› Boek: Snaartheorie

In mei 2010 is mijn eerste populairwetenschappelijke boek, Snaartheorie, verschenen. Het boek is opgenomen in de serie De Wetenschappelijke Bibliotheek van uitgeverij Veen Magazines. U kunt het boek in de webwinkel van de uitgever bestellen.

Snaartheorie is gericht op een breed publiek. Enige achtergrondkennis van de natuur- en wiskunde, zeg op 4VWO-niveau, is meegenomen, maar ook de geïnteresseerde lezer die deze kennis niet heeft zou het overgrote deel van het boek goed moeten kunnen volgen.

Overigens stel ik vragen en opmerkingen over het boek zeer op prijs. U kunt op de pagina met lezersvragen zien of uw vraag al gesteld is. Als dat niet het geval is kunt u op de pagina Stel uw vraag lezen hoe u zelf een vraag kunt inzenden.

Snaartheorie werd op 10 mei 2010 officieel gepresenteerd in het Museum Boerhaave in Leiden. Op de pagina Boekpresentatie vindt u een kort verslag van deze bijeenkomst, en de powerpointpresentatie van mijn lezing.

De omslagtekst van het boek:

De moderne natuurkunde rust op twee stevige pijlers: de relativiteitstheorie van Albert Einstein en de quantummechanica. Lange tijd lukte het niet om deze theorieën met elkaar te rijmen. Hierin kwam verandering toen de snaartheorie ten tonele verscheen.

Het basisidee van de snaartheorie is simpel. Neem aan dat de elementaire deeltjes waaruit alles in ons heelal is opgebouwd geen puntvormige deeltjes zijn, maar minuscuul kleine trillende snaartjes. Deze aanname maakt het mogelijk om de relativiteitstheorie en de quantummechanica tot een verbazend elegant geheel te verenigen. Bovendien kunnen zo aloude vraagstukken uit de wiskunde en de sterrenkunde worden opgelost. Maar de snaartheorie heeft nog meer onverwachte effecten: nieuwe dimensies en mysterieuze deeltjes, de zogenoemde tachyonen, doen hun intrede. Het leren omgaan met deze verbazingwekkende eigenschappen heeft grote gevolgen gehad voor ons begrip van de natuur.

Uit de inhoud:
- Een begrijpelijke uitleg van de quantummechanica en de relativiteitstheorie
- Waarom snaren in plaats van puntdeeltjes?
- De wonderbaarlijke rol van symmetrie in de natuur
- Denken in meer dan drie dimensies
- De weddenschap van Stephen Hawking

Errata
Vindt u een fout in het boek, dan hoor ik dat graag. U kunt errata melden via de contactpagina. Hieronder een lijst van de tot nu toe gevonden missers:

p. 5: Bij de middelste (groene) lijn in afbeelding 3 staat 500 K. Zoals uit de bijschriften van de andere lijnen blijkt, is hier een nul weggevallen: de juiste temperatuur is 5000 K. (Met dank aan Han Crijns.)

p. 98: Onderaan de pagina staat vermeld dat het delen van de Plancklengte door de Plancktijd een uitkomst van 3,01 x 10^-8 m/s oplevert. Als u de berekening zelf doet zult u zien dat het teken in de exponent onjuist is: de juiste uitkomst is 3,01 x 10^+8 m/s. Dit komt inderdaad vrijwel overeen met de lichtsnelheid, die te vinden is onderaan bladzijde 95. (Met dank aan Stefan Vandoren.)

p. 104: Het verassende antwoord. Hoe bijzonder de snaartheorie ook is, as komt er niet aan te pas. "Verrassend", dus. (Met dank aan Richard Visser.)

p. 112: Open snaren brengen daarmee automatisch massaloze deeltjes met een spin van 1 voort. We hebben in hoofdstuk 2 gezien dat dit precies de deeltjes zijn die de ijkkrachten overbrengen: de elektromagnetische kracht en de twee kernkrachten. De laatste bewering is strikt genomen niet juist: de deeltjes die de kernkrachten overbrengen hebben wel degelijk een massa. Vergeleken met de Planckmassa zijn deze massa's echter extreem klein - op de schaal van de quantumzwaartekracht gezien zijn deze deeltjes vrijwel massaloos. (Net als overigens andere "massieve" deeltjes zoals elektronen en quarks dat zijn.) De kleine massa die de kernkrachtdeeltjes hebben is het gevolg van een gebroken symmetrie, vergelijkbaar met de gebroken supersymmetrie (besproken in hoofdstuk 5) die ervoor zorgt dat superpartners verschillende massa's hebben. (Met dank aan Margriet van der Heijden.)

p. 118: De Italiaanse quantummechanicus Wolfgang Pauli (1900-1958) - Wolfgang Pauli werd in Oostenrijk geboren. Na de annexatie van Oostenrijk door Duitsland in 1938 werd hij Duits staarsburger, en in 1946 kreeg hij het Amerikaans staatsburgerschap. Allerlei nationaliteiten, dus, maar niet de Italiaanse! (Met dank aan Hans Koolen.)

p. 127: Tijcoördinaat - bedoeld is natuurlijk: tijdcoördinaat. (Met dank aan Ivo Graat.)

p. 146: In afbeelding 12 staat onder "veld" de aanduiding "x+ pijltjes". Dit moet "x+1 pijltjes" zijn. (Met dank aan Richard Visser.)

p. 193: Rond het hoofdstuklogo ontbreekt de tekst "Snaartheorie en sterrenkunde - Hoofdstuk 9". (Met dank aan Floris van der Meijs.)

p. 203: In het bijschrift van afbeelding 3 ontbreekt een aanhalingsteken sluiten achter "Plat".

p. 205: Sheldon Katz toonde in 1996 aan dat ook voor krommen van graad 2 het aantal eindig is. Het zal de oplettende lezer niet ontgaan zijn dat dit jaartal ná dat van het verschijnen van het artikel van Candelas ligt. In hoofdstuk 1 vindt u wel het juiste jaar: 1986.

p. 222: Brian Greene maakte ook een driedelige documentaireserie... De link die naar de uitzendingen verwijst bevat helaas video's die vanuit Nederland en België niet meer te bekijken zijn. Vanaf Amerikaanse IP-adressen werken de video's nog wel. De serie is gelukkig nog wel op YouTube te vinden. Bestellen van de DVD kan ook, bijvoorbeeld bij Amazon.com. (Met dank aan Bert Van Opstal en "retslac".)

p. 224: Gravtion. Het deeltje dat de zwaartekracht overbrengt heet het "graviton", zonder tweede i. Overigens, om het extra verwarrend te maken: het supersymmetrysche partnerdeeltje van het graviton heet het "gravitino". Dat laatste deeltje wordt hier echter niet bedoeld. (Met dank aan Richard Visser.)

Bert Van Opstal