactische ruimte met een door een astronaut achteloos weggegooid steentje tot stilstand gebracht kan worden. Wat kan het zijn dat voor traagheid zorgt? En ook: wat kan er voor zorgen dat onze aarde zo enorm wordt samengedrukt door de zwaartekracht?
Isaac Newton (1642-1726) beweerde dat er iets was als "absolute ruimte". Hoe kan het dat de aarde afplat aan de polen? Dat komt omdat de ronddraaiende materie (onder andere bij de evenaar) rechtdoor wil maar niet rechtdoor kan omdat het bijeengehouden wordt door de zwaartekracht van de aarde. Daardoor heeft de aarde bij de evenaar de grootste diameter en heeft de aarde een beetje afgeplatte vorm. Hoe kan het dat die materie rechtdoor wil en uit de bocht wil vliegen? Dat is hetzelfde als een object dat in de intergalactische ruimte rechtdoor gaat over een (denkbeeldige) rechte lijn met een constante snelheid. Newton zei: "De absolute ruimte zorgt voor eenparig bewegen." Maar hoe de absolute ruimte dat dan deed heeft Newton nooit gezegd.
Waar Newton zei dat eenparig bewegen veroorzaakt wordt door de (absolute) ruimte zei Ernst Mach (1838-1916) dat eenparig bewegen veroorzaakt wordt door (alle) materie. Mach opperde het idee dat de traagheid gerelateerd kan zijn aan alle materie in het heelal. Je voelde volgens Mach alleen maar een versnelling als je versnelt ten opzichte van alle (of in ieder geval een groot deel van de) materie in het heelal. Maar net als Newton verklaarde ook Mach niet hoe die materie dat dan deed. Sterren (nu: sterrenstelsels) op vele lichtjaren afstand zorgen volgens Mach (in de tijd van Mach waren het alleen nog sterren) voor de kracht die een object met een constante snelheid door de intergalactische ruimte voort doet gaan. Wat dat betreft kun je ook Newton's antwoord niet zo gek vinden. Immers, het object gaat door de ruimte en iets in die ruimte zorgt voor de traagheid die het object heeft. Mogelijk dat zowel Newton als Mach allebei deels gelijk hadden. Misschien zorgen de sterrenstelsels op enorme afstanden ervoor dat er in de ruimte ter plekke iets zit wat voor traagheid zorgt.
Er is een opvallende overeenkomst tussen ether en traagheid. De ether zorgde ervoor dat licht met een constante snelheid langs een rechte lijn bewoog. De traagheid zorgde ervoor dat als een voorwerp in de ruimte met een constante snelheid langs een rechte lijn voortbewoog het voorwerp dat met die constante snelheid langs die rechte lijn bleef doen (als er geen krachten op het voorwerp uitgeoefend werden). Als je er van uitgaat dat een foton massa heeft en als een deeltje kan worden gezien, kun je veronderstellen dat datgene wat voor traagheid zorgt ook voor de voortplanting van licht zorgt. Op die manier kunnen ether en traagheid mogelijk ooit bij elkaar gevoegd worden.
Het afwijzen van de ether is gebaseerd op het "als we het niet meten is het er niet" en daar was de speciale relativiteitstheorie van Einstein uit 1905 op gebaseerd: de boel zo uitlegen dat je geen ether nodig hebt, immers, die ether was er niet want die was niet gemeten. Maar ten eerste kan het wel eens zo zijn dat er wel allerlei effecten van de ether zijn gemeten zoals je verderop kunt lezen (alle waarnemingen die de relativiteitstheorie "bewijzen" kunnen naar mijn mening eenvoudiger en samenhangender door een ethertheorie verklaard worden). Maar er is nog iets anders. Met de algemene relativiteitstheorie kwam Einstein in 1916 net zo vrolijk met iets wat niet gemeten was: de ruimtetijd, ook een hypothetisch iets waarvan men net als bij de ether niet weet of het er werkelijk is. Ruimtetijd is net zo hypothetisch als ether. Met de introductie van de ruimtetijd haalde Einstein in zekere zin opnieuw de ether van stal, maar nu met het "relativiteitsjasje" waarin tijd een vierde dimensie was. De hypothetische absolute ruimte en hypothetische absolute tijd van Newton werden samengevoegd tot de hypothetische absolute ruimtetijd van Einstein.
Er is iets in de ruimte dat iets doet, zoals bijvoorbeeld zwaartekracht en traagheid veroorzaken. Mogelijk kan het verhelderend zijn om na te denken hoe zwaartekracht en traagheid doen wat ze doen zonder er moeilijke begrippen als absolute ruimte, absolute tijd, absolute ruimtetijd of ether bij te slepen.
Kleine deeltjes
Als we naar onszelf als mens kijken kun je stellen dat ons lichaam vooral op twee manieren met de omgeving interacteert. Eén ding is iets wat we ons hele leven vierentwintig uur per dag doen: ademhalen. We ademen continu lucht in waardoor ons bloed via onze longen zuurstof op kan nemen en kooldioxide af kan voeren. Daarnaast eten en drinken we vast en vloeibaar voedsel waardoor ons bloed via onze darmen water en voedingsstoffen op kan nemen. Om te kunnen leven hebben we een continue uitwisseling met onze omgeving nodig die er voor zorgt dat we kunnen blijven bestaan en niet kapot gaan. We zijn wat dat betreft natuurlijk de enigen niet. Alle organismen die we kennen hebben een uitwisseling met hun omgeving nodig: muizen, vissen, vogels, planten, wormen, insecten en bacteriën. Uitwisseling zorgt voor de energie om te kunnen bestaan. Er is ook iets dat continu energie in de aarde steekt waardoor de aarde een bol materie is die bijeen blijft: zwaartekracht. Ook is er iets dat continu energie in atomen steekt zodat een atoomkern bijeen blijft en niet uit elkaar spat. Kan het zijn dat er continu talloze kleine deeltjes in en uit een atoom gaan? Kan het zijn dat een atoom gelijk uit elkaar zou spatten als dat niet gebeurt? Mogelijk dat een zware atoomkern met een hele hoop positief geladen protonen op aarde bijeengehouden wordt door allerlei deeltjes die van buiten de aarde van alle kanten komen en zodoende de protonen bijeenhouden door de protonen naar elkaar toe te duwen (dit is ook door anderen geopperd2). Zou het kunnen dat atomen continu allerlei kleine deeltjes opnemen en tegelijk weer uitzenden? We weten dat zonlicht iets doet wat hiermee een klein beetje te vergelijken is. Zonlicht dat op een landschap valt is een continue aanvoer van enorm veel fotonen die op de bomen, huizen, wegen, struiken en het gras vallen. Overal waar de fotonen op vallen worden er fotonen opgenomen zodat alles door de zon verwarmt wordt. Maar tegelijk straalt het hele landschap ook weer fotonen in allerlei kleuren uit (niet door de warmte maar kleur van de voorwerpen waar het zonlicht op valt; daarnaast stralen de voorwerpen ook fotonen uit als gevolg van de warmte van die voorwerpen, fotonen die we niet met onze ogen kunnen zien, wel met een nachtkijker). De fotonen zorgen er natuurlijk niet voor dat de atoomkernen van het landschap niet uit elkaar vliegen. Het gaat me hier om het landschap dat heel veel kleine deeltjes (fotonen) opneemt en weer uitstraalt (en weerkaatst). Ons bloed neemt moleculen en atomen op via onze longen en via onze darmen. Heel veel moleculen en atomen. Als je een glas water drinkt krijg je 1025 watermoleculen binnen. Moleculen zijn heel erg klein, fotonen zijn nog veel kleiner, maar mogelijk dat er nog veel kleinere deeltjes dan fotonen bestaan die in nog veel grotere aantallen dan fotonen voorkomen. Mogelijk dat zeer grote aantallen veel kleinere deeltjes dan fotonen heel belangrijk zijn voor atomen om te "overleven". Mogelijk dat zeer kleine deeltjes zeer bepalend zijn voor het bestaan van een zeer compacte (in potentie instabiele) kern in atomen (instabiel vanwege alle plusladingen van protonen die elkaar met grote kracht afstoten). Mogelijk ook dat zeer kleine deeltjes zeer bepalend zijn voor het gedrag en de beweging van elektronen in een atoom. Indien er iets dergelijks aan de hand is dan zou het natuurlijk goed kunnen dat ook zulke zeer kleine deeltjes die in en uit atomen gaan op hun beurt weer nog kleinere deeltjes nodig hebben die in en uit die zeer kleine deeltjes gaan om stabiel te blijven. En ook die nog kleinere deeltjes zouden weer nog kleinere deeltjes nodig kunnen hebben die in en uit die nog kleinere deeltjes gaan om stabiel te blijven, etc. Als we er van uitgaan dat dit allemaal zo is, hoe zouden we dan een en ander kunnen verklaren met betrekking tot traagheid? Mijn uitgebreide hypothese hier is: er bestaan zeer kleine deeltjes die in en uit atomen gaan, en nog kleinere deeltjes die in en uit die zeer kleine deeltjes gaan, en nog weer kleinere deeltjes die in en uit die nog kleinere deeltjes gaan, etc. De eenvoudigste variant van deze uitgebreide hypothese is: er bestaan zeer kleine deeltjes (gravitonen oftewel zwaartekrachtdeeltjes) die in en uit atomen gaan. Voor ik een verklaring voor traagheid ga geven, verklaar ik eerst de zwaartekracht met deze eenvoudigste variant.
Pushing gravity en traagheid
Wat zwaartekracht betreft baseert de conventionele natuurkunde zich op de algemene relativiteitstheorie. Conventionele natuurkundigen hebben het er over dat een object als de aarde de ruimtetijd kromt waardoor er zwaartekracht ontstaat. Daarnaast hebben ze het over zwaartekrachtgolven die zich vanuit een massaobject met de snelheid van het licht kunnen verplaatsen. Elektromagnetische golven, geluidsgolven en watergolven lopen door de ruimte maar gravitatiegolven zouden volgens conventionele natuurkundigen in de ruimte lopen, want ze zijn voortplantende verstoringen van de geometrie van de ruimte zelf. Maar men heeft geen flauw benul van wat die ruimte dan is. Het is iets, maar verder komt men niet, wat dat betreft zijn ze met Einstein's absolute ruimtetijd geen stap verder dan Newton's absolute ruimte. Een werkelijke verklaring heeft de conventionele natuurkunde niet voor de werking van de zwaartekracht. Momenteel worden er enorme sommen belastinggeld uitgegeven om zwaartekrachtgolven te meten. Ik ben benieuwd. Ik geef het een goede kans dat er geen enkele zwaartekrachtgolf gemeten wordt. Het doet me denken aan het Higgs-deeltje, protonverval en WIMPS.
Stel dat er een klein deeltje (het zwaartekrachtdeeltje) in en uit materie (bijvoorbeeld atomen) gaat. Op die manier krijg je dat alle materie in het heelal continu zowel kleine deeltjes uitzendt als kleine deeltjes absorbeert. Op die manier komen er vanaf alle kanten kleine deeltjes naar de aarde toe. Het grootste deel van die deeltjes zullen door de aarde heen schieten, maar een bepaald deel van die deeltjes zal tegen een subatomair deeltje botsen en geabsorbeerd worden. Op die manier kun je je voorstellen dat de aarde wordt samengedrukt door allerlei kleine deeltjes die van alle kanten komen. Waarom wordt een theekop dan naar de aarde toe geduwd en niet van de aarde af? Omdat er meer deeltjes de theekop naar de aarde duwen dan dat er deeltjes zijn die de theekop van de aarde af duwen. Immers, een aantal van de (mogelijk zeer vele miljarden) deeltjes die van de andere kant van de aarde komen wordt geabsorbeerd door de aarde en dus duwen er minder deeltjes de theekop van de aarde weg. Op die manier kun je op een heel eenvoudige manier zwaartekracht verklaren. Zwaartekracht is in dat geval geen kracht van de aarde die de theekop aantrekt, maar een kracht van buiten de aarde die de theekop naar de aarde toeduwt. Vandaar dat het ook wel duwende zwaartekracht wordt genoemd, of, op z'n Engels: pushing gravity. Op dezelfde manier kun je verklaren dat de zon en de aarde naar elkaar toe worden geduwd (figuur 10) en ook sterrenstelsels kunnen op deze manier naar elkaar toe geduwd worden.
Figuur 10. Zwaartekrachtdeeltjes duwen de massa van de aarde en de zon in elkaar en duwen de aarde en de zon naar elkaar toe.
De eerste die dit idee opperde was Nicolas Fatio de Duillier (1664-1753), een tijdgenoot van Isaac Newton (1642-1726). Newton hoorde van het idee maar schoof het terzijde omdat hij vond dat zwaartekracht verklaard moest worden als zijnde het werk van God. Ook andere tijdgenoten van Fatio zagen Fatio's ideeën met betrekking tot zwaartekracht niet zitten. Later was het Georges-Louis Le Sage (1724-1803) die dezelfde verklaring van zwaartekracht ook bedacht en er vervolgens achterkwam dat het al door Fatio bedacht was2. De laatste jaren verklaren steeds meer wetenschappers zwaartekracht met het pushing gravity concept2,3.
Mogelijk dus dat zeer kleine deeltjes, die ik zwaartekrachtdeeltjes noem, voor zwaartekracht zorgen. Mogelijk ook dat er meerdere soorten deeltjes voor zwaartekracht zorgen, maar voor het gemak en de eenvoud ga ik er hier vanuit dat het één soort deeltje, het hypothetische zwaartekrachtdeeltje, is die het doet. Op die manier kun je verklaren dat stenen, die met een constante snelheid over een (denkbeeldige) rechte lijn richting aarde zouden gaan, afbuigen richting aarde omdat ze naar de aarde geduwd worden door zwaartekrachtdeeltjes, zoals aangegeven in figuur 11. Voor het gemak ga ik er hier even vanuit dat de aarde stil staat.
Figuur 11. Stenen die langs de aarde schieten worden afgebogen doordat ze door zwaartekrachtdeeltjes (niet getekend) naar de stilstaande aarde geduwd worden.
Figuur 11 gebruik ik als opmaat voor een verklaring van traagheid. Een object dat met een constante snelheid over een (denkbeeldige) rechte lijn voortraast in de intergalactische ruimte zal ook te maken hebben met zwaartekrachtdeeltjes die van alle kanten op het object afkomen. De deeltjes zullen van alle kanten op het object afkomen en dus zullen ze geen netto-effect op het object hebben, zou je zeggen. Maar mogelijk kunnen ze wel een effect op een object hebben als het object beweegt.
Figuur 12. Een object dat door de intergalactische ruimte snelt. Van alle kanten komen even veel zwaartekrachtdeeltjes op het object af. Het getekende puntje in het object stelt een subatomair deeltje voor waar zwaartekrachtdeeltjes tegen op kunnen botsen.
Behalve de hypothetische zwaartekrachtdeeltjes die in en uit materie kunnen gaan voer ik nu ook nog kleinere deeltjes in die in en uit de zwaartekrachtdeeltjes kunnen gaan. Het in figuur 12 getekende puntje (in het object) dat een subatomair deeltje voorstelt waar zwaartekrachtdeeltjes tegenop kunnen botsen is opnieuw getekend in figuur 13. Voor het gemak is verondersteld dat er van alle kanten evenveel zwaartekrachtdeeltjes op afkomen en dat het subatomaire deeltje stil staat in het atoom waarin het zich bevindt. Het in figuur 12 getekende object waarin het deeltje zich bevindt staat niet stil, maar beweegt met 30 km per seconde door de intergalactische ruimte, vandaar dat in figuur 13 het subatomaire deeltje met 30 km per seconde naar rechts beweegt.
Figuur 13. Zwaartekrachtdeeltjes die van alle kanten tegen een subatomair deeltje opbotsen.
Nu vraag ik je om figuur 11 even in gedachten te nemen. Omdat er in figuur 13 kleinere deeltjes zijn die in en uit de zwaartekrachtdeeltjes gaan, worden de zwaartekrachtdeeltjes afgebogen door die kleinere deeltjes zoals in figuur 11 de stenen worden afgebogen door zwaartekrachtdeeltjes. In figuur 14 is dit te zien voor zwaartekrachtdeeltjes die van achter het subatomaire deeltje het subatomaire deeltje naderen (zwaartekrachtdeeltjes die van andere kanten komen zijn weggelaten).
Figuur 14. Zwaartekrachtdeeltjes die van achter een subatomair deeltje komen worden in de richting van een subatomair deeltje geduwd door kleinere deeltjes (niet getekend) dan zwaartekrachtdeeltjes.
Van alle kanten zullen zwaartekrachtdeeltjes wat afgebogen worden door de kleinere deeltjes, dus middelt het uit zou je kunnen denken. Echter, omdat het subatomaire deeltje met 30 km per seconde naar rechts beweegt zullen de (in figuur 14 getekende) zwaartekrachtdeeltjes die van links komen meer tijd hebben om door de kleinere deeltjes naar het subatomaire deeltje gebogen te worden. Zwaartekrachtdeeltjes die van rechts komen zullen juist minder tijd hebben om door de kleinere deeltjes naar het subatomaire deeltje gebogen te worden. Op die manier botsen er meer zwaartekrachtdeeltjes van achteren tegen het subatomaire deeltje dan van voren. Zo kun je verklaren waarom er op een bewegend voorwerp continu kracht wordt uitgeoefend, een kracht die we traagheid hebben genoemd.
Met deze hypothese heeft Newton dus gelijk: het is de ruimte die het doet (= voor traagheid zorgen), maar die ruimte is niet zozeer de ruimte als wel kleine deeltjes in de ruimte. Maar ook Mach had gelijk, Mach die zei dat alle materie (in de vorm van sterren) het doet. Maar niet zozeer die materie doet het als wel kleine deeltjes die uit die materie komen. Zowel Mach als Newton hadden dus deels gelijk met de hier gegeven hypothese.
Voor de verklaring van zwaartekracht had ik één hypothetisch klein (zwaartekracht)deeltje nodig. Voor de verklaring van traagheid heb ik twee hypothetische deeltjes (een zwaartekrachtdeeltje en een kleiner deeltje) nodig. (Maar mogelijk dat ieder kleiner deeltje nog kleinere deeltjes nodig heeft om zich te kunnen verplaatsen. Zoals het heelal oneindig groot kan zijn in de zin dat er mogelijk altijd verderop weer iets te vinden is, zo kan het heelal misschien ook oneindig klein zijn in de zin dat er altijd nog kleinere deeltjes te vinden zijn.) Deze verklaring van traagheid sluit dus aan bij het standpunt van Aristoteles dat vacuüm niet bestaat omdat dan met een kleine duw voorwerpen enorme snelheden kunnen krijgen. Misschien kan er ook geen vacuüm bestaan, omdat er altijd nog kleinere deeltjes te vinden zijn, heel kleine deeltjes die in immense aantallen door atomen of zwaartekrachtdeeltjes of nog kleinere deeltjes heen gaan, waarbij de meeste deeltjes niets in het atoom, in het zwaartekrachtdeeltje of in het nog kleinere deeltje zullen raken. Met altijd nog kleinere deeltjes zal ieder piepklein stukje ruimte altijd weer gevuld zijn met heel veel (nog) kleinere deeltjes.
We kennen al een deeltje dat door atomen heen kan gaan: het foton (bijvoorbeeld radiogolven). Maar deeltjes als zwaartekrachtdeeltjes en nog kleinere deeltjes zullen waarschijnlijk veel kleiner dan fotonen zijn. Deze kleine deeltjes vullen dan het hele heelal en zouden mogelijk de deeltjes kunnen zijn waarmee licht zich voortplant in de ruimte (mogelijk zwaartekrachtdeeltjes maar mogelijk ook dat er andere eventueel nog kleinere deeltjes zijn die er voor zorgen dat een foton zich door de ruimte voortplant). Zowel zwaartekracht als traagheid kunnen dus worden verklaard aan de hand van hypothetische kleine deeltjes en daarom kunnen zowel zwaartekracht als traagheid opgevat worden als een ethereffect (ethereffect = een meting of observatie waarvan je kunt veronderstellen dat die het gevolg is van kleine hypothetische deeltjes). Dat de aarde een bol is die blijft bestaan en niet uit elkaar spat kan dus beschouwd worden als een ethereffect. Wij als mensen kunnen bestaan omdat de atomen in ons lichaam niet uit elkaar spatten. Mogelijk dus dat wij bestaan dankzij de ether. Ons bestaan kan dus opgevat worden als een ethereffect.
Altijd weer kleinere deeltjes?
Mogelijk moeten er altijd nog kleinere deeltjes zijn omdat ook het kleinste deeltje zich moet kunnen verplaatsen zonder een oneindige snelheid te kunnen krijgen (volgens Aristoteles' bewering dat er geen vacuüm kan bestaan). Mogelijk dat ieder voorwerp (hoe klein ook) een bepaalde traagheid moet hebben. Maar mogelijk ook dat uiteindelijk ieder deeltje wel tegen een ander deeltje opknalt en dat ook daardoor bepaalde deeltjes geen oneindige snelheid kunnen krijgen en dat er dus wel iets kan bestaan als de "allerkleinste deeltjes" oftewel elementaire deeltjes. Misschien is het onmogelijk om erachter te komen of een bepaald deeltje een elementair of een allerkleinst deeltje is. Misschien is het ook onmogelijk om er achter te komen of het al dan niet onmogelijk is om er achter te komen of er zoiets als een kleinste deeltje bestaat of kan bestaan.
Elektromagnetische kracht, zwakke kernkracht, sterke kernkracht en zwaartekracht zijn de vier fundamentele krachten die er volgens conventionele natuurkundigen zijn.
Het elektromagnetische veld is opgebouwd uit fotonen die de elektromagnetische kracht overbrengen. Natuurkundigen geloven dat het gravitatieveld is opgebouwd uit gravitonen die de zwaartekracht overbrengen. Het bestaan van gravitonen moet nog experimenteel worden aangetoond. (Volgens supersnaarnatuurkundigen is het graviton een laag-energetisch trillingspatroon met massa nul. Conventionele natuurkundigen denken dat een foton ook geen massa heeft. Men kan ook niet anders denken omdat het allerkleinste beetje massa een foton volgens de formules van de relativiteitstheorie een oneindige energie geeft. Hetzelfde geldt voor gravitonen.) Zoals fotonen en gravitonen zorgen voor respectievelijk het elektromagnetische veld en voor de zwaartekracht, zo hebben conventionele natuurkundigen de namen gluonen en W/Z-deeltjes verzonnen voor de deeltjes die respectievelijk de sterke en zwakke kernkracht overbrengen. Het bestaan van gluonen en W/Z-deeltjes is met versnellerexperimenten experimenteel aangetoond. Echter, hoe fotonen, gravitonen, gluonen of W/Z-deeltjes krachten overbrengen weet men niet.
In de deeltjesfysica spreekt men van elementaire deeltjes (die niet bestaan uit nog kleinere deeltjes) enerzijds en boodschapperdeeltjes die krachten overbrengen anderzijds. Echter, je kunt ook uitgaan van deeltjes (die bestaan uit nog kleinere deeltjes die weer bestaan uit nog kleinere deeltjes, etc.) die worden geduwd door kleinere deeltjes (die op hun beurt ook worden geduwd door nog kleinere deeltjes, etc.). Het zou kunnen dat er geen elementaire deeltjes bestaan, oftewel geen deeltjes die niet bestaan uit nog kleinere deeltjes. Misschien is het heel logisch om er zo tegenaan te kijken (naast dat je altijd nog kleinere deeltjes nodig kan hebben ter voorkoming van vacuüm en ter voorkoming van het niet bestaan van traagheid voor het kleinste deeltje). Immers, als je ergens een echt elementair deeltjes zou hebben, zou je een bepaald volume van de ruimte hebben die volledig massief gevuld is en hoe zou dat massief-gevuld-zijn dan moeten zijn? Het standaardmodel voor atomaire deeltjes gaat uit van deeltjes die een bepaald (zeer klein) volume hebben (en tegelijk ook weer niet, want het zijn puntdeeltjes; echter, een kleinste deeltje zal toch iets van een volume moeten hebben, anders is het niets) en welke elementair zijn en dus ondeelbaar. Echter, zulke puntdeeltjes moeten toch ergens een bepaald volume hebben en wat zit dan in dat volume? Ik zie de "kleine deeltjes" die ik de hele tijd noem ook niet als puntdeeltjes maar net als atomen als deeltjes die opgebouwd zijn uit andere deeltjes (zoals protonen en neutronen), welke weer opgebouwd zijn uit nog kleinere deeltjes (zoals quarks, die in de conventionele natuurkunde als elementaire deeltjes beschouwd worden), welke weer opgebouwd zijn uit nog kleinere deeltjes, etc. Op die manier kun je bij de kleine deeltjes waar ik het hier over heb nooit spreken van puntdeeltjes. Ik begin steeds meer te vermoeden dat er altijd weer nog kleinere deeltjes te vinden moeten zijn. Al begin ik ook te vermoeden dat dit mogelijk iets is dat je nooit zult kunnen bewijzen noch dat je ooit kunt bewijzen dat je het kleinste deeltje te pakken hebt (zoals je ook nooit kunt bewijzen dat het heelal oneindig qua ruimte of tijd is).
Een stuk metaal is voor ons zo massief als maar kan, althans op het eerste gezicht. Echter, natuurkundigen zijn het er allemaal wel over eens dat een stuk metaal allesbehalve massief is en juist voor het allergrootste deel bestaat uit helemaal niets. Misschien dat dit voor alle deeltjes geldt en dat daardoor altijd het kleinste deeltje dat je kent uit nog kleinere deeltjes moet bestaan (en dus een deeltje nooit volledig massief gevuld is). Natuurlijk is dit nauwelijks voorstelbaar en bijna gekmakend, maar exact hetzelfde geldt voor een oneindig heelal waarin altijd verderop ook weer iets te vinden valt.
De huidige conventionele natuurkunde ziet de elektromagnetische kracht, zwakke kernkracht, sterke kernkracht en zwaartekracht als de vier krachten die er bestaan in het heelal. Hoe kijkt men hier tegenaan over een tweeduizend jaar? We kijken er nu wat vreemd tegenaan dat de Griek Empedocles geloofde dat alles uit aarde, lucht, vuur en water bestond. Dat zat dus heel anders in elkaar weten we nu, maar toentertijd was het de normaalste zaak van de wereld. Mogelijk kijken we over tweeduizend jaar ook zo naar de zwakke kernkracht, sterke kernkracht, elektromagnetische kracht en zwaartekracht. Als er heel veel kleinere deeltjes en nog kleinere deeltjes zijn dan zit alles zeer wel mogelijk heel wat subtieler en anders in elkaar dan natuurkundigen nu denken.
De aarde heeft zo'n sterke zwaartekracht dat het zuurstofmoleculen vasthoudt. Zwaartekrachtdeeltjes (als ze bestaan) zorgen er voor dat zuurstofmoleculen bij de aarde blijven. Zouden er op die manier ook kleinere deeltjes zijn die zorgen dat zwaartekrachtdeeltjes bij bijvoorbeeld kernen van atomen (of protonen of quarks) blijven als zwaartekrachtdeeltjes daar maar toevallig dicht genoeg bij in de buurt komen? Op die manier zou je je kunnen voorstellen dat atoomkernen zwaartekrachtdeeltjes op kunnen nemen, namelijk net als een goudatoom dat door het zonnestelsel schiet en vervolgens door zwaartekrachtdeeltjes bij de aarde blijft (mechanisch zal het er natuurlijk heel anders uitzien, maar mogelijk is er wat dit betreft een parallel te trekken). De aarde wordt gevormd door zwaartekrachtdeeltjes die atomen tot één bol/hoop duwen. Mogelijk dat bepaalde subatomaire deeltjes gevormd worden doordat kleinere deeltjes dan zwaartekrachtdeeltjes zeer veel kleine deeltjes (zoals zwaartekrachtdeeltjes) tot één bol/hoop/subatomair-deeltje duwen.
Rond de aarde zit een laag luchtmoleculen (de atmosfeer) die door zwaartekrachtdeeltjes naar de aarde geduwd worden in het geval van pushing gravity. Mogelijk dat rond de aarde ook een soort van laag zit van zwaartekrachdeeltjes die door nog kleinere deeltjes (dan zwaartekrachtdeeltjes) naar de aarde geduwd worden. Mogelijk ook dat er rond de aarde een soort van laag zit van zulke nog kleinere deeltjes (dan zwaartekrachtdeeltjes) die door nog kleinere deeltjes naar de aarde geduwd worden.
Het tweespleten experiment
Als je licht op een plaat laat vallen met twee spleten erin en je plaatst verderop een scherm, zoals in figuur 15, dan komen er op dat scherm afwisselend lichte en donkere strepen.
Figuur 15 Licht valt door een plaat met twee spleten en zorgt voor afwisselend donkere en lichte strepen op een achterliggend scherm. (Dit was niet het goede plaatje, een interferentiepatroon ziet er wat anders uit. Maar voor het verhaal maakt het weinig uit. Eit, 16 mei 2008.)
Men denkt dat fotonen van de twee spleten op zo'n manier met elkaar interfereren dat ze de ene keer elkaar uitdoven en de andere keer elkaar versterken, vandaar dat je (volgens de conventionele natuurkunde) de lichte en donkere strepen krijgt met het tweespleten experiment. Ook watergolven kunnen met elkaar interfereren. Het optreden van interferentie met licht in het tweespleten experiment werd aan het eind van de negentiende eeuw gezien als bewijs voor het golfkarakter van licht. Maar als je aan een fotografische plaat denkt waar een foton op valt waardoor een chemische reactie volgt denk je aan een deeltje. Licht kun je dus zowel als een golf als een deeltje opvatten en dit is al meer dan een eeuw een raadsel voor natuurkundigen. Men is er nog steeds niet over uit of een foton een deeltje is of een golf.
Stel dat er inderdaad iets bestaat als zwaartekrachtdeeltjes of andere zeer kleine (en zeer snelle, sneller dan licht) deeltjes die we niet kennen en dat fotonen op een of andere manier die deeltjes nodig hebben om zich voort te planten. Je kunt je dan voorstellen dat een foton zich voortplant zoals een watergolf in de oceaan: deeltjes geven de golf door, het foton kan bestaan uit het doorgeven van energie in een oceaan van zwaartekrachtdeeltjes (of een oceaan van andere kleine deeltjes). Het foton is in dat geval een golf. Maar ook kun je denken aan een ijzeratoom dat door de interstellaire ruimte gaat: het ijzeratoom verplaatst zich als een deeltje. Een ijzeratoom is een verzameling protonen, neutronen en elektronen. Je kunt je een foton ook voorstellen als een verzameling zwaartekrachtdeeltjes (of een verzameling van andere kleine deeltjes). Op die manier zou je een foton als een deeltje kunnen zien. (Overigens, als je op deze manier naar een foton kijkt dan moet er iets zijn wat die kleine deeltjes bij elkaar houdt. Op die manier kun je je voorstellen dat er nog kleinere deeltjes moeten zijn die die kleine deeltjes bijeenhouden/bijeenduwen.)
Eén foton, atoom of elektron per keer in het tweespleten experiment geeft ook een referentiepatroon. Dit is het grote raadsel van het tweespleten experiment. Je kunt één elektron per dag er doorheen sturen en dan nog krijg je een interferentiepatroon (oftewel banen waar veel elektronen op het scherm terechtkomen en banen waar weinig of geen elektronen terechtkomen). Het tweespleten experiment met één elektron per keer gaf in de jaren twintig van de vorige eeuw een enorme schok in de grondslagen van de natuurkunde. Op een of andere manier had een deeltje als een elektron een golfkarakter. Naar aanleiding hiervan kwam Max Born in 1927 met de waarschijnlijkheidsgolf, dat de grondslag van de kwantummechanica zou worden Zoals het meten van een constante snelheid van licht er sterk mede voor gezorgd heeft dat de relativiteitstheorie ontstond zo is het één-elektron-per-keer tweespleten experiment heel erg bepalend geweest voor de ontwikkeling van de kwantummechanica.
Maar hoe kan dat? Een atoom is een deeltje. Hoe kan één atoom met zichzelf interfereren? Het is eenvoudig te verklaren met een oceaan vol kleine deeltjes die we (nog) niet kennen, zoals zwaartekrachtdeeltjes of nog kleinere deeltjes. In dat geval zou een atoom, elektron of foton dat in zijn eentje naar één van de twee spleten gaat de "oceaan met kleine deeltjes" in trilling kunnen brengen waardoor golven in de oceaan van kleine deeltjes door de andere spleet gaan en later met het foton interfereren zodat er een interferentiepatroon ontstaat (dit is ook door andere wetenschappers naar voren gebracht2). Interferentiepatronen zijn op die manier op te vatten als een ethereffect.
Als in het één-per-keer-foton-tweespleten-experiment fotonen interfereren met golven in de "oceaan van kleine deeltjes" dan heb je natuurlijk kans dat de fotonen in een bundel licht dat je op twee spleten afstuurt dat ook doen. Met andere woorden: mogelijk dat in zo'n bundel licht fotonen niet met elkaar interfereren, maar ook in een bundel licht met golven in de kleine deeltjesoceaan.
Er is onderzocht wat er gebeurt bij het tweespleten experiment bij individuele (één voor één) elektronen als je kijkt door welke spleet het elektron gaat. Het bleek toen dat het interferentiepatroon verdween. Een bevestiging van de kwantummechanica, vond men. Immers, met "kijken" verstoor je de boel. Echter, men "keek" met relatief grote deeltjes (fotonen). Hierdoor verstoorde men niet de baan van de elektronen (sterk) maar mogelijk wel de "golven door de oceaan met zeer kleine deeltjes" die mogelijk door de andere spleet gaan en later met het elektron interfereren.
Van atomen en elektronen weten we dat het deeltjes zijn die een bepaald golfkarakter hebben. Het zou dus kunnen dat atomen en elektronen trillen en daardoor ook de "oceaan van kleine deeltjes" in trilling brengen. Maar zoiets zou een foton ook kunnen doen, ook als een foton een deeltje blijkt te zijn. Hoe zou je het golfkarakter van een foton als deeltje kunnen voorstellen? Elektronen zijn deeltjes die in een magnetisch veld een cirkelende beweging maken zoals in figuur 16.
Figuur 16. Beweging van een elektron in een magnetisch veld.
Mogelijk dat een magnetisch veld door middel van fotonen ervoor zorgt dat het elektron de spiraalbeweging in figuur 16 krijgt. Indien fotonen deeltjes zijn die bewegen in en door middel van een veld van zwaartekrachtdeeltjes (of een veld met nog kleinere of andere kleine deeltjes) zou je je voor kunnen stellen dat ze een soortgelijke beweging hebben als elektronen in een magnetisch veld zoals getekend in figuur 16. Op die manier kun je een foton zien als een deeltje met golfeigenschappen (het idee van een foton als zijnde een deeltje dat beweegt zoals in figuur 16 is afkomstig van J.L Gaasenbeek, Toronto, Canada, die zijn ideeën op het internet heeft gezet).
Door de polariteit van licht gaan bepaalde fotonen wel door een bepaalde horizontale (of verticale) spleet maar niet door een verticale (respectievelijk horizontale) spleet. Mogelijk dat de cirkel van de foton in figuur 16 ellipsvorming is waardoor een foton polariteit kan vertonen doordat de ellips van het ene foton meer haaks ten opzichte van een spleet staat dan de ellips van een ander foton.
Een atoom dat een foton afgeeft zou een zekere hoeveelheid massa (een foton) kunnen afstoten dat als een soort van cirkelend elektron zoals in figuur 16 door de intergalactische ruimte schiet, het foton als deeltje. Echter, mogelijk ook dat een atoom een foton afgeeft (of liever: veroorzaakt) door een bepaalde hoeveelheid van de "oceaan van zeer kleine deeltjes" in beweging te brengen en dat er op die manier een golf door de oceaan met kleine deeltjes gaat, een beetje zoals er watergolven door de echte oceanen op aarde gaan.
Ik neig naar de opvatting van het foton als deeltje, maar we weten het doodeenvoudig niet, misschien dat het allemaal nog heel anders in elkaar zit dan de twee hier geopperde mogelijkheden.
Het onzekerheidsprincipe en de golffunctie in de kwantummechanica
De kwantummechanica stelt dat je van bepaalde kleine deeltjes (zoals bijvoorbeeld elektronen en fotonen) nooit tegelijk de plaats en de snelheid kunt bepalen zoals je dat wel kunt bij een auto die op een bepaalde plek rijdt. Dit komt doordat je bij heel kleine deeltjes (zoals elektronen en fotonen) de boel verstoort als je "kijkt" met fotonen. Een auto heeft geen hinder van fotonen als je de auto met een camera flitst, een elektron waarvan je plaats en snelheid wilt bepalen wel. Echter, indien er veel kleinere deeltjes bestaan dan fotonen waarmee je kunt "kijken" dan wordt het natuurlijk een heel ander verhaal.
De kwantummechanica is voor een groot deel gebouwd op het onzekerheidsprincipe van Heisenberg. Het onzekerheidsprincipe in de kwantummechanica is: hoe nauwkeuriger je de plaats van een deeltje kent des te minder nauwkeurig weet je de snelheid van het deeltje en hoe nauwkeuriger je de snelheid van een deeltje weet des te minder goed ken je de plaats van het deeltje. De vergelijkingen van de kwantummechanica zijn daardoor berekeningen van de kans dat je een bepaald deeltje ergens aantreft met een bepaalde snelheid. Omdat wetenschappers fotonen als kleinste deeltjes ter beschikking hebben om metingen mee te verrichten heb je met metingen aan zeer kleine deeltjes altijd ellende. Het is een beetje alsof je de plaats en snelheid van een geslagen tennisbal probeert te bepalen door er met andere tennisballen tegenaan te schieten (zonder dat je licht of andere deeltjes tot je beschikking hebt om plaats en snelheid van de tennisbal te bepalen). Die andere tennisballen verstoren natuurlijk de baan van de geslagen tennisbal. Zo gaat het ook als je met fotonen de plaats en snelheid van subatomaire deeltjes probeert te bepalen. Hierdoor heb je dat de kwantummechanica rekent met de waarschijnlijkheid dat je een bepaald deeltje met een bepaalde snelheid op een bepaalde plek vindt. Dat is best wel normaal zou je zeggen, maar er zit iets geks bij. De kwantumformules zeggen dat als je een deeltje ergens op een bepaalde plek vindt, je helemaal niets kunt zeggen over de plek waar het deeltje zich een fractie van een seconde daarvoor bevond. Het is moeilijk voor te stellen dat als je een elektron in een atoom hebt en dat elektron tref je op een bepaald moment op een bepaalde plek aan dat dan een superkleine fractie van een seconde daarvoor het elektron niet vlakbij diezelfde plek zat. Neem het tijdsinterval klein genoeg en het elektron zal zich naar mijn mening vlakbij de gemeten plek bevinden. Volgens de kwantummechanica kan het elektron zich een fractie van een seconde eerder overal bevinden, zelfs in het naburige sterrenstelsel de Andromedanevel dat 2 miljoen lichtjaar bij ons vandaan ligt (dat je het elektron daar vindt heeft dan wel een heel kleine kans).
Iets anders in de kwantummechanica waar veel natuurkundigen moeite mee hebben is het instorten van de golffunctie. De kwantummechanische waarschijnlijkheidsgolf van een foton is overal maar stort in zo gauw het foton zich te pletter vliegt op een fotografische plaat en door de plaat geabsorbeerd wordt. Waar voorheen nog een bepaalde kans was om het foton op een bepaalde plek met een bepaalde snelheid tegen te komen is opeens de kans overal nul geworden, behalve waar het foton geabsorbeerd is (de absorptie-informatie moet dus in een fractie van een seconde in de Andromedanevel terechtkomen). Dit instorten van de golffunctie is iets dat door natuurkundigen niet begrepen wordt en door hen als een groot probleem beschouwd wordt. David Bohm loste het ineenstorten van de golffunctie op door te stellen dat de golffunctie van een deeltje een werkelijk bestaand iets is dat naast het deeltje zelf bestaat. Dit komt in de buurt van een theorie met golven door een oceaan van kleine deeltjes. Volgens Bohm's theorie zijn er zeer snelle (sneller dan licht) interacties mogelijk tussen deeltjes op enorme afstanden van elkaar. Ook vond Bohm dat als je een deeltje ergens meet je weet dat het deeltje een fractie voor de meting ook op die (net niet exact dezelfde) plek was. Ook dacht Bohm bij fotonen niet aan deeltjes of golven zoals Bohr dacht, maar aan deeltjes en golven (zoals ook het geval is met fotonen/elektronen als in figuur 16).
Tegenstanders van Bohm vonden het niet goed om uit te gaan van een werkelijk bestaande golf (hoewel een waarschijnlijkheidsgolf een beschrijving geeft van materie, is deze zelf geen materieel fysiek bestaand iets). Bovendien moesten ze niks hebben van 'sneller dan licht' acties, allergisch dat de natuurkundigen over het algemeen zijn voor iets dat tegen Einstein's relativiteitstheorie in gaat.
De relativiteitstheorie staat niet toe dat iets dat zich ooit langzamer dan met de lichtsnelheid heeft verplaatst door de barrière van de lichtsnelheid gaat. Maar natuurwetenschappers zien deeltjes die altijd sneller dan licht reizen wel als iets dat de relativiteitstheorie toestaat (men moet dit wel toestaan, want binnen de big bang kosmologie knalt het heelal de eerste fractie van een seconde met een veel grotere snelheid dan de lichtsnelheid uit elkaar; met andere woorden: ruimtetijd kan zich sneller dan het licht verplaatsen volgens conventionele natuurwetenschappers). Aan de andere kant kan er volgens de relativiteitstheorie weer geen informatie sneller dan licht gaan.
Er is twintig jaar geleden een experiment gedaan dat er op zou kunnen duiden dat er mogelijk iets als een supersnel superklein deeltje bestaat. Er zijn deeltjesparen die op een bepaalde manier fysiek met elkaar verstrengeld zijn. Die deeltjes werden door Alain Aspect uit elkaar gehaald en vervolgens keek hij of de deeltjes nog steeds fysiek met elkaar verstrengeld waren als ze op een grote afstand van elkaar waren (zo groot dat er door middel van fotonen of iets dat zo snel als licht gaat geen signaal overgebracht kon worden). Het bleek dat als je de deeltjes bij wijze van spreke een miljoen jaar met de snelheid van licht uit elkaar laat gaan ze nog steeds op een bepaalde voor natuurkundigen onverklaarbare manier met elkaar verstrengeld zijn. Mogelijk dat dit te verklaren is met een zeer klein deeltje (veel kleiner dan een foton) dat zich sneller dan licht verplaatst. Overigens is het niet zo dat een meting aan het ene foton het andere foton (op miljoenen lichtjaren afstand) forceert om een bepaalde eigenschap aan te nemen. In plaats daarvan zijn de twee fotonen zo nauw met elkaar verbonden dat ze, ook al zijn ze miljoenen lichtjaren van elkaar gescheiden, als delen van één fysische entiteit te beschouwen zijn. Dit soort experimenten lijkt te suggereren dat er tussen de deeltjes een 'sneller dan licht'-iets opereert. Echter, hierover is tot nu toe geen waterdicht algemeen geaccepteerd antwoord. Als er kleinere deeltjes dan fotonen bestaan, bijvoorbeeld zwaartekrachtdeeltjes of nog kleinere deeltjes dan kun je natuurlijk vermoeden dat die kleinere deeltjes wel eens een veel grotere snelheid dan fotonen kunnen hebben.
Een elektron kent geen plaats, heeft geen plaats, heeft alleen maar een kans om zich op een bepaalde plaats te bevinden, en meer kun je niet over een elektron zeggen. Althans, volgens de waarschijnlijkheidsgolf uit de kwantummechanica. Als we er ooit in slagen om met veel kleinere deeltjes te meten (kleinere deeltjes dan fotonen die ook nog eens veel sneller zijn dan fotonen) kun je het onzekerheidsprincipe van Heisenberg overboord gooien en zal de kwantummechanica er anders uit komen te zien. Immers, dan kun je wel plaats en snelheid van fotonen en elektronen tegelijk bepalen, namelijk met veel kleinere deeltjes dan fotonen waarmee je meet en die de baan van de fotonen en elektronen niet verstoren. Hetzelfde probleem van verstoring zal er dan natuurlijk zijn als je van die kleinere deeltjes plaats en snelheid wilt bepalen. Maar het onzekerheidsprincipe duikt dan niet weer op. Immers, het onzekerheidsprincipe zoals we dat nu kennen heeft iets absoluuts. Het absolute verdwijnt met de mogelijkheid van nog kleinere (en nog snellere) deeltjes die je misschien ooit zult vinden en die je dan kunt gebruiken om van de kleinere deeltjes (kleiner dan fotonen) plaats en snelheid te meten. Op dit moment ziet de conventionele natuurkunde fotonen als de kleinste (en snelste) deeltjes waarmee ze kunnen meten en dit brengt rationele verstarring en heeft het "absolute" van het onzekerheidsprincipe gebracht. Ik kom hier straks op terug als ik het inflatiemodel van Alan Guth bespreek, een model waarin het onzekerheidsprincipe als een fysiek bestaand iets wordt opgevoerd, niet als een (voorlopige) begrenzing van de huidige natuurwetenschap om zaken op microniveau te begrijpen.
In 1948 bedacht de Nederlandse natuurkundige Hendrik Casimir het Casimir effect. Twee kleine plaatjes die je evenwijdig aan elkaar vlak naast elkaar zet in een verder leeg (geen moleculen noch atomen) gebied zullen naar elkaar toe geduwd worden (met een kracht groter dan de zwaartekracht die de plaatjes op elkaar uitoefenen). Hoe kan dat? Volgens de kwantummechanica komt het door kwantumveldfluctuaties die tussen de platen zwakker zijn. Fluctuaties in het elektromagnetische veld zullen in de ruimte diverse vormen aannemen, maar tussen de plaatjes zouden alleen bepaalde kwantummechanische vormen voorkomen zodat er van de buitenkant een bepaald duwen is te verwachten. De twee plaatjes worden inderdaad naar elkaar toe geduwd, dit is experimenteel tot op zeer hoge nauwkeurigheid bevestigd. Het kan echter ook zijn dat de lege ruimte helemaal niet leeg is maar gevuld is met allerlei kleine deeltjes. In dat geval heb je een ethereffect in plaats van kwantumfluctuaties gemeten. Mogelijk dat er minder zeer kleine deeltjes tussen de platen kunnen omdat de kleine deeltjes heen en weer trillen (door nog kleinere deeltjes die van alle kanten tegen de deeltjes aanbotsen) en daardoor, ook al zijn ze als deeltje op zich klein genoeg, meer ruimte nodig hebben om tussen de platen te komen. Het Casimir effect kan dus opgevat worden als een ethereffect.
Stabiliteit van een atoom
Mogelijk dat de kern van een ijzeratoom (met vele positief geladen protonen) bij elkaar blijft doordat zeer veel deeltjes die van buiten de aarde komen de protonen en neutronen bijeenduwen zoals de atomen in de aarde mogelijk bijeengeduwd worden door zwaartekrachtdeeltjes waardoor de materie van de aarde bijeen blijft. Mogelijk dat de kern van een ijzeratoom zonder dit duwen van zeer veel kleine deeltjes instantaan uiteen zou spatten zoals de aarde mogelijk ook instantaan uiteen zou spatten zonder duwende zwaartekrachtdeeltjes (uiteenspatten als gevolg van kleine deeltjes die uit de atomen dan wel subatomaire deeltjes komen en materie daardoor uit elkaar duwen).
Als er sprake is van allerlei (zeer kleine) deeltjes die een elektron naar de atoomkern duwen en er ook bij vandaan duwen dan kun je je voorstellen dat een elektron niet netjes rond de atoomkern cirkelt zoals de aarde in een baan rond de zon cirkelt. In plaats daarvan zul je je waarschijnlijk eerder voor kunnen stellen dat het elektron zich mogelijk in een schil rond het atoom bevindt waar het aan een stuk door onder invloed van allerlei (kleine duwende) deeltjes met een razende snelheid heen en weer stuitert. Wat dat betreft is er een parallel met sterren. Rode reuzen zijn sterren met gas op een bepaalde afstand van de zeer hete kern. De zeer hete kern van de ster zorgt voor fotonen die het gas van de kern afstoten. Tegelijk wordt het gas door de zwaartekracht (dan wel zwaartekrachtdeeltjes) naar de hete kern toegeduwd. Het gas bevindt zich door de werking van deze twee krachten in een soort van schil waarbij het gas flinke snelheden krijgt (door het "heen en weer stuiteren"). Mogelijk dat ook elektronen door bepaalde deeltjes naar de atoomkern toegeduwd worden en door bepaalde deeltjes er vanaf. Mogelijk dat daardoor elektronen "heen en weer stuiteren".
Bij dat heen en weer stuiteren van elektronen in atomen moeten dan enorme krachten in het spel zijn. Immers, het heen en weer stuiteren van elektronen zorgt er in dat geval (mede) voor dat de Mount Everest niet door zijn hoeven zakt. De Mount Everest drukt met zijn hele gewicht met enorme kracht op de atomen onder de berg. Toch blijven die atomen gewoon wat ze zijn: voor het grootste deel leeg. De elektronen die onder die druk gewoon hun "rondjes" blijven maken rond de atoomkern oftewel "heen en weer blijven stuiteren" rond de atoomkern, moeten daarom naar mijn mening door middel van zeer veel zeer kleine (hypothetische) deeltjes enorme krachten het hoofd bieden. Kleine hypothetische deeltjes die we niet kennen maar die mogelijk met enorme aantallen continu door bijna volledig lege atomen razen moeten dan enorme krachten kunnen veroorzaken als ze op iets stuiten wat minder leeg is, bijvoorbeeld een elektron of een atoomkern, waardoor ze in staat zijn om de Mount Everest niet door zijn hoeven te laten zakken. Het overeind blijven van de Mount Everest kun je dus beschouwen als een ethereffect.
Zeer kleine deeltjes (zoals zwaartekrachtdeeltjes) die continu door alles heen stromen en door middel van duwen alles in de atomen stabiel houden kunnen als verklaring voor de stabiliteit van een atoom uitkomst bieden. Zeer kleine deeltjes van buiten de aarde in allerlei soorten en maten verrichten mogelijk continu een enorme hoeveelheid arbeid om de boel in stand te houden. Het stabiel of "heel" houden van een atoom is een beetje vergelijkbaar met zwaartekrachtdeeltjes (en nog kleinere deeltjes waardoor traagheid ontstaat) die mogelijk ons zonnestelsel door middel van pushing gravity (deeltjes duwen de aarde naar de zon) en traagheid (deeltjes duwen de aarde in de richting van zijn snelheid en dus uit de baan rond de zon) stabiel houdt. Dat kleine deeltjes (bijvoorbeeld zwaartekrachtdeeltjes) een elektron naar de kern van een atoom zouden kunnen duwen is goed voor te stellen. Wat een elektron bij de kern van een atoom vandaan kan houden, is iets moeilijker.
Hoe kun je je voorstellen dat de elektronen op een bepaalde afstand van de atoomkern blijven? Vooral als je bedenkt dat de elektronen en de kern tot elkaar aangetrokken worden door verschillende ladingen? Waarom klitten de elektronen niet op de kern? Mogelijk doordat bepaalde zeer kleine deeltjes (bijvoorbeeld zwaartekrachtdeeltjes) door de kern worden afgebogen. Ze zullen er mogelijk voor zorgen dat het elektron van de kern wordt weggeduwd. Dit is te zien in figuur 17 waarin deeltjes die langs de atoomkern (of delen van een atoomkern) scheren worden afgebogen en ervoor zorgen dat het elektron bij de kern wegblijft.
Figuur 17. Kleine deeltjes (bijvoorbeeld zwaartekrachtdeeltjes) worden door de atoomkern afgebogen waardoor een elektron op een bepaalde afstand van de atoomkern blijft.
Dit veronderstelt wel kleinere deeltjes dan de twee in figuur 17 getekende kleine deeltjes die afgebogen worden. Je hebt dus ook nu weer nog kleinere deeltjes nodig die de deeltjes richting kern afbuigen (net zoals mogelijk zwaartekrachtdeeltjes er voor zorgen dat een foton dat dicht langs de zon scheert naar de zon wordt afgebogen). Ook met de verklaring van traagheid (zie figuur 14) had ik kleinere deeltjes (dan zwaartekrachtdeeltjes) nodig. Het stabiel zijn van een atoom kan dus met een ether verklaard worden zodat je het stabiel zijn van een atoom als een ethereffect kunt beschouwen.
Overigens, omdat een elektron zeer klein is vergeleken met de ruimte die het in een atoom bestrijkt moet er misschien nog iets zijn dat atoomkernen er toe brengt om op een bepaalde afstand van elkaar te blijven. Mogelijk dat atoomkernen (in bijvoorbeeld een imaginair stuk ijzer onder de Mount Everest) elkaar ook (mede) afstoten vanwege het in-en-uit gaan van kleine deeltjes in de atoomkernen (om de enorme kracht van de Mount Everest het hoofd te bieden). Zulke kleine deeltjes uit de atoomkernen zullen dan eerder tegen andere atoomkernen botsten als die te dicht bij de atoomkern zijn waardoor andere atoomkernen eerder geraakt worden door de uitstromende kleine deeltjes. Dit zou mede kunnen verklaren waarom in een stuk ijzer de atomen allemaal zo netjes in een (metaal)rooster op bepaalde afstanden van elkaar zitten.
Maar een metaalrooster kan mogelijk ook ontstaan opdat deeltjes die van buiten (de aarde) komen een bepaalde doorgang krijgen, mogelijk dat (mede) daardoor de atomen in bepaalde rijen in een rooster geduwd worden (naast dat de atoomkernen elkaar afstoten). In materiaal dat is opgebouwd uit een en dezelfde atomen (met allemaal even grote kernen) zul je eerder krijgen dat zulke atomen keurig op rijtjes gaan zitten zodat grote stromen kleine deeltjes gemakkelijker door het stuk metaal heen kunnen gaan en daarbij de (allemaal even grote) atoomkernen met dezelfde kracht op hun plek in de rij duwen.
Is de lichtsnelheid constant?
Wat er in de negentiende eeuw gemeten is ten aanzien van licht is dat de snelheid van licht altijd gelijk lijkt te zijn, namelijk 300.000 km per seconde. Natuurkundigen konden er geen verklaring voor geven totdat Albert Einstein in 1905 zei dat je het tot natuurwet moet uitroepen. Volgens Einstein waren de absolute ruimte en absolute tijd van Newton niet goed. Ruimte en tijd waren juist relatief. Volgens de relativiteitstheorie passen ruimte en tijd zich zo aan dat de waarnemer die de snelheid van het licht bepaald altijd dezelfde lichtsnelheid meet, ondanks zijn eigen snelheid. Volgens Einstein's theorie zijn tijd en ruimte reële fysieke entiteiten en is de gecombineerde snelheid van de beweging van elk voorwerp door de ruimte en zijn beweging door de tijd altijd exact gelijk aan de snelheid van het licht. De snelheid van het licht is absoluut (= altijd constant ten opzichte van alles en iedereen) en daardoor worden tijd en ruimte relatief.
Hoe is deze hedendaagse natuurkunde er gekomen? Door telescopen die je altijd op dezelfde manier kon instellen als je naar een ster keek, of je nou met 30 km per seconde naar de ster toeging of een half jaar later met 30 km per seconde van de ster afging (het niet meten van het eerder besproken out-of-focus effect). Dat werd in de negentiende eeuw niet begrepen en dat moet je tackelen. Eind negentiende eeuw is er een beroemd experiment met licht gedaan door Michelson en Morley. Ook dit experiment leek er op te wijzen dat de snelheid van het licht altijd hetzelfde was ten opzichte van een waarnemer. Mede door dit experiment vatte Einstein de lichtsnelheid op als iets dat altijd constant was ten opzichte van alles en iedereen1. Dayton Miller deed in de jaren twintig en dertig van de vorige eeuw het experiment van Michelson en Morley opnieuw, maar dan nauwkeuriger. Dayton kwam er keer op keer op uit dat de snelheid van licht niet altijd constant is ten opzichte van alles en iedereen. Dayton Miller's experimenten hebben er waarschijnlijk voor gezorgd dat Einstein geen Nobelprijs kreeg voor zijn relativiteitstheorie, maar Miller's experimenten en andere experimenten die erop wijzen dat de snelheid van het licht niet altijd constant is ten opzichte van een waarnemer worden al zowat een eeuw genegeerd4. Bovendien blijkt bij nader inzien uit het experiment van Michelson en Morley ook al dat de snelheid van licht niet altijd constant is ten opzichte van een waarnemer4.
Ook het Sagnac effect laat zien dat de lichtsnelheid niet altijd constant is ten opzichte van een waarnemer. Als je licht twee kanten op stuurt in een cirkel komen de twee lichtstralen precies aan de overkant in de cirkel tegelijk bij elkaar. Behalve als je de hele opstelling snel rond laat draaien (het Sagnac effect). Sagnac deed zijn experiment in 1913 en zag het als een bewijs voor het bestaan van de ether en een diskwalificatie van de relativiteitstheorie. Ook dit experiment wordt al zeer lang door de conventionele natuurkunde onder het vloerkleed geschoven.
Biljoenen luchtmoleculen worden door de zwaartekracht naar de aarde geduwd. Beneden de atmosfeer zijn moleculen en atomen die tot een compacte massa geduwd worden die we over het algemeen aardbol noemen. Mogelijk dat allerlei zwaartekrachtdeeltjes door duwen er voor zorgen dat er iets is als zwaartekracht (volgens het pushing gravity principe) en mogelijk dat er tegen zwaartekrachtdeeltjes geduwd wordt door nog kleinere deeltjes (en dat deze deeltjes eventueel weer geduwd worden door nog kleinere deeltjes, etc.). Stenen, atomen en fotonen die zich in de buurt van de aarde bevinden worden naar de aarde geduwd, maar mogelijk ook zwaartekrachtdeeltjes en nog kleinere deeltjes. Rond de aarde bevindt zich dus mogelijk een bepaalde invloedssfeer door duwende kleine deeltjes.
Mogelijk dat er op een of andere manier iets (bijvoorbeeld zwaartekracht) er voor zorgt dat fotonen van sterren die in de invloedssfeer van de aarde terechtkomen hun snelheid aanpassen. Zulke fotonen zullen in dat geval mogelijk uit de invloedssfeer van de zon komen, zoals ook de aarde door middel van zwaartekracht in de invloedssfeer van de zon zit, de zon die met een snelheid van 220 km per seconde rond het centrum van de Melkweg cirkelt en met die snelheid haar planeten met zich meesleurt. Laten we voor het gemak even aannemen dat fotonen van sterren uit de invloedssfeer van de zon in de invloedssfeer van de aarde terechtkomen (zeg maar: waar ze eerst door de zon werden meegesleurd worden ze nu door de aarde meegesleurd). Laten we tegelijk aannemen dat fotonen altijd dezelfde snelheid hebben ten opzichte van de invloedssfeer waarin ze verkeren. Laten we voor het gemak ook even aannemen dat dergelijk invloedssferen (voor fotonen) overeenkomen met de zwaartekrachtvelden. Het zwaartekrachtveld van de zon (of liever: waar het zwaartekrachtveld van de zon dominant is ten opzichte van andere sterren) strekt zich uit tot ver voorbij Pluto.
Sterlicht dat door ons zonnestelsel scheert zou dus mogelijk een snelheid van 300.000 km per seconde ten opzichte van het zwaartekrachtveld van de zon kunnen hebben en dus een snelheid van 300.000 km per seconde ten opzichte van de zon als het recht op de zon afkomt. Stel je voor dat sterlicht recht op de aarde afkomt en dat de aarde met 30 km per seconde naar dat sterlicht toe beweegt (zie figuur 18). Het sterlicht bevindt zich nog in de invloedssfeer van de zon.
Figuur 18. Sterlicht komt recht op de aarde af die naar het sterlicht toe beweegt.
Het foton heeft nu een snelheid van (300.000 + 30) = 300.030 km per seconde ten opzichte van de aarde. Echter, zo gauw het foton in de invloedssfeer van de aarde terechtkomt zal het zijn snelheid aanpassen en krijgt het een snelheid van 300.000 km per seconde ten opzichte van de invloedssfeer van de aarde. En omdat de invloedssfeer van de aarde samen met de aarde beweegt, krijgt het foton ook een snelheid van 300.000 km per seconde ten opzichte van de aarde.
Indien een half jaar later een foton van dezelfde ster naar de aarde gaat dan zal dat foton zolang het in de invloedssfeer van de zon is een snelheid hebben van 300.000 - 30 = 299.970 km per seconde ten opzichte dan de aarde, maar een snelheid van 300.000 km per seconde ten opzichte van de aarde krijgen op het moment dat het in de invloedssfeer van de aarde terechtkomt. Indien fotonen qua snelheid zich op een of andere manier aanpassen aan de snelheid/invloedssfeer van de aarde dan is dit mogelijk te verklaren door zeer kleine deeltjes die op een bepaalde manier een zekere invloed op fotonen hebben. Mogelijk dat zwaartekrachtvelden de invloedssfeer van fotonen bepalen, maar mogelijk ook dat er andere (nog kleinere of andere) deeltjes dan zwaartekrachtdeeltjes daarvoor zorgen. (Overigens, zowel de aarde als de zon roteren, wat de boel natuurlijk compliceert, maar dat laat ik hier voor het gemak buiten beschouwing.)
Op deze manier zou je kunnen verklaren waarom sterlicht altijd dezelfde snelheid ten opzichte van de aarde lijkt te hebben terwijl dit in werkelijkheid niet zo is. Indien de invloedssfeer overeen zou komen met het zwaartekrachtveld van de aarde dan strekt die invloedssfeer zich uit tot een afstand groter dan de maan (die door de zwaartekracht van de aarde naar de aarde wordt getrokken). Maar mogelijk ook dat de invloedssfeer die bepalend is voor fotonen zich vlakbij het aardoppervlak bevindt. Ik noem dit laatste omdat er experimenten zijn gedaan (bijvoorbeeld de experimenten van Dayton Miller en bepaalde metingen met GPS satellieten) die erop duiden dat de snelheid van het licht ook dicht bij het oppervlak van de aarde niet altijd constant is. Mogelijk dus dat de invloedssfeer van de aarde (ten opzichte van fotonen) zeer klein is en dat fotonen alleen heel dicht bij de aarde hun snelheid aanpassen.
Mogelijk ook dat een foton vlak buiten de aarde niet in de invloedssfeer van de aarde, de zon noch die van de Melkweg zit, maar van alle materie in het heelal, bijvoorbeeld door middel van alle zwaartekrachtdeeltjes die in en uit alle materie in het heelal gaan. Mogelijk dat daardoor een foton alleen heel dicht bij de aarde in de invloedssfeer van de aarde zit. In dat geval heb je het over een stationaire ether waar fotonen zich het meest in bevinden en over bewegende ethers onder de invloed van bijvoorbeeld de zon, de aarde en de maan (een dergelijke stationaire ether zie ik als het meest waarschijnlijk; dat ik het in figuur 18 heb over de invloedssfeer van de zon doe ik om een en ander eenvoudig uit te kunnen leggen).
De maan bevindt zich op een flinke afstand van de aarde maar blijft rond de aarde draaien door de zwaartekracht van de aarde. Echter, mogelijk dat met pushing gravity de dichtheid van een voorwerp mede bepalend is voor de kracht die door zwaartekracht op een voorwerp wordt uitoefent. Van een foton denken de conventionele natuurkundigen nu dat het geen massa heeft. Ik vermoed dat een foton wel een zekere massa heeft: een heel kleine massa verdeeld over een (mogelijk in verhouding) zeer klein volume. Mogelijk heeft het foton dus een heel kleine massa en een zeer grote dichtheid. Mogelijk dat een foton daardoor pas in de invloedssfeer van de aarde terechtkomt (en dus zijn snelheid aanpast) als het zeer dicht bij de aarde is en mogelijk dat het ook pas in de invloedssfeer van de zon terechtkomt als het zeer dicht bij de zon is.
Natuurlijk snap ik wel dat dit alles een heel eenvoudige primitieve manier van kijken is en dat de werkelijkheid zeer wel mogelijk veel gecompliceerder is, maar het kan een start zijn om eens heel anders tegen de voortplanting van licht aan te kijken. Overigens ben ik niet de enige die met een ethertheorie is gekomen. Andere wetenschappers zijn het afgelopen decennium met hetzelfde idee van snelheid-aanpassende-fotonen (oftewel het terughalen van de ether) gekomen3, de boel is dus al een beetje opgestart (iets dat naar mijn mening vooral is gebeurd dankzij het internet3).
Meer ethereffecten
Hoe ver de invloedssfeer van de aarde zich uitstrekt ten aanzien van fotonen doet er hier niet toe. Het gaat erom of die invloedssfeer er al of niet is. Als we er hier vanuit gaan dat die invloedssfeer er is, wat kunnen we er dan mee verklaren? Het niet bestaan van het out-of-focus effect en het constant zijn van de lichtsnelheid op aarde (deze observaties kunnen beschouwd worden als ethereffecten), maar wat nog meer? Het verklaart ook experimenten met meetinstrumenten die razendsnel op kunstmatige lichtbronnen afkomen. Er zijn de laatste eeuw uiterst nauwkeurige experimenten in het laboratorium gedaan met meetinstrumenten (die de snelheid van licht meten) die razendsnel op een (kunstmatige) lichtbron afkomen. In al die gevallen werd steeds weer dezelfde lichtsnelheid gemeten. Mogelijk komt dat doordat op het moment dat de snelheid van het foton wordt gemeten het foton zich in het meetinstrument bevindt en razendsnel zijn snelheid aan de snelheid van (de invloedssfeer van) het meetinstrument aanpast. Met andere woorden: het foton heeft op het moment van meten altijd dezelfde constante snelheid ten opzichte van de invloedssfeer van het meetinstrument, namelijk 300.000 km per seconde. Mogelijk dat daardoor dezelfde lichtsnelheid gemeten wordt ongeacht de snelheid van het meetinstrument.
Mogelijk dat het volgende experiment een bevestiging van de hier geopperde ethertheorie kan brengen (zie figuur 19).
Figuur 19. Fotonen die door de nauwe tunnel van een (bijna) massieve buis gaan zullen mogelijk hiervan invloed op hun snelheid ondervinden door de beweging van de buis.
Een foton dat door een nauwe tunnel van een verder massieve buis beweegt zoals in figuur 19 zal mogelijk door de invloedssfeer (= ether) van de buis verandering van zijn snelheid ondervinden als de buis beweegt. Mogelijk dat de gemeten reistijd van fotonen kan verschillen indien een dergelijke (in vacuüm) bewegende buis met grote snelheid naar links of naar rechts beweegt.
Tijd is volgens mij net als logica een product van onze hersenen om grip op bepaalde zaken te krijgen. Het is naar mijn mening geen reële fysieke entiteit zoals nu gedacht wordt in de natuurkunde. Echter, als je atoomklokken snel rond de aarde laat vliegen in een vliegtuig gaan ze langzamer lopen, zoals de relativiteitstheorie voorspelt. Dan is tijd toch iets dat fysiek bestaat, zou je kunnen zeggen. Maar ook dit effect is met een ether (= kleine deeltjes die zorgen dat licht bepaald gedrag vertoond) te verklaren. Dergelijke snel bewegende klokken gaan mogelijk langzamer lopen omdat ze met een grote snelheid meer kleine deeltjes (zoals zwaartekrachtdeeltjes en/of nog kleinere deeltjes of andere deeltjes) tegenkomen waardoor de processen in de atoomklok vertragen. Je kunt het gewoon als een mechanisch iets beschouwen. Als de klok een grotere snelheid heeft gaan er meer kleine deeltjes door de klok waardoor de klok langzamer loopt.
Een klok omsloten door een enorm bad kwik of in een enorm pakket lood zal mogelijk sneller lopen dan een andere klok die niet omgeven is door kwik of lood. Het kwik of lood zorgt er dan mogelijk voor dat er minder kleine deeltjes door de klok gaan. Hier is onderzoek naar gedaan, maar onvoldoende om tot eensluidende conclusies te komen2.
Uit de algemene relativiteitstheorie blijkt dat een klok aan het oppervlak van een zwaar lichaam zoals de aarde langzamer loopt dan een klok die vrij in de ruimte zweeft, de zogenaamde gravitationele tijddilatatie. Klokken aan boord van kunstmanen (die veel verder van de aarde verwijderd zijn dan vliegtuigen) lopen daarom sneller dan klokken op aarde. Tijddilatatie door snelheid doet de klokken aan boord van de kunstmanen 7 microseconden per dag trager lopen (vergeleken met klokken op aarde) en gravitationele tijddilatatie doet de klokken aan boord van de kunstmanen 46 microseconden per dag sneller lopen (vergeleken met klokken op aarde). Indien er meer kleine deeltjes (zoals zwaartekrachtdeeltjes) dichter bij de aarde zijn (door duwen van nog kleinere deeltjes) dan zullen er daardoor meer kleine deeltjes door een klok op aarde gaan dan door een klok die verder verwijderd is van de aarde zoals een klok in een kunstmaan. Op die manier kun je gravitationele tijddilatatie heel eenvoudig verklaren zonder er de algemene relativiteitstheorie bij te halen. Als zwaartekrachtdeeltjes naar de aarde geduwd worden door nog kleinere deeltjes, kun je hebben dat er meer zwaartekrachtdeeltjes en/of andere kleinere deeltjes dicht bij de aarde zijn. Zwaartekrachtdeeltjes zorgen ervoor dat er meer luchtmoleculen bij de aarde zijn. Mogelijk dat nog kleiner deeltjes er voor zorgen dat er meer zwaartekrachtdeeltjes dicht bij de aarde zijn. Het laatste zal dan mogelijk niet gebeuren op de manier zoals luchtmoleculen dicht bij de aarde zijn door zwaartekracht. Je moet het misschien meer zien als heel veel zwaartekrachtdeeltjes die door nog kleinere deeltjes qua richting afgebogen worden naar de aarde zoals in de figuren 11 en 14.
Klokken die je aan de grond houdt op aarde lopen minder snel dan klokken die je in de interstellaire ruimte laat zweven. Dit komt volgens mij omdat je, zoals ik hierboven veronderstelde, dicht bij de aarde meer kleine deeltjes zult tegenkomen. Op dezelfde manier verwacht ik dat klokken in de interstellaire ruimte van de Melkweg langzamer lopen dan klokken in de intergalactische ruimte van de Lokale Groep. Verder vermoed ik dat klokken in onze Lokale Supercluster langzamer lopen dan klokken in de grote leemtes tussen de superclusters. Naar ik verwacht zullen alle natuurkundigen en kosmologen het met me eens zijn dat klokken zich zodanig zullen gedragen omdat ze in de buurt van (meer) materie langzamer lopen. Ik noem dit allemaal omdat ik hier verderop op terugkom als ik het over de kosmologische roodverschuiving en donkere energie heb.
Je hebt deeltjes die muonen heten en die, als ze door wetenschappers geproduceerd worden op aarde, razendsnel uiteenvallen. Er vallen echter ook muonen van buiten onze dampkring op aarde. Deze muonen hebben een veel grotere snelheid dan de muonen die we op aarde produceren en blijven daardoor veel langer bestaan. Men ziet dit als een bewijs van de relativiteitstheorie omdat volgens de relativiteitstheorie door de hoge snelheid van de muonen de tijd vertraagt waardoor ze een langere levensduur hebben. Dit is analoog aan het beroemde tweelingbroer gedachten-experiment waarbij de ene tweelingbroer met superhoge snelheid een jaar in zijn raket door de ruimte knalt maar bij zijn terugkeer op aarde erachter komt dat zijn tweelingbroer al duizend jaar geleden van ouderdom is gestorven. Hogesnelheidsmuonen komen meer "kleine deeltjes" tegen en daardoor kunnen de processen in die muonen vertragen waardoor ze later uiteenvallen. Hetzelfde dus als bij klokken die je in een vliegtuig rond de aarde laat gaan. Om de boel goed te begrijpen is het misschien beter om na te denken over processen die vertragen door kleine deeltjes waarbij ondertussen het begrip tijd zo veel mogelijk buiten beschouwing gelaten wordt.
Wat gebeurt er als in figuur 18 het foton de invloedssfeer van de aarde binnendendert en in korte tijd zijn snelheid aanpast met 30 km per seconde? Hij krijgt op een bepaalde manier een opdonder, want je snelheid met 30 km per seconde veranderen is natuurlijk niet zomaar wat. Een snelheid van 30 km per seconde staat voor een bepaalde hoeveelheid energie.
Als de aarde naar sterlicht toe gaat met 30 km per seconde dan wordt door de snelheid van de aarde de golflengte van het foton in figuur 18 wat kleiner. Als de aarde van sterlicht af beweegt met 30 km per seconde dan wordt door de snelheid van de aarde de golflengte van het foton wat langer. Dit wordt het Doppler effect genoemd (Doppler roodverschuiving). De snelheid (30 km per seconde) van de aarde richting foton (als de aarde naar het foton toe gaat) zorgt ervoor dat het foton een andere golflengte krijgt: de golflengte van het foton wordt korter.
Je kunt het je als volgt voorstellen. Het foton knalt in een andere invloedssfeer die hem met 30 km per seconde tegemoet komt. Je kunt het je voorstellen als een veer (denk aan figuur 16) die ingeduwd wordt (= kortere golflengte) door kleine deeltjes. Echter, er wordt geen energie genomen of gegeven door kleine deeltjes zoals het geval is bij gravitationele roodverschuiving (komt later).
De snelheid van het foton in het geval van een ether zoals in dit artikel voorgesteld neemt in figuur 18 af met 30 km per seconde, maar de totale hoeveelheid energie van het foton blijft gelijk omdat het foton een kortere golflengte krijgt. Het Doppler effect is daarom volgens mij goed te verklaren met een ethertheorie (ik kom verderop op het Doppler effect terug). De energie van het foton die "verdwijnt" omdat het foton een lagere snelheid krijgt moet ergens naar toe. Het foton neemt een andere golflengte aan zodat de totale hoeveelheid energie van het foton gelijk blijft. Als het foton op aarde valt terwijl de aarde zich van het foton met 30 km per seconde verwijdert, gebeurt het omgekeerde: het foton krijgt een hogere snelheid maar de energie van het foton blijft hetzelfde omdat het foton een langere golflengte krijgt.
Stellaire aberratie verklaard met een ethertheorie.
Stellaire aberratie is te verklaren met het idee dat fotonen van de invloedssfeer (ether) van de zon in de invloedssfeer (ether) van de aarde terechtkomen (zie figuur 20). (In plaats van de invloedssfeer van de zon zou je, zoals eerder gesteld, ook te maken kunnen hebben met de invloedssfeer van de Melkweg of de Lokale Supercluster of alle materie in het heelal. Voor het gemak ga ik er hier vanuit dat het foton uit de invloedssfeer van de zon komt. Het doet er voor het verdere verhaal niet toe uit welke invloedssfeer het foton komt.)
Figuur 20. Door de overgang van de invloedssfeer van de zon naar de invloedssfeer van de aarde verandert een foton mogelijk van richting.
Een foton van een ster loodrecht boven het vlak waarin de aarde rond de zon draait beweegt over een lijn die loodrecht staat op de bewegingsrichting van de aarde en gaat in punt D van de invloedssfeer van de zon naar de invloedssfeer van de aarde. Eigenlijk kun je als volgt tegen de overgang van het foton van de invloedssfeer van de zon naar de invloedssfeer van de aarde kijken (zie figuur 21; overigens, punt D in de figuren 20 en 21 is niet zozeer een punt maar een overgangsgebied).
Figuur 21. Overgang van een foton, dat loodrecht op de bewegingsrichting van de aarde beweegt, van de invloedssfeer van de zon naar de invloedssfeer van de aarde.
Het foton beweegt in de stilstaande invloedssfeer van de zon (een invloedssfeer die niet werkelijk stil staat want de zon draait rond het centrum van de Melkweg, maar voor het gemak kunnen we de invloedssfeer van de zon als stilstaand opvatten). Op een gegeven moment komt het foton onder de invloedssfeer van de aarde en wordt het naar rechts getrokken. Maar het foton zal op dat moment ook nog onder invloed zijn van de invloedssfeer van de zon en zal op plek D rechtdoor willen gaan. Je kunt aan het foton een zekere traagheid toekennen waardoor het in de invloedssfeer van de aarde niet direct met 30 km per seconde naar rechts beweegt, maar als een loden bal beweegt die van een stilstaande band op een naar rechts bewegende band rolt zoals in figuur 22.
Figuur 22. Loden bal rolt van stilstaande band op een bewegende band (beide banden zijn horizontaal, we kijken van bovenaf).
De loden bal zal naar rechts meegevoerd worden door de naar rechts bewegende band, maar zijn traagheid zorgt er voor dat hij ook doorgaat in zijn beweging recht naar beneden. Het gevolg is een beweging (voor ons die van boven kijken) zoals in figuur 23.
Figuur 23. Rollende loden bal verandert van bewegingsrichting door overgang van stilstaande band naar bewegende band.
Behalve traagheid is er echter ook iets anders in het spel. De rollende loden bal zal op het moment van overgang nog een beetje verbonden zijn met de stilstaande band die hem niet naar rechts wil laten gaan en de bal voor de bewegende band een beetje naar links trekt waardoor mogelijk ook de bal de beweging krijgt zoals aangegeven in figuur 23. Dit soort dingen kunnen ook gelden voor een foton dat van de invloedssfeer van de zon naar de invloedssfeer van de aarde gaat. Mogelijk dat er traagheid in het spel is waardoor het foton in punt D in figuur 20 wat afgebogen wordt, maar mogelijk ook dat de invloedssfeer van de zon op het moment van overgang het foton wat naar links trekt waardoor het foton afgebogen wordt in punt D in figuur 20 (mogelijk zijn deze twee dingen hetzelfde). Op deze manier kun je krijgen dat in figuur 20 het foton van B naar A gaat en niet van B naar C zoals Bradley beweerde.
Als inderdaad uit experimenten blijkt dat het foton van B naar A gaat in plaats van B naar C dan gaat de relativiteitstheorie ondersteboven. Dan zou er sprake zijn van een ethereffect en kan mogelijk ook een deel van de kwantummechanica geschrapt worden volgens de eerder gegeven etherverklaring van het tweespleten experiment. Als de relativiteitstheorie onderuit gaat, gaat ook de big bang kosmologie waarschijnlijk onderuit. De big bang kosmologie rust op de formules van de relativiteitstheorie, maar daarnaast is het met een ethertheorie ook logisch dat licht langzaam energie afstaat aan de ether zodat je eerder geneigd bent om op de tired light hypothese over te gaan om het uitrekken van licht van verre sterrenstelsels te verklaren (kom ik verderop op terug).
Er ligt een vette Nobelprijs te wachten voor de natuurkundige die onomstootbaar weet aan te tonen dat in figuur 20 de fotonen van B naar A gaan en niet van B naar C, maar ik ben bang dat het geen eenvoudige klus zal zijn.
Overigens, iemand die op de zon staat en met supersnelle veel-sneller-dan-licht deeltjes het foton in figuur 20 ziet zal mogelijk waarnemen dat het foton exact dezelfde weg vervolgt op het moment dat het in de invloedssfeer van de aarde komt in figuur 20. Het foton wordt mee naar rechts genomen door de aarde maar het maakt ook een zwik naar links door stellaire aberratie. Als die twee effecten elkaar exact compenseren, gebeurt er voor de observator op de zon of in de invloedssfeer van de zon helemaal niets. Dit zou mooi zijn, want het zou betekenen dat fotonen niet allemaal rare kronkelpaden volgen onder invloed van allerlei materie in het heelal. Overigens geef ik het de meeste kans dat fotonen tijdens hun reis door het heelal vooral hun snelheid aanpassen aan deeltjes afkomstig van alle materie van het heelal, zeg maar de stationaire ether. In dat geval krijg je ook geen kronkelige paden van fotonen maar bewegen fotonen bijna altijd langs een rechte lijn.
Doppler roodverschuiving
Er zijn drie soorten roodverschuiving van (ster)licht: Doppler roodverschuiving, gravitationele roodverschuiving en kosmologische roodverschuiving.
Christiaan Doppler, een Oostenrijkse natuurkundige, liet in 1842 zien dat als een geluidsbron naar een toehoorder toesnelt het geluid van de geluidsbron hoger is (kortere golflengte) dan als de geluidsbron van de toehoorder wegsnelt (langere golflengte). In 1848 voorspelde hij dat als twee sterren met een hoge snelheid rond elkaar draaien een soortgelijk effect zou kunnen ontstaan met licht. Als een ster met grote snelheid naar ons toe beweegt zou de golflengte van het licht van de ster volgens Doppler korter zijn en als een ster met grote snelheid van ons af beweegt zou de golflengte van het licht van de ster langer zijn. Pas later kon men door betere meettechnieken aantonen dat indien een lichtbron naar ons toe beweegt of als wij naar een lichtbron toe bewegen de golflengte inderdaad korter is, en dat de golflengte van het licht langer is als lichtbron en waarnemer zich van elkaar af bewegen. Dit wordt Doppler roodverschuiving genoemd.
Er is mogelijk iets grappis met het Doppler effect aan de hand wat geluid betreft. Stel je een aansnellende auto voor die aan een stuk door onder de motorkap claxonneert. Als je het geluid onder de motorkap meet, zal je volgens mij de gewone toonhoogte van de claxon registreren, omdat de lucht onder de motorkap met de auto mee beweegt. Je hoort daarentegen een hogere toon als je honderd meter van de auto bent en de claxonnerende auto snelt naar je toe. Ergens vanaf de claxon is in de lucht tussen de claxon en jou volgens mij de toonhoogte veranderd. In de lucht onder de motorkap waren de geluidsgolven nog normaal, maar op een gegeven moment als de geluidsgolven in de lucht zitten die een paar meter van jou verwijderd is, is de toonhoogte omhoog gegaan. Waar is dat gebeurd? Je zou je kunnen voorstellen dat de lucht aan de buitenkant van de auto die vlak voor de auto zit meebeweegt/voortgeduwd wordt door de auto. Mogelijk dus dat ook daar de toonhoogte nog hetzelfde is. Mogelijk dat de geluidsgolven zich vervolgens bewegen van dit meebewegende luchtlaagje aan de voorkant van de auto naar de stilstaande lucht verder voor de auto. Mogelijk dat tijdens deze overgang de toonhoogte verandert. Waar het me hier om gaat is: zou het kunnen dat de toonhoogte verandert doordat het geluid van de bewegende lucht overgaat in de stilstaande lucht? (En dat de toonhoogte weer omlaag gaat als jij van de auto af beweegt vanwege het luchtlaagje rond jou dat met jou meebeweegt?) Waardoor het geluid zich moet aanpassen en daardoor een andere frequentie krijgt? Zou er hetzelfde aan de hand kunnen zijn met licht afkomstig van bewegende sterren? Waarbij licht van frequentie verandert doordat het van de ene lichtdragende ether in de andere lichtdragende (waarschijnlijk stationaire) ether overgaat? Hetzelfde Doppler effect krijg je als je met de aarde met 30 km per seconde naar een ster toe beweegt (sterlicht krijgt kortere golflengte) of als je met de aarde met 30 km per seconde van een ster af beweegt (sterlicht krijgt langere golflengte). Ik kom hier natuurlijk terug op mijn verklaring ten aanzien van de verschuiving naar een kortere golflengte van een foton in figuur 18. Licht ging volgens mij van de invloedssfeer van de zon of van een stationaire ether naar de invloedssfeer van de bewegende aarde en paste zich daarbij aan. Ik zou het grappig vinden als je het Doppler effect ten aanzien van het geluid van een naar je toe snellende auto zou kunnen verklaren door middel van meebewegende lucht omdat in dat geval het Doppler effect bij geluid in zekere zin opgevat kan worden als een soort van ethereffect. Het luchtlaagje rond een met een bepaalde snelheid rijdende auto zou je dan kunnen opvatten als de meebewegende ether terwijl de overige lucht tussen jou en de auto gezien kan worden als de stationaire ether. Zowel het Doppler effect bij licht als bij geluid zouden dus allebei een ethereffect kunnen zijn.
Gravitationele roodverschuiving
Als het licht van een ster op aarde valt (ongeacht de snelheid van de aarde) zal het door de zwaartekracht van de aarde een beetje kortere golflengte krijgen. Als licht vanaf de aarde het zonnestelsel in schiet zal het door de zwaartekracht van de aarde een beetje langere golflengte krijgen. Dit geobserveerde verschijnsel wordt gravitationele roodverschuiving genoemd (als een lichtgolf een wat kortere golflengte krijgt, spreek je van blauwverschuiving in plaats van roodverschuiving, ook bij Doppler roodverschuiving).
Mogelijk dat (hypothetische) zwaartekrachtdeeltjes die zwaartekracht op aarde veroorzaken door een straattegel tegen de aarde te duwen ook tegen een foton kunnen duwen (de zwaartekrachtdeeltjes moeten dan wel een grotere snelheid dan fotonen hebben om een foton dat op aarde valt blauw te kunnen doen verschuiven). Als je dezelfde straattegel met twee handen beetpakt en met gestrekte armen horizontaal voor je in de lucht houdt, besef je dat als de tegel inderdaad door deeltjes naar de aarde geduwd wordt dit duwen met een flinke kracht wordt gedaan en dat je flink wat kracht nodig hebt om die tegel lange tijd stil te houden in de lucht omdat er de hele tijd deeltjes tegen de tegel duwen. Je moet er dus energie tegenaan gooien om de tegel omhoog te houden terwijl tegelijkertijd zwaartekrachtdeeltjes er energie tegenaan gooien om de tegel naar beneden te duwen. Maar hoe zit het met de energie die zwaartekrachtdeeltjes tegen een foton aan gooien als dat foton op aarde valt? Wat zorgt dan voor "tegenenergie"? Ergens moet de energie die zwaartekrachtdeeltjes veroorzaken als ze het foton naar aarde duwen naar toe. Niet in de snelheid omdat de snelheid van een foton in een bepaalde invloedssfeer constant is (althans, daar ga ik vanuit). Een tegel die valt zet de energie van de zwaartekrachtdeeltjes om in snelheid, maar dat kan een foton niet omdat een foton dezelfde snelheid houdt. De energie van de zwaartekrachtdeeltjes kan in het foton gaan zitten waardoor het foton naar een kortere golflengte gaat, oftewel: blauwverschuiving. Omgekeerd zal een foton dat vanaf aarde het zonnestelsel in schiet roodverschuiven. Nu zal het foton ook dezelfde snelheid moeten zien te behouden ondanks alle zwaartekrachtdeeltjes die hem tegemoet komen. Dit levert hem nu geen energie op zoals hiervoor toen het naar de aarde toe ging, maar kost hem juist energie die het foton ergens vandaan moet halen en dat kan het foton doen door naar een langere golflengte te gaan, oftewel: roodverschuiving. In het geval van gravitationele blauwverschuiving geven zwaartekrachtdeeltjes energie aan fotonen en in het geval van gravitationele roodverschuiving nemen zwaartekrachtdeeltjes energie van fotonen.
Je kunt dus zowel gravitationele roodverschuiving als Doppler roodverschuiving verklaren met zwaartekrachtdeeltjes (of met andere eventueel nog kleinere deeltjes die (mede) onder invloed van zwaartekrachtdeeltjes, in het geval van gravitationele roodverschuiving, tegen het foton duwen, of, in het geval van Doppler roodverschuiving, het foton helpen zich voort te planten door de ruimte).
Ook gravitationele roodverschuiving kan dus opgevat worden als een ethereffect en hetzelfde geldt voor kosmologische roodverschuiving.
Kosmologische roodverschuiving
Kosmologische roodverschuiving (aangeduid met de letter z) is de term die in de kosmologie gebruikt wordt om aan te geven in welke mate de fotonen uitgerekt zijn tijdens hun reis door de intergalactische ruimte. De kosmologische roodverschuiving wordt berekend met: z = (λ-λ0)/λ0. Hierbij is λ0 de golflengte van het sterlicht op het moment dat het licht door de ster werd uitgezonden en λ is de golflengte van het sterlicht op het moment dat het sterlicht op aarde geobserveerd wordt. Het sterrenstelsel met de grootste kosmologische roodverschuiving heeft een z-waarde van z = 6,964 en wordt door big bang kosmologen geschat op een leeftijd van 12,88 big bang lichtjaar.
Met het oeratoom van Lemaître in 1927 ontstond het big bang model van een heelal dat ooit uit een klein puntje ontsprongen was en sindsdien uiteendijde als een ballon die steeds verder werd opgeblazen. In zo'n heelal rekte de ruimte steeds verder uit en de lichtgolven in zo'n ruimte zouden samen met die ruimte mee uitrekken, vandaar dat licht van verre sterrenstelsels meer uitgerekt was naarmate de sterrenstelsels verder weg waren. Op deze manier verklaren big bang kosmologen de kosmologische roodverschuiving: als expansie roodverschuiving.
Fritz Zwicky suggereerde in 1929 dat fotonen energie aan zwaartekracht kunnen afgeven. In 1935 stelden Edwin Hubble en Richard Tolman voor dat kosmologische roodverschuiving veroorzaakt zou kunnen worden door een continu verlies van energie van fotonen door een nog onbegrepen fysisch proces.
Iedereen is het er over eens dat zwaartekracht sowieso interacteert met fotonen, anders zou gravitationele roodverschuiving niet door iedereen verklaard worden door de interactie van zwaartekracht met fotonen (wat overigens niet het geval hoeft te zijn, namelijk als ook nog kleinere deeltjes of andere kleine deeltjes dan zwaartekrachtdeeltjes naar de aarde afgebogen worden en zodoende voor gravitationele roodverschuiving zorgen). Maar zwaartekracht heb je niet alleen vlakbij aarde of in het zonnestelsel of in de Melkweg of in de supercluster waarin de Melkweg zich bevindt. Zwaartekracht is overal in het heelal. Tijdens de miljarden jaren dat een foton onderweg is door het heelal van een ver weg staand sterrenstelsel naar de aarde interacteert het foton aan een stuk door met zwaartekracht. Op die manier zou je je voor kunnen stellen dat fotonen over miljarden jaren heel langzaam energie kwijtraken aan de zwaartekracht waardoor er roodverschuiving ontstaat. (Overigens stel ik hier niet dat kosmologische roodverschuiving hetzelfde is als gravitationele roodverschuiving.)
De kosmologische roodverschuiving wordt binnen de conventionele natuurwetenschappen al meer dan 75 jaar verklaart met een ruimte die oprekt en niet met de verklaring van Fritz Zwicky en Edwin Hubble waarbij een foton langzaam zijn energie verliest tijdens zijn reis door de ruimte (deze verklaring wordt tired light roodverschuiving genoemd).
Kosmologische roodverschuiving kun je met traagheid in verband brengen. Een steen die door een superleeg gebied in het heelal zich over een rechte lijn met een constante snelheid voortraast, zou heel langzaam snelheid kunnen verliezen doordat er continu vanaf alle kanten zwaartekrachtdeeltjes (en nog kleinere deeltjes) tegen de steen aanbotsen. Mogelijk is de eerste wet van Newton, ook wel traagheidswet genoemd, niet correct. De traagheidswet stelt dat een voorwerp zich altijd met dezelfde snelheid over een rechte lijn voort zal bewegen als er geen krachten op het voorwerp uitgeoefend worden. Als er altijd weer nog kleinere deeltjes te vinden zijn zal er nooit ergens de situatie zijn dat er geen krachten op een voorwerp uitgeoefend worden, altijd zal er dan interactie zijn met kleine deeltjes. Mogelijk dat kleine deeltjes alleen maar voor traagheid kunnen zorgen als het betreffende eenparig voortbewegende voorwerp heel langzaam energie aan de kleine (traagheid veroorzakende) deeltjes afstaat door heel langzaam snelheid te verliezen.
Een foton houdt altijd dezelfde (licht)snelheid (ten opzichte van de invloedssfeer waarin het zich bevindt, althans, dat is mijn veronderstelling). Daardoor kan een foton mogelijk niet als een steen (gesteld dat ik gelijk heb over die steen en dat die heel langzaam snelheid verliest) heel langzaam naar een lagere snelheid gaan en mogelijk dat het foton daarom heel langzaam energie afstaat aan zwaartekrachtdeeltjes (en/of andere kleine deeltjes) door heel langzaam naar een langere golflengte te gaan.
In 1974 ontdekten Hulse en Taylor dat twee rond elkaar draaiende objecten (pulsars) ieder jaar een beetje langzamer rond elkaar draaiden. Volgens de relativiteitstheorie komt dit omdat pulsars zogenaamde gravitatiegolven uitzenden en daardoor energie verliezen. De werkelijke reden zou wel eens kunnen zijn dat de pulsars energie (snelheid) verliezen doordat ze interacteren met kleine deeltjes zoals zwaartekrachtdeeltjes of nog kleinere deeltjes die heel langzaam energie (in de vorm van snelheid) aan de pulsars onttrekken.
Afstanden in het heelal
Met de tired light verklaring kom je op een heel ander heelal uit, namelijk een heelal dat oneindig is in ruimte en tijd. Van een sterrenstelsel met z = 0.6 heeft het licht er zo'n 7 miljard jaar over gedaan om ons te bereiken. Tot een afstand van zo'n 7 miljard lichtjaar (z = 0.6) komen de afstanden tussen het big bang model (met expansie roodverschuiving) en het oneindig heelal model (met tired light roodverschuiving) redelijk overeen. Vanaf 7 miljard lichtjaar oftewel grotere z-waarden dan 0.6 ontstaan er steeds grotere verschillen tussen de tired light roodverschuiving enerzijds en de expansie roodverschuiving anderzijds. Vooral vanaf z = 1 worden de verschillen groot.
Vanaf hier wordt in dit artikel veronderstelt dat als licht van een sterrenstelsel één miljard jaar nodig heeft gehad om ons te bereiken het sterrenstelsel op een afstand van één miljard lichtjaar van ons af staat. Dit is in het geval van de tired light roodverschuiving in een oneindig heelal correct maar in het geval van een big bang heelal is het niet correct omdat het big bang heelal gedurende de miljard jaar dat het licht onderweg was naar aarde is uitgedijt. Voor het gemak laat ik dit buiten beschouwing, het maakt voor de hier gevoerde discussie ook niet uit.
Tot z = 0.6 loopt zowel volgens de expansie roodverschuiving (big bang model) als volgens de tired light roodverschuiving (oneindig heelal model) de afstand (redelijk) lineair met de roodverschuiving z (de versnelde uitdijing van het big bang heelal laat ik hier buiten beschouwing, verderop kom ik daar op terug). Bij hogere z-waarden krijg je met expansie roodverschuiving een steeds lagere afstand vergeleken met de tired light roodverschuiving zoals te zien is in figuur 24.
Figuur 24. In het big bang heelal en in het oneindige heelal horen verschillende afstanden bij de z-waarden (dit is een ruwe schets die hier volstaat, meer details met betrekking tot de versnelde uitdijing van het big bang heelal komen verderop).
Bij hogere z-waarden dan z = 1 hebben we alleen maar de roodverschuiving van de sterrenstelsels en geen andere indicatoren waarmee we experimenteel kunnen vaststellen hoe ver de sterrenstelsels van ons af staan. Vandaar dat je net zo goed de tired light hypothese kunt aanhangen als de expansie roodverschuiving. (De laatste tijd is er een nieuwe manier bijgekomen om grotere afstanden te bepalen: gammaflitsen, maar dit staat nog in de kinderschoenen.) We tasten al heel lang in het duister wat betreft de afstanden van verre sterrenstelsels. Logisch, want je hebt het niet over kleine afstanden. Zo staat een sterrenstelsel met z = 0.3 al op een afstand van 3,5 miljard lichtjaar, dat is natuurlijk een enorme afstand. Maar er worden ook sterrenstelsels gevonden die een roodverschuiving van z = 6 hebben. De werkelijke afstanden die we in de toekomst gaan vinden voor zulke z = 6 sterrenstelsels gaan mede bepalen of het big bang model overleeft of niet. Big bang kosmologen schatten een sterrenstelsel met z = 6 op een afstand van bijna 13 miljard lichtjaar, maar met tired light krijg je een roodverschuiving van (3,5/0,3) x 6 = 70 miljard lichtjaar. Er zit natuurlijk een groot verschil tussen een afstand van 13 miljard lichtjaar en 70 miljard lichtjaar. Daar komt bij dat volgens het big bang model de oerknal 13,7 miljard jaar geleden plaatsvond (al zijn er recentelijk berichten geweest dat het 1 à 2 miljard meer kan zijn). Als blijkt dat het licht er 70 miljard jaar over gedaan heeft om ons te bereiken gaat het big bang model waarschijnlijk onderuit. Ik denk dat big bang kosmologen ten onrechte veel objecten, waarvan ze menen dat die op 10 tot 13 miljard (big bang) lichtjaren staan, als sterrenstelsels betitelen. Als die objecten op veel grotere afstanden staan, zullen het waarschijnlijk clusters van sterrenstelsels zijn in plaats van sterrenstelsels5. Nu al heeft het big bang model de allergrootste moeite om te verklaren dat er in het vroege big bang heelal reeds grote sterrenstelsels waren, maar wanneer ook nog eens blijkt dat die sterrenstelsels geen sterrenstelsels zijn maar clusters van sterrenstelsels heeft het big bang model zeer wel mogelijk een onoverkomelijk probleem.
Vanaf een afstand van zo'n 8 miljard lichtjaar en verder zien de big bang kosmologen naar mijn mening steeds vaker clusters van sterrenstelsels voor sterrenstelsels aan. De volgende decennia zullen er sterkere telescopen komen en ik verwacht dat dan duidelijk zal worden dat big bang kosmologen op veel grotere afstanden vaak clusters van sterrenstelsels voor sterrenstelsels aanzagen.
Type 1a supernovae
Het laatste decennium is er onderzoek gedaan naar type 1a supernovae. Type 1a supernovae zijn waarneembaar tot zeer grote afstanden, in ieder geval tot z = 1 oftewel zo'n 9 miljard (big bang) lichtjaar. Dankzij metingen aan de type 1a supernovae zijn er het laatste decennium nieuwe afstanden gemeten van grotere z-waarden waarvan voorheen veel slechter geschat kon worden wat voor afstand bij een bepaalde z-waarde hoorde.
De supernovae z-waarden liggen meestal tussen z = 0,5 en z = 1,0. Tot z = 1 is het verschil tussen afstanden van tired light roodverschuiving en expansie roodverschuiving nog niet zeer groot, maar mogelijk is er toch al een vergelijking tussen tired light en expansie roodverschuiving mogelijk. Mijn indruk is dat men hier tot dusverre niet serieus naar gekeken heeft. Men gaat er doodeenvoudig van uit dat de expansie roodverschuiving absoluut waar is, omdat men de big bang als een feit ziet. (Overigens suggereren recente onderzoeken dat de met de type 1a supernovae berekende afstanden mogelijk minder nauwkeurig zijn dan men tot dusverre denkt. Een vergelijking tussen tired light roodverschuiving en expansie roodverschuiving is mogelijk niet zo gemakkelijk.)
Er kwam een grote verrassing met de afstanden gevonden door de type 1a supernova metingen. Het big bang heelal dijde versneld uit. Big bang kosmologen verklaren dit met een tot dusverre onbegrepen donkere energie die voor de versnelde uitdijing zorgt. Maar wat hebben de wetenschappers die de supernovae observeerden nou precies gemeten? De sterrenstelsels (op z = 0,5 tot z = 1,0) waarbinnen de supernovae plaatsvonden stonden op een grotere afstand (gemeten door de sterkte van de supernovae te meten) dan dat ze aan de hand van de (expansie) roodverschuiving van de gaststerrenstelsels hadden verwacht (iets wat je overigens verwacht te meten met tired light roodverschuiving). Ze hebben daarnaast ook gemeten dat per tijdseenheid dat licht door de ruimte reist de kosmologische roodverschuiving sterker wordt als het licht afkomstig is van objecten die dichterbij staan. Als licht steeds sneller uitrekt moet het big bang heelal steeds sneller expanderen. Dus dijt het heelal versneld uit, aldus de big bang kosmologen.
Wat men dus gemeten heeft, is dat de kosmologische roodverschuiving per strekkend lichtjaar groter is dichtbij dan verder weg. Hoe verklaar je dat met tired light roodverschuiving? Ik heb hiervoor geschreven over klokken die langzamer lopen op aarde dan klokken die in de interstellaire ruimte zweven. Ik verklaar dat met kleine deeltjes die klokken in een sterker gravitatieveld (door meer materie) meer tegenkomen. Klokken die zich bevinden in een deel van het heelal met meer materie zullen langzamer lopen dan klokken in een deel van het heelal met minder materie. Waar meer materie is zijn meer kleine deeltjes. Het heelal bestaat uit enorme samenklonteringen van sterrenstelsels naast enorme leemtes waar geen sterrenstelsels zijn. Het heelal bestaat dus uit plekken met zeer veel samengeklonterde materie en plekken met zeer weinig samengeklonterde materie. Wij bevinden ons met de Melkweg in een supercluster. We bevinden ons dus op een plek in het heelal waar relatief veel materie is. Als mijn verklaring ten aanzien van de langzamer lopende klok op aarde versus een klok in de interstellaire ruimte juist is en er dichter bij aarde of dichter bij materie in het algemeen meer kleine deeltjes zijn, bevinden wij ons op een plek in het heelal met relatief veel kleine deeltjes. Een klok die tussen ons Melkwegstelsel en onze grote sterrenstelselbuur de Andromedanevel hangt zal mogelijk dus langzamer lopen dan een klok die in een grote leemte in het heelal hangt, een grote leemte die miljarden lichtjaren van ons verwijdert is (en zich bevindt tussen superclusters). Indien kosmologische roodverschuiving ontstaat door interactie van fotonen met kleine deeltjes zoals ik eerder schreef dan is de kosmologische roodverschuiving van een foton per strekkend lichtjaar groter als het foton door een gebied in het heelal reist met meer kleine deeltjes. Dit kan de reden zijn waardoor de kosmologische roodverschuiving groter wordt als het licht afkomstig is van een sterrenstelsel dat relatief dichtbij ligt. Immers, des te dichter bij de aarde des te groter in verhouding het stuk dat het foton aflegt door de supercluster waarin wij ons bevinden. Zo kun je heel eenvoudig verklaren dat per tijdseenheid de kosmologische roodverschuiving groter is als licht door een deel van het heelal reist waar een hogere concentratie materie per volume-eenheid ruimte is. In een oneindig heelal met tired light roodverschuiving is het dus heel logisch dat de roodverschuiving per strekkend lichtjaar groter wordt als het sterrenstelsel zich dichterbij de aarde bevind. Je kunt dus met een ethereffect te maken hebben wat de metingen met supernovae betreft.
Je kunt je afvragen hoe het kan dat grotere aantallen kleine deeltjes de processen in een atoomklok vertragen en licht tijdens zijn reis door de ruimte naar een grotere golflengte doen gaan. Ik sprak hiervoor over een steen die met een constante snelheid over een (denkbeeldige) rechte lijn door de intergalactische ruimte gaat. Mogelijk dat zo'n steen heel langzaam naar een lagere snelheid gaat door interactie met zwaartekrachtdeeltjes (en/of nog kleinere deeltjes) net als rond elkaar draaiende pulsars ook mogelijk daardoor heel langzaam snelheid verliezen. Zo moet je misschien ook tegen het vertragen van atoomklokken aankijken: vertraging van snelheden van deeltjes in atoomklokken door interactie met kleine deeltjes (zoals zwaartekrachtdeeltjes). Licht zal ook energie verliezen aan kleine deeltjes maar dat vertaalt zich niet in een lagere snelheid (omdat de snelheid van licht altijd constant is ten opzichte van zijn invloedssfeer) maar in een langere golflengte. Meer kleine deeltjes zullen daarom mogelijk voor een hogere kosmologische roodverschuiving per strekkend lichtjaar zorgen.
Je kunt je ook afvragen hoe het zit met muonen die door een hogere snelheid meer energie afstaan aan kleine deeltjes waarbij de fysieke processen van/in die muonen vertragen. Je zou kunnen denken dat muonen die meer energie afstaan juist eerder uiteen zullen vallen. Als je als scheikundige stoffen verhit (en dus extra energie) geeft verlopen er eerder bepaalde processen. Misschien is het op die manier beter te bevatten waarom muonen die meer energie afstaan later uiteenvallen.
In 2000 schreef de big bang kosmoloog en specialist op het gebied van kosmologische roodverschuiving Edward Harrison nog dat de afstanden in het heelal verder dan 100 miljoen lichtjaar (z = 0.02) onzeker zijn met minimaal een factor twee6. Iets wat met de supernovae van het afgelopen decennium wel beter geworden is, maar niet veel. Hoe ver sterrenstelsels werkelijk van ons af staan, lijkt helemaal ondergesneeuwd in de discussie over de donkere energie waar men volledig van in de ban is. Alsof het niet van belang is hoe ver weg sterrenstelsels staan, maar dat is nou net waar je als eerste over komt te spreken als je het over een big bang heelal versus een oneindig heelal hebt. En die discussie, oneindig heelal versus big bang heelal, gaat volgens mij uitgevochten worden in het volgende decennium. Mogelijk dat met metingen aan gammaflitsen wat dit betreft een en ander verhelderd kan worden, aangezien met gammaflitsen in potentie de afstanden van veel hogere z-waarden gemeten kunnen worden. De eerste metingen met gammaflitsen gaven aan dat bij hogere z-waarden de uitdijing van het (big bang) heelal constant is. Dit is wat je verwacht als je uitgaat van tired light roodverschuiving die bij hogere z-waarden steeds meer constant gaat lopen omdat bij hogere z-waarden de hoeveelheid materie in de ruimte waar de fotonen doorheen zijn gegaan steeds dichter bij de gemiddelde hoeveelheid materie per volume-eenheid ruimte in het heelal komt te liggen.
Sterkere kosmologische roodverschuiving dichtbij betekent dat objecten met hoge z-waarden zoals z = 6 mogelijk nog een stuk verder weg staan dan dat ik eerder aangaf. Immers, als een lichtstraal een groot deel van de tijd door grote leemtes gaat zal het langer duren in die grote leemtes voordat de lichtstraal een extra stuk is uitgerekt.
Met een minder snelle uitrekking van licht in grote leemtes in het heelal krijg je ook dat bij z-waarden een variabele afstand kan horen. Immers, als de roodverschuiving varieert met de dichtheid in het heelal dan zul je een variërende afstand versus z waarden vinden afhankelijk van waar je het heelal in kijkt. Een grote leemte die snel opdoemt zal dan een andere z-waarde voor een bepaalde afstand geven dan als je vanaf aarde een kant opkijkt waar nog heel lang heel veel sterrenstelsels zijn. Mogelijk dat dit experimenteel bevestigd kan worden.
De metingen met verre supernovae bracht ook nog wat anders aan het licht. Iets waarvan big bang kosmologen zeiden dat het onomstotelijk bewees dat de tired light theorie niet juist kan zijn. Bij een roodverschuiving van z = 1 is de golflengte van licht bij aankomst op aarde twee keer zo lang als toen het licht miljarden jaren geleden vertrok vanaf de plek waar de supernova plaatsvond. Echter, niet alleen zijn bij z = 1 de lichtgolven twee keer zo lang geworden ook is de tijd dat de supernova duurt bij aankomst op aarde twee keer zo lang geworden. Een supernova die miljarden jaren geleden op z = 1 afstand 5 dagen duurde, duurt bij aankomst op aarde 10 dagen. Binnen de big bang kosmologie wordt het ook twee keer zo lang worden van de tijdsduur van de type 1a explosie (naast) het twee keer zo lang worden van de golflengte van de fotonen bij z = 1 verklaart met: als de ruimte (van het big bang heelal) groter wordt, worden ook de afstanden tussen opeenvolgende individuele fotonen groter. Men is van mening dat met een tired light hypothese de tijdsduur van de type 1a explosies op aarde altijd dezelfde zal zijn, ongeacht de afstand waarop de type 1a supernovae plaatsvond. Echter, als je op aarde van dichtbij een knal hoort dan duurt de knal voor jou korter dan voor iemand die ver weg staat. Dit komt omdat sommige luchtdeeltjes net wat sneller botsen dan andere luchtdeeltjes. Hoe verder weg hoe meer spreiding. Als kleine deeltjes er voor zorgen dat licht, in het geval van een ethertheorie, zich voortplant door de ruimte dan zou het kunnen dat sommige fotonen op bepaalde momenten zich net iets sneller voortplanten dan andere. Mogelijk dat op een of andere manier toch niet alle fotonen in exact dezelfde tijd die afstand van miljarden lichtjaren afleggen. Mogelijk dat er een bepaalde spreiding is en dat die spreiding gelijke tred houdt met de mate waarin fotonen heel langzaam energie verliezen waardoor ze een langere golflengte krijgen. Zoals luchtmoleculen bij geluid dat doen kunnen kleinere deeltjes er voor zorgen dat bepaalde fotonen wat sneller en andere fotonen wat langzamer hetzelfde traject afleggen. Het langer duren van type 1a supernovae die verder weg plaatsvinden kan dus als een ethereffect beschouwd worden en als een bevestiging van de tired light hypothese. Het bewijst in ieder geval zeker niet dat de tired light hypothese niet juist kan zijn (dit is ook naar voren gebracht door Edwards7).
De achtergrondstraling
Zowel kosmologen die een oneindig heelal voorstonden als kosmologen die een big bang heelal voorstonden hebben de achtergrondstraling voorspeld. De voorspellingen van de oneindig heelal kosmologen waren nauwkeuriger (dichter bij 2.7 K), vaker en eerder gedaan dan de voorspelling van één groep big bang kosmologen.
De per toeval in 1965 ontdekte achtergrondstraling wordt al vier decennia als het grote bewijs van het big bang model beschouwd. Big bang kosmologen denken dat toen het big bang heelal zo'n 300.000 jaar oud was elektrisch geladen deeltjes zoals elektronen en protonen zich combineerden tot elektrisch neutrale atomen. Elektrisch geladen deeltjes verstoren de beweging van lichtstralen, dus pas vanaf het moment dat in het big bang heelal de elektrisch neutrale atomen ontstonden konden de lichtstralen zich ongestoord voortbewegen. Deze lichtstralen zijn door de expansie van de ruimte uitgerekt tot de achtergrondstraling (van 2.7 K) zoals we die nu waarnemen. De expansie roodverschuiving van de achtergrondstraling is berekend op z = 1000.
Een heelal dat oneindig is qua tijd en ruimte zal een evenwichtstemperatuur hebben en deze temperatuur kan 2,7 K zijn (dit is ook door anderen naar voren gebracht3). Zowel big bang als oneindig heelal kosmologen zijn het er over eens dat de temperatuur van het heelal 2,7 K is (omdat er van de achtergrondstralingfotonen zo overweldigend veel zijn). De achtergrondstraling kan dus gewoon de evenwichtstemperatuur van een oneindig heelal zijn.
Met modellen waarin het heelal een evenwichtstemperatuur heeft was men voor de ontdekking van de achtergrondstraling in 1965 in vier verschillende onderzoeken uitgekomen op 2,8 K, 3,1 K, 1,9 K < T < 6,0 K en 5 K < T < 6 K als evenwichtstemperatuur van het heelal8.
Eén groep big bang kosmologen was voor 1965 op een temperatuur van 5 K < T < 50 K uitgekomen8. Heel wat minder nauwkeurig en het is dan ook onthutsend dat big bang kosmologen de 5 < T < 50 K voorspelling al zowat een halve eeuw als "bewijs" van de big bang opvoeren.
In een oneindig heelal zul je een evenwicht hebben tussen lichtgevende materie zoals sterren en sterrenstelsels enerzijds en donkere materie zoals uitgebrande sterren en uitgebrande sterrenstelsels (en gaswolken) anderzijds. Uitgebrande sterren en uitgebrande sterrenstelsels kunnen de donkere materie zijn waar kosmologen al sinds de jaren zeventig vruchteloos naar zoeken. Maar er kan wat de donkere materie betreft nog iets aan de hand zijn als je de figuren 11 en 14 in gedachten neemt (waarbij je een sterrenstelsel of een cluster van sterrenstelsels in gedachten moet nemen als het object/"deeltje" waarnaar zwaartekrachtsdeeltjes afbuigen).
Het afgelopen decennium is gemeten dat ruimtesondes die dicht bij de aarde komen een extra zetje krijgen waardoor ze meer versnellen dan op grond van de zwaartekrachtsformules berekend wordt. Waardoor dit komt weet men niet, maar er zijn vermoedens dat dichter bij de aarde de zwaartekracht wat groter is dan men tot nu toe verwacht aan de hand van de zwaartekrachtsformules. Mogelijk komt dit door het effect aan de hand van figuren 11 en 14: mogelijk buigen er extra zwaartekrachtsdeeltjes richting aarde af dicht bij de aarde. Op die manier kan mogelijk het "extra zetje" van de ruimtesondes verklaard worden. Veel van de massa in ons zonnestelsel zit geconcentreerd in onze zon. In sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels is dit anders, daar zit de massa veel meer verspreid over het hele volume van de sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels. Mogelijk dat er in sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels ook iets aan de hand is als in de figuren 11 en 14. Sterren en sterrenstelsels aan de randen van respectievelijk sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels zullen zodoende mogelijk ook een "extra zetje" krijgen door afbuigende zwaartekrachtdeeltjes, waardoor het lijkt dat er zich meer materie in respectievelijk de sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels bevindt dan men tot nu toe op grond van zwaartekrachtsformules berekent. Ook dit kan een deel van de donkere materie, welke in dat geval minder zal zijn dan tot nu toe berekent, verklaren.
Recentelijk is er voor het eerst van een deel van het heelal een driedimensionale kaart van donkere materie gemaakt door directe meting van donkere materie door middel van zwakke zwaartekrachtlenzen. De metingen wezen uit dat er veel plekken in het heelal zijn met zowel donkere materie als (lichtgevende) sterrenstelsels, maar ook dat er plekken in het heelal zijn waar wel donkere materie is maar geen sterrenstelsels. Ook zijn er plekken waar wel sterrenstelsels zijn maar geen donkere materie en dit is een probleem voor het big bang model9. In een oneindig heelal zul je donkere materie hebben in de vorm van gedoofde oude sterrenstelsels, maar ook bronnen waar waterstof geproduceerd wordt, bijvoorbeeld door radio loud activiteiten van active galactic nuclei10 (AGNs). Waar in een oneindig heelal zich gedoofde sterrenstelsels bevinden op plekken waar weinig waterstof is, zul je donkere materie vinden zonder (lichtgevende) sterrenstelsels. Waar in een oneindig heelal zich gedoofde sterrenstelsels bevinden op plekken waar veel waterstof is, zullen alle (of in ieder geval veel van de) gedoofde sterren en sterrestanten waterstof aantrekken en oplichten als sterren. In een oneindig heelal kan het daarom vanzelfsprekend zijn dat er plekken zijn met donkere materie en geen sterrenstelsels, maar ook plekken met sterrenstelsels en geen donkere materie.
Naast een evenwicht tussen lichtgevende materie zoals sterren en sterrenstelsels enerzijds en donkere materie zoals uitgebrande sterren en uitgebrande sterrenstelsels anderzijds, zul je in een oneindig heelal ook een evenwicht hebben tussen processen die energie geven en energie kosten, waardoor zich er een bepaalde gemiddelde temperatuur heeft ingesteld, de evenwichtstemperatuur. Zo heb je nucleaire processen die energie geven: de fusie van kleinere atomen dan ijzer tot ijzer en het uiteenvallen van grotere atomen dan ijzer tot ijzer. Voorbeelden van processen die energie kosten zijn het uiteenvallen van atomen kleiner dan ijzer tot kleinere atomen (iets wat mogelijk gebeurt tijdens radio loud activiteiten van AGNs waarbij onder meer zwaartekracht voor energie zorgt10) of het samensmelten van atomen groter dan ijzer tot nog grotere atomen (iets wat mogelijk gebeurt in pulsars waarbij zwaartekracht voor energie zorgt10). Maar er kunnen ook allerlei andere processen in het heelal gaande zijn die energie kosten dan wel geven waar we nog geen weet van hebben.
Indien zwaartekrachtdeeltjes zorgen voor kosmologische roodverschuiving dan zorgen zwaartekrachtdeeltjes voor koeling van fotonen en dus voor koeling van het heelal. Kosmologische roodverschuiving kan dus beschouwd worden als een koelingsmechanisme in een oneindig heelal. Tegelijkertijd zullen zwaartekrachtdeeltjes meer energie krijgen als ze energie afnemen van fotonen (in het geval dat kosmologische roodverschuiving door zwaartekrachtdeeltjes veroorzaakt wordt). Zwaartekrachtdeeltjes raken weer energie kwijt door met enorme krachten tegen voorwerpen aan te duwen. Zo is er een enorme krachtsinspanning van zwaartekrachtdeeltjes door alle materie van de aarde bijeen te duwen. Zwaartekracht kun je dus opvatten als een energiewisselaar (iets wat ook door anderen naar voren is gebracht7). Zwaartekracht(deeltjes) zul je dan in de energiebalansen moeten opnemen.
Het is door zwaartekracht dat onze aarde, onze Melkweg en onze Lokale Supercluster bijeengehouden wordt. Zwaartekracht oefent continu een enorme kracht op onze aarde uit. Sommige wetenschappers denken dat zwaartekracht warmte aan de aarde toevoegt waardoor de aarde expandeert7. Dit is minder gek dan voor sommigen misschien op het eerste gezicht lijkt, tenslotte worden bruine dwergen verondersteld te gloeien door zwaartekracht. Zwaartekracht zorgt voor een deel voor de warmte van de zon. Zwaartekracht zorgt ook voor druk in de zon waardoor waterstof tot helium fuseert, waardoor er nog meer warmte ontstaat en de zon hete fotonen uitzendt. Die hete fotonen staan in een oneindig heelal model hun energie door middel van kosmologische (tired light) roodverschuiving dus mogelijk weer aan de zwaartekracht(deeltjes) af. Daarnaast kan zwaartekracht er ook voor zorgen dat de druk en hitte in bepaalde AGNs (bepaalde quasars en sterrenstelsels) zo groot worden dat in de AGNs elementen afbreken. Mogelijk dat tijdens radio loud activiteiten van quasars en radio loud sterrenstelsels heel veel oud sterren- en sterrenstelselschroot met veel zware elementen dusdanig door zwaartekracht bijeengeduwd wordt dat de AGNs zware elementen tot protonen en elektronen afbreken en aldus protonen en elektronen in enorme hoeveelheden het heelal inspuiten. Dit kan een recyclemechanisme in het heelal zijn waardoor waterstof ontstaat10.
Je zou met Newton kunnen verwachten dat in een oneindig heelal de zwaartekracht ervoor zorgt dat de materie op bepaalde punten van elkaar komt te zitten. Dit is ook zo: materie verzamelt zich onder meer in sterren, sterrensterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels. Echter, door de enorme kracht waarmee mogelijk protonen en elektronen uit de kernen van AGNs (die waarschijnlijk geen zwarte gaten zijn in een oneindig heelal10) gespoten worden zorgt zwaartekracht er mogelijk voor dat er in een oneindig heelal materie uit geconcentreerde materieophopingen gespoten wordt en wel met een dergelijk grote kracht en in dermate grote hoeveelheden dat de materie in de grote leemtes tussen superclusters terecht kan komen. Je kunt een oneindig heelal dus beschouwen als een heelal dat zichzelf oneindig recyclet.
Wat voor processen dan ook, er zal zich in een oneindig heelal een bepaald evenwicht qua temperatuur gaan instellen en dat evenwicht zal dan 2,7 K zijn. Hoe kom je dan aan fotonen die die temperatuur van 2,7 K hebben? Daarvoor zijn in ieder geval drie mechanismen geopperd3. Een mogelijkheid zou kunnen zijn dat fotonen direct energie aan elkaar kunnen overdragen. Een andere mogelijkheid is dat fotonen indirect energie aan elkaar overdragen via kleinere deeltjes zoals zwaartekrachtdeeltjes en/of andere eventueel nog kleinere deeltjes (ook elektronen zijn voorgesteld als energiewisselaar). Een derde mogelijkheid is dat donkere materie in de vorm van oude koude sterren of sterrestanten (zoals stof) afkoelt tot de evenwichtstemperatuur (2,7 K) van het heelal en de achtergrondstralingfotonen uitzendt. (Ook is er de mogelijkheid dat meerdere van de hier genoemde mogelijkheden bijdragen.)
Daarnaast kan kosmologische roodverschuiving voor achtergrondstraling zorgen. Onze telescopen reiken nu tot ongeveer z = 12. Bij zeer grote afstanden kan de achtergrondstraling afkomstig zijn van zichtbaar sterlicht door roodverschuiving (met z = 1000 wordt optisch licht uitgerekt tot de achtergrondstraling). Een sterrenstelsel met z = 0.3 staat op een afstand van 3,5 miljard lichtjaar. Een sterrenstelsel met z = 1000 staat dan met het tired light concept op een afstand van (1000/0,3) x 3,5 = 12.000 miljard lichtjaar.
Mogelijk dat je dan zou verwachten dat je ook veel achtergrondstraling moet zien dat nog verder is uitgerekt (van nog veel verdere sterrenstelsels) dan de achtergrondstraling die we nu zien. Echter, indien één of meerdere van de hier genoemde mechanismen ook voor de achtergrondstraling zorgen dan kunnen deze mechanismen dominant worden als licht veel langer dan 12.000 miljard jaar door het heelal reist (bijvoorbeeld omdat fotonen ooit eens op donkere of lichtgevende materie zullen stuiten). Daarnaast is het misschien mogelijk dat zwaartekrachtdeeltjes, die een bepaalde temperatuur (bijvoorbeeld 2,7 K) zullen hebben, energie nemen van hete fotonen (T > 2,7 K) en energie geven aan koude fotonen (T < 2,7 K). (Dit laatste zou betekenen dat de kosmologische roodverschuiving verschilt per soort straling. Tot dusverre is dit niet gemeten.)
Het "tweede grote bewijs" van het big bang model
De ontdekking van de achtergrondstraling is immens belangrijk geweest voor de acceptatie van het big bang model. Dat andere wetenschappers eerder, nauwkeuriger en vaker de achtergrondstraling hadden voorspeld met een oneindig heelal model deed aan de vreugde niets af. Wat de observatie van sterlicht tijdens een zonsverduistering in 1919 had gedaan voor de acceptatie van de relativiteitstheorie deed de observatie van de achtergrondstraling in 1965 voor de acceptatie van het big bang model. Maar de laatste tien jaar is er nog iets bijgekomen, iets dat door de natuurwetenschap als een enorme triomf wordt beschouwd. Het "tweede grote bewijs" waarmee big bang kosmologen na het "bewijs" van de in 1965 ontdekte achtergrondstraling op de proppen zijn gekomen.
In de jaren tachtig van de vorige eeuw zaten de big bang kosmologen met een hele rits problemen. Totdat het inflatiemodel van Alan Guth suggereerde dat een inflatieveld door middel van negatieve druk voor een negatieve zwaartekracht zorgde die zeer kort na de oerknal in 10-35 seconde er voor zorgde dat gedurende die 10-35 seconde de ruimte iedere 10-37 seconde verdubbelde. Het inflatiemodel loste veel problemen op waar big bang kosmologen mee worstelden. Problemen die je niet hebt in een oneindig heelal model en problemen die ik hier verder niet ga bespreken, behalve één. Want hoe verklaar je dat een uiteenknallend puntje 14 miljard jaar later een heelal heeft voortgebracht waarin de hele boel samengeklonterd is tot meer dan 250 miljard sterrenstelsels? Ergens in dat zeer kleine puntje van 14 miljard jaar geleden moeten er al wat onregelmatigheden hebben gezeten, een aanvankelijke non-uniformiteit in het kleine puntje, waardoor er 14 miljard jaar later niet alleen sterrenstelsels maar ook grote superclusters en grote leemtes in het heelal zijn.
Het onzekerheidsprincipe van de kwantummechanica bracht uitkomst voor dit probleem. Het onzekerheidsprincipe in de kwantummechanica maakt de zaken op microniveau turbulent en springerig. (Het onzekerheidsprincipe is puur theoretisch en bestaat net als tijd alleen maar in onze hersenen. Big bang kosmologen voeren het als een werkelijk bestaand iets op.) In de inflatie van 10-35 seconde worden de onzekerheidsprincipe-onregelmatigheden in het (anders uniforme microscopische) puntje opgetrokken tot de onregelmatigheden die we nu zien in het heelal: samenklonteringen van materie tot sterrenstelsels en samenklonteringen van sterrenstelsels tot clusters van sterrenstelsels en samenklonteringen van clusters van sterrenstelsels tot superclusters van sterrenstelsels. Zoals al eerder geschreven: het onzekerheidsprincipe is gebaseerd op het (nu nog) niet goed kennen van zowel snelheid als plaats van een deeltje op een bepaald moment omdat we meten met fotonen. Als we kleinere deeltjes ontdekken gaat het onzekerheidsprincipe er heel anders uitzien (en waarschijnlijk afgevoerd worden als iets dat werkelijk bestaat) en de kwantummechanicaformules die ermee samenhangen ook. Big bang kosmologen maken de fout dat ze de kwantummechanische wiskunde die ze gebruiken om de werkelijkheid zo goed mogelijk te beschrijven als de werkelijkheid zien. Dit geldt ook voor de wiskunde van de relativiteitstheorie en de wet van de universele zwaartekracht van Newton, waardoor de meeste kosmologen denken dat er objecten zoals neutronensterren en zwarte gaten in het heelal zijn. Met pushing gravity bestaan neutronensterren en zwarte gaten zeer wel mogelijk alleen maar in onze hersenen en kan de materie van ruim 250 miljard sterrenstelsels onmogelijk zitten in een volume dat kleiner is dan het volume van een proton.
Dankzij het onzekerheidsprincipe en de kwantummechanische wiskunde die in het kielzog ervan volgde konden de big bang kosmologen wiskundige modellen opstellen waarin ze met behulp van verschuifbare flexibele parameters de boel zo konden instellen dat hun modellen heel mooi wiskundig beschreven hoe de onregelmatigheden in het kleine oeratoompuntje van 14 miljard jaar geleden uitgroeiden tot de superclusters die men nu in het heelal ziet.
Maar de wiskundige modellen konden niet alleen voorspellen waar de superclusters in het heelal vanuit het puntje terecht moesten komen na 14 miljard jaar, de modellen konden ook voorspellen waar de temperatuur van de achtergrondstraling van het heelal net wat hoger en net wat lager moest zijn. Daar waar de superclusters zaten was de temperatuur van de achtergrondstraling ietsje lager (2,7249 K in plaats van 2,7250 K). De big bang kosmologen menen dat fotonen van de achtergrondstraling afkomstig uit een gebied met een iets hogere dichtheid (met sterrenstelsels, clusters en superclusters) 14 miljard jaar geleden iets meer energie verbruikt hebben om uit het sterkere gravitatieveld te komen. Volgens de big bang kosmologen zou de achtergrondstraling uit gebieden met meer sterrenstelsels daarom een iets lagere temperatuur moeten hebben. En inderdaad, de temperatuur van de achtergrondstraling uit gebieden met meer sterrenstelsels is iets lager, het "tweede grote bewijs" van het big bang model na de ontdekking van de achtergrondstraling.
Vanaf de grote superclusters had men de modellen en parameters gemodificeerd en ingesteld naar het kleine puntje oftewel oeratoom. Men had de boel zo ingesteld dat men vanaf de onregelmatigheden in het oeratoom uitkwam op grote hopen materie in het heelal. Vervolgens ging men met het gevonden model berekenen waar een lagere temperatuur in de achtergrondstraling zat. En ja, het klopte, lagere temperaturen in de achtergrondstraling waar superclusters zaten. Maar men had helemaal niks bewezen. Met observaties was al lang aangetoond dat er een correlatie bestaat tussen de hoeveelheid materie in een bepaald deel van het heelal en de temperatuur van de achtergrondstraling uit die gebieden. Men heeft naar het "bewijs" toegerekend (hetzelfde is gebeurd met de hoeveelheid helium in het heelal, komt verderop). Dat de temperatuur van de achtergrondstraling lager is als de straling uit gebieden met veel samengeklonterde materie komt, kun je net zo goed verklaren met extra tired light roodverschuiving door extra materie. Het "tweede grote bewijs" van de big bang kun je daarom net zo goed opvatten als een ethereffect en een bevestiging van de tired light hypothese.
De donkere hemel 's nachts
Er is een eeuwenoud probleem dat altijd zeer serieus is opgevat in de kosmologie. Dit probleem is afkomstig van Johannes Kepler (1571-1630) en ontstaat als je 's nachts naar de hemel kijkt en je jezelf erover verwondert hoe het kan dat als er oneindig veel sterrenstelsels zijn (in een oneindig heelal) we niet een en al licht zien. Je zou kunnen denken een "witte gloed" te moeten zien in plaats van een donkere hemel.
De verklaring van het ontbreken van een "witte gloed" in het big bang heelal is als volgt: te weinig sterlicht van te weinig sterren die te kort en te krachteloos branden en die te ver weg zijn in het zich uitdijende big bang heelal. Big bang kosmologen beschouwen hun oplossing voor de donkere hemel ook als een "bewijs" voor de big bang.
Het probleem van de donkere hemel kan ook opgelost worden als je denkt aan donkere materie in de vorm van uitgebrande sterren en sterrenstelsels die er (waarschijnlijk) veel meer is dan lichtgevende materie. Met veel donkere materie die afgekoeld is tot de evenwichtstemperatuur (2,7 K) van het heelal krijg je dat sterlicht op donkere materie valt en vervolgens weer uitgezonden wordt met de temperatuur van die materie (2,7 K) en dus met de temperatuur van de achtergrondstraling.
Maar als sterlicht van zeer ver weg (zoals 12.000 miljard lichtjaar) uiteindelijk roodverschuift tot het de golflengte van de achtergrondstraling heeft, kan dat ook als (een deel van) de oplossing gezien worden van de verklaring van de donkere hemel. Maar ook de andere verklaringen van de achtergrondstraling in een oneindig heelal (zoals directe energieoverdracht tussen fotonen) kunnen bijdragen aan de oplossing van het probleem van de donkere hemel.
Je zult hoe dan ook in een oneindig heelal naar processen moeten zoeken die voor afkoeling zorgen, anders raakt de boel oververhit in het heelal, want dan wordt het heelal door alle brandende sterren steeds heter. In 1823 suggereerde Heinrich Olbers (1758-1840) dat sterlicht mogelijk wordt geabsorbeerd door donkere materie. Hetzelfde was ook al in 1754 gesuggereerd door Jean-Philippe Loys de Chéseaux (1718-1751). Maar John Herschel wist de verklaring in 1848 om zeep te helpen door te stellen dat dergelijke donkere materie uiteindelijk zo verhit zal raken dat het evenveel energie zal uitstralen als het absorbeert5. In zekere zin klopt dat ook wel in een oneindig heelal, maar de situatie wordt anders als er processen zijn in het heelal die energie vragen (zoals ijzer dat verandert in andere elementen). In dat geval zal de achtergrondstraling corresponderen met de evenwichtstemperatuur van de energiebrengende en energienemende processen.
Het probleem van de donkere hemel wordt ook opgelost als je bedenkt dat er wel degelijk een "witte gloed" is, namelijk de "witte" gloed van de achtergrondstraling (die we niet kunnen zien met onze ogen, maar wel kunnen "zien" met onze instrumenten). Het probleem van de donkere hemel die een witte gloed zou moeten zijn in een oneindig heelal met een oneindige hoeveelheid sterren en sterrenstelsels bestaat dus helemaal niet, want de "witte" gloed is er.
Je kunt zeggen dat er nog een heel andere gloed is. De "gloed" van zwaartekrachtdeeltjes (en mogelijk andere nog kleinere deeltjes). Mogelijk komen er immens veel zwaartekrachtdeeltjes van alle kanten naar onze aarde. Zwaartekrachtdeeltjes moeten op een gegeven moment ergens tegenaan botsen, omdat anders de zwaartekracht in een oneindig heelal oneindig groot wordt. Zeer wel mogelijk wordt de zwaartekracht niet oneindig doordat subatomaire deeltjes zwaartekrachtdeeltjes kunnen absorberen en uitzenden volgens het pushing gravity concept2. Wat de hoeveelheid zwaartekrachtdeeltjes betreft zal er zich in een oneindig heelal een zeker evenwicht instellen.
Het heliumprobleem
Als het heelal in een oerknal was ontstaan dan zou je kunnen verwachten dat er alleen zeer kleine deeltjes waren ontstaan, namelijk protonen en elektronen, die door samen te gaan waterstof vormden. Waterstof klit vervolgens (door zwaartekracht) samen tot sterren waarna door kernfusie zwaardere elementen zoals helium ontstaan. De hoeveelheid helium in het heelal gaf een probleem. Al het gas in het heelal bestaat ruwweg voor 75 % uit waterstof en voor 25 % uit helium. Echter, als alle sterren in het big bang heelal op volle toeren waterstof in helium hebben omgezet gedurende de tijd dat het big bang heelal bestaan heeft dan komt de hoeveelheid geproduceerde helium op nog geen tiende uit van de 25 % helium die zich nu in het heelal bevindt. Big bang kosmologen sloegen aan het rekenen en wisten de modellen zo aan te passen dat hun nieuwe big bang model de gewenste hoeveelheid helium produceerde binnen 200 seconden na de oerknal. Binnen 200 seconden na de big bang werd ongeveer 25 % van de massa van het heelal omgezet in helium.
Deze berekening wordt door big bang kosmologen geschaard onder de grote successen van het big bang model.
Volgens de big bang kosmologie zijn waterstof, helium, deuterium en lithium in de eerste minuten van het heelal in bepaalde verhoudingen gecreëerd (deuterium en lithium in zeer kleine hoeveelheden vergeleken met de waterstof en helium). De berekening van deze verhoudingen komt zeer nauwkeurig overeen met de hoeveelheden waterstof, helium, deuterium en lithium die men observeert in het heelal. Echter, men wist van te voren welke verhoudingen men moest hebben. Big bang kosmologen hebben slechts één goede voorspelling gedaan en dat betreft de ontdekking van de achtergrondstraling, maar die achtergrondstraling was eerder en nauwkeuriger voorspeld met heelal modellen met een evenwichtstemperatuur.
In een oneindig heelal model hebben sterren natuurlijk oneindig veel tijd gehad om helium te produceren en zal er sprake zijn van een evenwichtsverhouding tussen de verschillende elementen. Overigens verwacht ik dat er meer zwaardere elementen zoals ijzer zijn dan men tot nu toe verwacht. Op dit moment denken astronomen nog dat de verhouding van elementen die men in de buitenste schil van een ster ziet de verhouding van de elementen in de hele ster is. Dit komt omdat men er van uitgaat dat een ster ontstaat door de ineenstorting van een gaswolk onder zijn eigen zwaartekracht. Maar in een oneindig heelal zul je krijgen dat kleinere massieve objecten (zoals bijvoorbeeld onze aarde) met veel zware elementen gas aantrekken (door zwaartekracht) waardoor je sterren krijgt met daarin kernen van zware elementen10.
Eigenbeweging en concentraties van sterrenstelsels
Al in 1954 publiceerde Vera Rubin dat er samenklonteringen van sterrenstelsels in het heelal waren, met daartussen reusachtige leemtes. Haar bevindingen werden genegeerd, want men meende dat door de oerknal alle materie zich gelijkmatig over het heelal had verspreid. Ruim drie decennia later moesten big bang kosmologen na zeer lange tijd van ontkenning schoorvoetend toegeven dat er in het heelal inderdaad enorme samenklonteringen van sterrenstelsels zijn, met daartussen enorme leemtes, het absolute tegendeel van wat ze een halve eeuw hadden verkondigd. Nieuwe big bang modellen zorgden er vervolgens voor dat zulke enorme samenklonteringen van sterrenstelsels toch wel met de oerknal konden ontstaan.
Vera Rubin had met haar observaties van samengeklonterde sterrenstelsels tevens berekend dat discrepanties tussen de waargenomen afstanden en (kosmologische) roodverschuivingen verklaard konden worden door te veronderstellen dat sterrenstelsels onafhankelijk van de naar buiten gerichte uitdijing van het big bang heelal konden bewegen (zodat men ook met Doppler roodverschuiving rekening moet houden). Men is dit fenomeen eigenbeweging gaan noemen en het wordt nu na zeer lange tijd van ontkenning erkend door big bang kosmologen. Sterrenstelsels kunnen met grote snelheden naar andere sterrenstelsels reizen en ook clusters van sterrenstelsels kunnen met grote snelheden naar andere clusters reizen. Ook de eigenbeweging rolt nu netjes uit de big bang modellen te voorschijn.
In een oneindig heelal zul je natuurlijk krijgen dat sterrenstelsels naar elkaar toe gaan vanwege de zwaartekracht zodat je bepaalde snelheden krijgt die leiden tot bepaalde concentraties van sterrenstelsels. Eigenbeweging en concentraties van sterrenstelsels zijn heel vanzelfsprekende ingrediënten in een oneindig heelal model.
Conclusie
Metingen en observaties in de natuurkunde en kosmologie kunnen eenvoudig en eenvoudig samenhangend verklaard worden met een natuurkundig/kosmologisch model dat uitgaat van hypothetische kleine deeltjes zoals zwaartekrachtdeeltjes en dat het heelal als oneindig in ruimte en tijd beschouwt.
Referenties
1. Coleman J.A. Relativity for the layman, Penguin Books, London, 1990 (eerste druk in 1954 door de William-Frederick Press, New York).
2. Edwards M.R. Pushing gravity: new perspectives on Le Sage's theory of gravitation, Apeiron, Montreal, 2002.
3. Gaastra E. Is the biggest paradigm shift in the history of science at hand?, Progress in Physics, 2005, v.3, 57-61.
4. Cahill R.T. The Michelson and Morley 1887 experiment and the discovery of absolute motion, Progress in Physics, 2005, v.3, 25-29.
5. Gaastra E. High redshift galaxies may be clusters of galaxies, Proceedings of the Natural Philosophy Alliance, 2005, v.2, n.1, 30-32.
6. Harrison E.R. Cosmology: the science of the universe, Cambridge University Press, Cambridge, 2000.
7. Edwards M.R. Graviton decay without decreasing G: a possible cause of planetary heating, expansion and evolution, Annals of Geophysics, 2006, supplement to v. 49, n. 1, 501-508.
8. Assis A.K.T. and Neves M.C.D. History of the 2.7 K temperature prior to Penzias and Wilson, Apeiron, 1995, v.2, 79-84.
9. Schilling G. Onzichtbaar skelet draagt bijna alle sterren, De Volkskrant, 13 januari 2007.
10. Gaastra E. An astronomy model within an infinite universe, Proceedings of the Natural Philosophy Alliance, 2004, v.1, n.1, 21-24.