Tijd om weer eens een recensie te plaatsen, deze keer van een boek dat raadsels uit de wetenschap aanpakt. Leuk natuurlijk, want aan de grenzen van de wetenschap, daar waar dingen gebeuren die eigenlijk niet kunnen, mag je nieuwe doorbraken verwachten.
Alleen, zoals hier onder te lezen is, heeft de auteur van dit boek een merkwaardige hand van kiezen. Een paar van de raadsels die hij noemt zijn echt, andere zijn nauwelijks serieus te nemen. Wie recensies wil vergelijken kan ook even bij Wetenschap 24 kijken.
Deze recensie stond een paar weken geleden in het Nederlands Dagblad.
Michael Brooks: 13 keer onverklaarbaar. De meest intrigerende raadsels van dit moment. Uitg. Veen magazines, 298 blz, 2011. €16,95
Raadsels voor de wetenschap
In 1996 beweerde de Amerikaanse wetenschapsauteur John Horgan in zijn boek ‘Het einde van de wetenschap’ dat we bijna alles al wisten. Grote doorbraken in de wetenschap zouden er niet meer zijn, er moesten alleen nog maar wat puntjes op de i gezet worden. Zijn collega, natuurkundige Michael Brooks citeert hem aan het einde van een boek dat exact het omgekeerde beweert: de wetenschap zit vol met ongeopende deuren, onder het tapijt geveegde problemen en duistere steegjes die bijna iedereen maar liever voorbij loopt.
Zijn boek ’13 keer onverklaarbaar’ beschrijft dertien raadsels waar de huidige wetenschap mee worstelt – of die ze soms juist negeert. Zo weten sterrenkundigen heel veel van ons universum en kunnen ze terugrekenen hoe het vlak na de oerknal geweest moet zijn, maar ondertussen zijn ze 96 procent van alle materie kwijt. Wat we kunnen zien aan sterren, gas en elementaire deeltjes is samen bij lange na niet genoeg om te verklaren waarom het universum is zoals het is. De sommen kloppen alleen wanneer je aanneemt dat alles wat wij zien slechts vier procent is van alles wat bestaat. Daarnaast is er nog ‘donkere materie’, de rest is ‘donkere energie’. Allebei mooie namen, maar niemand weet hoe die mysterieuze materie en energie in elkaar steken.
Een tweede probleem is dat sommige natuurkundige constanten, getallen die volgens wetenschappers onveranderlijk zijn, zoals de lichtsnelheid, misschien toch niet helemaal constant zijn. Andere onverklaarbare fenomenen zijn volgens Brooks onder meer koude kernfusie, het placebo-effect en seksuele voortplanting.
Brooks beschrijft de problemen, meldt wat verschillende wetenschappers er over schrijven en legt uit waar precies de pijn zit. Daarbij gaat zijn sympathie toch vooral uit naar de afwijkende meningen en observaties. Hij meldt bijvoorbeeld niet dat er momenteel een flink aantal experimenten lopen die meer licht moeten werpen op donkere materie en donkere energie. Het onderwerp wordt alles behalve genegeerd door de wetenschap.
Zo is Brooks wel vaker onvolledig in zijn weergave van feiten en ook gevolgen. De suggestie dat sommige natuurconstanten (zoals de lichtsnelheid) misschien niet helemaal constant zijn is intrigerend. Brooks lepelt een lijst met afwijkende meetresultaten op. Maar hier maakt hij niet duidelijk wat de betekenis is voor de natuurkunde en ons begrip van de wereld.
Brooks noemt de afwijkingen steevast ‘anomaliën’, meetwaarden die niet passen binnen het traditionele paradigma waarin ze geïnterpreteerd worden. Volgens wetenschapsfilosoof Thomas Kuhn kunnen zulke afwijkende observaties uiteindelijk zorgen voor een paradigmaverschuiving. Wanneer donkere materie niet blijkt te bestaan – of natuurconstanten niet constant zijn – moeten wetenschappers terug naar de tekentafel. Wellicht is het dan tijd de oerknal-hypothese die de ontwikkeling van het universum beschrijft te vervangen.
Maar niet alle ‘onverklaarbare’ observaties passen goed in dit schema van anomaliën en paradigma’s. Brooks heeft helemaal gelijk wanneer hij schrijft dat biologen niet nauwkeurig kunnen definiëren wat ‘leven’ is. Alleen is dat onvoldoende om de begrippen ‘leven’ en ‘dood’ tot anomalie te verklaren. Hier lijkt Brooks een slachtoffer van de door hem gekozen vorm te zijn. Ook een mogelijk buitenaards radiosignaal dat in 1977 is opgevangen is geen ‘anomalie’ zoals Kuhn die beschrijft, net zomin als de metingen die de Mars-lander Viking I in 1976 heeft verricht op de Rode Planeet. Viking deed experimenten die de aanwezigheid van micro-organimsen op Mars zouden moeten aantonen. Maar de resultaten bleken simpelweg niet eenduidig. Dat is wat anders dan een waarneming die ingaat tegen het heersende paradigma.
Het hoofdstuk over ‘vrije wil’ neemt Brooks wel erg nadrukkelijk het standpunt in dat de vrije wil niet bestaat. Ronduit eenzijdig is het slothoofdstuk over homeopathie. Wat Brooks hier vooral doet is alle studies die laten zien dat homeopathie niet werkt, wegredeneren. Hij wijst er op dat de effecten misschien te subtiel zijn om in studies waar te nemen. Maar als dat zo is, hoe kan homeopathie dan werkzaam zijn? Het slot van dit hoofdstuk – en het einde van zijn boek – is uiterst merkwaardig. Misschien, zo schrijft Brooks op gezag van enkele wetenschappers, werkt homeopathie het best wanneer al die hoge verdunningen achterwege worden gelaten. Maar dan heb je toch gewoon kruidengeneeskunde? Dat kruidenextracten een medische werking kunnen hebben is alles behalve controversieel.
Het interessante aan dit boek is dat Brooks een heleboel afwijkende meningen heeft verzameld over een aantal wetenschappelijke fenomenen. Misschien dat enkele daarvan inderdaad tot een paradigmawisseling gaan leiden. Maar het boek zou gebaat zijn geweest met een meer nuchtere en evenwichtige toon.
Hoi René,
Ik kon geen andere manier vinden om contact met je op te nemen, vandaar dat ik hier een reactie plaats, maar er staan nogal wat spamlinks op je blog. Ze zijn niet zichtbaar, maar als je de bron van je blog bekijkt (vaak kan dat met ctrl-u) dan zie je ze staan. Heel misschien is het je bedoeling om viagra aan de man te brengen, maar het lijkt me wat off-topic.
Groetjes,
David
In de administrator module is de spam-box leeg, op de site zie ik ook niets. Geen idee waar het probleem is en wat ik er aan kan doen, helaas.
“De sommen kloppen alleen wanneer je aanneemt dat alles wat wij zien slechts vier procent is van alles wat bestaat. ”
Hier hangt het er nogal van af wat je onder ‘zien’ verstaat: donkere materie is prima in kaart te brengen, tegenwoordig, met gravitationele lens methodes. Donkere materie ‘zie’ je dus wel degelijk.
Donkere energie is een ander verhaal …
‘Zien’ als in direct waarneembaar. Donkere materie nemen we idd indirect waar.
Indirect waarnemen is wat mij betreft ook ‘zien’, zeker als je er kaarten van kan maken (en dat kan dus).
Het meetste licht in het heelal zien we ook niet ‘direct’, en toch wordt het bij de zichtbare materie opgeteld (denk aan stoffige sterrenstelsels op hoge roodverschuiving).
Je bedoelt als in ‘ik zie nu spijkers op laag water’? Roodverschoven licht nemen we waar via een detector – daar komen fotonen vanaf. Van donkere materie niet. Vandaar de naam, zou je zeggen…
Ik weet waar de naam donkere materie vandaan komt – en daar hoort zowel baryonische als niet-baryonische materie bij. Maar die materie kun je dus wel degelijk waarnemen (‘zien’), net zoals je magnetische velden kunt waarnemen (‘zien’), en die is dus helemaal niet kwijt, zoals in dit boek beweert lijkt te worden.
Met die stoffige sterrenstelsels bedoelde ik wat anders, trouwens: het licht van jonge sterren daar komt niet door dat stof heen, en ‘zien’ we dus niet. Toch weten we dat dat licht er is, omdat we het op een andere manier kunnen waarnemen. Ik reken ook dat onder ‘zien’, net als het waarnemen van donkere materie via lichtbuiging.
M’n punt is dus dat het ‘zien’ van donkere materie net zo is als het zien van bv. gamma straling, magnetische velden, of hele zwakke objecten die je alleen maar op foto’s kan zien: dit alles gaat niet met je eigen ogen, maar via iets anders.
Op zich helemaal mee eens hoor, maar waar geen enkele astronoom het bestaan van gamma-straling of magnetische velden betwist, is er nog steeds een kleine groep die denkt dat de verschijnselen die aan donkere materie worden toegedicht, ook op een andere manier te verklaren zijn (MOND). Er zit een hoogleraar met MOND-sympathie hier aan de RUG.
Voor zover ik het kan inschatten lijkt MOND niet echt door te breken, en ik herinner mij een of twee recente papers die juist tegen MOND pleiten. Maar het nuanceert m.i. je uitspraak dat we donkere materie ‘zien’.
Als ik tien euro moet inzetten, zou ik het doen op donkere materie. Want er zijn tal van aanwijzingen voor het bestaan van donkere materie. Maar zolang er nog geen sluitende theorie is over wat dat spul nu eigenlijk is vind ik de uitspraak ‘we kunnen het zien’ net iets te sterk. ‘Observaties suggereren heel sterk (maken het aannemelijk) dat donkere materie een realiteit is’. Dat lijkt mij een zuivere beschrijving.
Ik denk dat we toch echt al verder zijn. De MOND groep is wel heel klein geworden … en vooral oud.
Je hoeft niet te weten wat die (niet-baryonische) donkere materie is om de waarneming ervan te accepteren. Ik vergelijk dit altijd graag met radioactieve straling. Toen we nog niet wisten wat het was, werd het alpha-, beta- en gamma-straling genoemd. Dat het bestond was duidelijk, maar wat het was niet. Nu weten we dat wel.
Met donkere materie is het precies zo: dat het bestaat is voor vrijwel iedereen duidelijk (de jongere generatie in ieder geval), maar wat het is nog niet.
Eelco, even lekker muggenziften: radioactieve straling bestaat ook niet: straling is namelijk niet radioactief 😉 . Overigens, ioniserende straling wordt nog steeds wel aangeduid met alfa-, beta- en gammastraling.
Inhoudelijk: donkere materie doet mij altijd sterk denken aan het concept van de ether: kon je ook niet zomaar zien, maar was voor de theorie nodig. Iedereen was overtuigd dat het bestond, toch bleken niet alle verwachte gevolgen te rijmen met de praktijk en viel de theorie in duigen.
Wat is eigenlijk het meest directe bewijs voor het bestaan van donkere materie, afgezien dan van de noodzaak uit de algemeen geaccepteerde formules?
@Pieter,
Precies ! Concepten zijn mooi maar zonder bewijs blijft donkere materie toch hangen in de categorie ‘er is meer’.
Vooral Eelco’s laatste zin vind ik nogal verdacht: “Met donkere materie is het precies zo: dat het bestaat is voor vrijwel iedereen duidelijk (de jongere generatie in ieder geval), maar wat het is nog niet.” Dat lijkt toch als twee druppels water op: “Met toekomst is het precies zo: dat die bestaat is voor vrijwel iedereen duidelijk (de jongere generatie in ieder geval), maar wat die is nog niet.”
@Pieter:
je hebt helemaal gelijk: je moet het “straling die vrijkomt bij radioactiviteit” noemen, maar dat is wat lang. “Radioactieve straling” wordt nog wel gebruikt, maar is inderdaad een foutieve term. Net als de “Big Bang”, bijvoorbeeld, en nog zo wat termen. Mea culpa !
Maar ik hoop dat duidelijk is wat ik ermee wilden aangeven.
Wel interessant dat we nog steeds over alpha- en beta-straling spreken, terwijl dat nou juist geen straling is: het zijn deeltjes. Die hoeven ook niet te ioniseren, dus ik zou het geen ioniserende straling noemen (en zeker geen straling).
Voor donkere materie is juist heel veel bewijs, en het duidelijkste zijn toch wel de gravitatielensen. Daarmee kun je de donkere materie zelfs in kaart brengen. Het volgt al lang niet meer alleen maar ‘uit formules’.
Donkere energie is een ander verhaal, maar ook die zou ik niet met ‘ether’ willen vergelijken.
@Rob:
donkere materie is het stadium ‘concept’ al heel lang voorbij …
Donkere energie begint daar net een beetje uit te komen (Nobelprijs, dit jaar).
Het nieuwste is ‘donkere gravitatie’. Da’s nog wel een concept!
@Pieter:
hmmm … ik zie dat mijn definitie van straling nogal beperkt is, en (energieke) deeltjes daar meestal ook onder gerekend worden. Zelf denk ik bij straling alleen maar aan EM staling, maar dat is dus niet juist.
@ Rob, je weet het altijd zo mooi te formuleren 🙂 .
@ Eelco; ik snap wat je bedoelt. Ivm die straling: ja het is ook een beetje een taalspelletje. Ioniserende straling dankt zijn naam aan wat het teweeg kan brengen; ook al hoeft het niet per se te ioniseren. Vergelijk het met kogelwerend glas – dat heet ook kogelwerend zolang het geen kogels weert.
Wat betreft die donkere zaken: dan is er denk ik werk te verzetten in het uitleggen voor een breder publiek in wat donkere materie is en wat men erover weet. Als fysicus al is het onderwerp voor mij maar moeilijk te bevatten, laat staan voor anderen buiten jouw vakgebied…
@Pieter:
dat laatste is natuurlijk een goede aanbeveling. De term ‘donkere materie’ is een beetje te ‘duister’ gekozen, denk ik. Bijvoorbeeld WIMPs (een bekende kandidaat voor een DM deeltje) zijn tenslotte alleen maar een soort superzware neutrinos (daar hebben WIMPs nog het meeste overeenkomst mee), en dus niet zo geheimzinnig als ze klinken. Maar ze zijn nog niet direct gedetecteerd, net als het Higgs boson (al komt die nu aardig in de buurt !).
Bedenk dat ook het W en Z boson pas gedetecteerd zijn nadat hun bestaan voorspeld was: dat is niet zo gek.