De wetenschap zit al tien jaar met een controversieel experiment in de maag. Constanten die misschien toch niet constant zijn, laten oude twijfels herleven en dreigen de natuurkunde te ondermijnen. En het mysterieuze getal alfa vormt de sleutel.
Je krijgt snel te doen met John Webb. Niemand wil geloven dat de experimenten kloppen die de Australische astronoom met zijn team van de Universiteit van New South Wales in Sydney uitvoert. Nu suggereren zijn metingen ook nogal wat. Namelijk dat we de rotsvaste overtuiging moeten loslaten dat natuurwetten altijd en overal hetzelfde zijn.
Het sneue voor Webb is, ook al voert hij zijn metingen naar zijn beste weten uit, dat hij tegen de natuurlijke scepsis van natuurkundigen aanloopt om revolutionaire ideeën te omarmen. Nu heeft de natuurkunde wel wat te verliezen. Centraal in deze controverse staan de zogenoemde natuurconstanten, de zeer nauwkeurig vastgestelde getallen in de formules van de natuurkunde, zoals de lichtsnelheid of de lading van het elektron. Ze vormen als het ware het cement in ons bouwwerk van natuurwetten; ze vertellen ons hoe snel, hoe zwaar, hoe waarschijnlijk of hoeveel er van iets in de natuur is. Volgens natuurkundigen zijn deze getallen – en dus onze natuurwetten – constant, waar dan ook in het heelal. En juist dit is wat de experimenten van Webb tegenspreken.
Kortom, de vraag is: zijn de natuurconstanten écht constant? Twijfel daarover bestond al in de jaren dertig van de vorige eeuw. Maar de vraag toetsen in een experiment is niet eenvoudig. Eén probleem is dat constanten uitgedrukt worden in eenheden, zoals meter per seconde of kilogram. Welke waarde een constante heeft, hangt af van de keus van de eenheden. Om variaties van constanten te meten, heb je dus constanten nodig zónder eenheid; pure getallen dus. Deze zijn altijd en overal hetzelfde, onder welke voorwaarden je ze ook meet. Zulke constanten noemen we ‘dimensieloos’ en in totaal hebben we er pakweg 25 van.
Dit is het eerste gedeelte van een artikel uit KIJK 13/2012, in de winkel van 14 december 2012 tot en met 10 januari 2013.
Meer informatie:
- Scientific American: Are Physical Constants Really Constant?
- New Scientist: Constant change: Are there no universal laws?
Tekst: Barry van der Meer
Beeld: NASA