De tweeling Erik en Herman Verlinde (60) behoort tot de top van de theoretische natuurkunde. Even zijn ze allebei tegelijk in Amsterdam. Hun vakgebied staat voor grote doorbraken. ‘We hadden altijd het gevoel dat we het eigen geloof moesten volgen.’
‘Ha Erik’, zeggen we. Het blijkt Herman te zijn. Een paar minuten later verschijnt een tweede blauw-beige geklede figuur in de centrale hal van Science Park, de bètafaculteit van de Universiteit van Amsterdam. Ze hebben dezelfde witte papieren broodzak in de hand, en bestellen allebei een cappuccino. Dan proberen de twee hoogleraren theoretische natuurkunde de trap te bereiken, maar de tocht van twintig meter verloopt door voortdurende onderbrekingen moeizaam; tal van mensen spreken hen aan.
Herman Verlinde is bij hoge uitzondering in Nederland; meestal loopt hij rond op Princeton University in de Verenigde Staten. Zijn broer Erik Verlinde werkt sinds 2003 aan de UvA. Dit jaar werd de tweeling 60 jaar. Ze blikken terug, en bestuderen een foto van zichzelf uit 1988, op 26-jarige leeftijd, vlak voor hun promotie aan de Universiteit Utrecht. Ze waren onderdeel van de onderzoeksgroep van Gerard ’t Hooft, gerenommeerd theoretisch natuurkundige die later de Nobelprijs zou winnen. De broers zelf hadden ook al internationaal naam gemaakt, en stonden op het punt om de wereld in te trekken.
Maak kennis met de gewelddadige wereld van strijdende mangoesten
Zebramangoesten zijn familie van de stokstaartjes en worden door onderzoekers al jaren als model gebruikt voor samenwerking tussen dieren. Maar deze s ...
Waarom vielen jullie in Nederland zo op?
‘Het was een goede tijd voor ons’, zegt Herman. ‘Er was geen internet. Het duurde wel iets van drie maanden voor je in Nederland echt hoorde wat er aan de andere kant van de oceaan gaande was. Zo kregen we de mogelijkheid om een periode lang onze eigen onderzoekslijn uit te zetten. En dat viel op. Er ontstonden nieuwe ideeën, waarvan het duidelijk was dat Erik en ik dat zelf hadden gedaan.’
De broers waren studiegenoten van Robbert Dijkgraaf, nu minister van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap, toen net als zijzelf aanstaand topwetenschapper. Met zijn drieën werden ze ‘de drie musketiers’ genoemd – ze waren onafscheidelijk.
Ze werkten weliswaar in de groep-’t Hooft, maar de musketiers werkten veel liever onafhankelijk van elke vorm van autoriteit. ‘Gerard ’t Hooft was kritisch over de snaartheorie’, zegt Erik. ‘Hij geloofde er niet zo in, en was niet alleen. Mensen vroegen zich wel eens af of het verstandig was om zo hard aan het onderwerp te werken. Hoe lang gaat het standhouden? Wie weet dondert de snaar theorie in elkaar en is het over vijf jaar klaar. Men vond het een risico. Maar wij voelden dat er iets in zat. We hebben altijd het gevoel gehad dat we het eigen geloof moesten volgen. En zo werd het heel duidelijk voor de buitenwereld dat wij dat onafhankelijk van begeleiders deden: op onze publicaties stonden alleen onze eigen namen.’
Waren jullie tegendraads?
‘Robbert noemde ons de rebellenclub’, zegt Erik. ‘Het instituut in Utrecht was redelijk traditioneel, maar wij gingen toch de kant van de snaartheorie op.’
Herman: ‘We wilden vooral onze eigen identiteit vormen. Een paar weken na het advies om niet aan de snaartheorie te werken, besloot ik om er niet naar te luisteren. Dat we ons eigen pad wilden bewandelen, hadden we van ’t Hooft geleerd. Hij was altijd een pionier, en een rolmodel voor ons.’
In het derde jaar van hun promotieonderzoek reisde ’t Hooft door de VS. Op de universiteiten trok men aan zijn mouw: ‘Die promovendi daar, die zouden wij wel willen hebben.’ Bij terugkomst adviseerde ’t Hooft aan de broers om hun promotieonderzoek af te ronden – het had weinig zin om nog een jaar te blijven.
De theoretische natuurkunde was nog onvolwassen toen jullie naar de Verenigde Staten vertrokken. Hoe zagen jullie het vakgebied opgroeien?
Erik: ‘Na de promotie konden we allebei naar Princeton. Daar kwamen we meteen terecht in het mekka van het vakgebied. Snaartheorie had net een revolutie doorgemaakt, en iedereen ging dat ineens bestuderen. Wij konden daaraan meedoen. Maar het was nog niet duidelijk of het vakgebied al zijn beloftes kon gaan waarmaken. Het mooie is dat het vakgebied veel beloftes echt heeft ingelost. Onze inzichten in de relatie tussen kwantummechanica en zwaartekracht zijn nu zoveel verder.’
Herman: ‘De periode na Princeton was ook heel bijzonder. Na zeven jaar keerden we allemaal weer terug in Nederland. Toen, rond 1995, begon alles op zijn plaats te vallen. Het vakgebied werd volwassen, dankzij het werk dat in de jaren daarvoor was gedaan. ’t Hooft en Stephen Hawking hadden heel lang gewerkt aan de problemen van zwarte gaten, en toen bleek dat er antwoorden waren op de vragen.’
‘En we organiseerden de conferentie.’ Herman wijst naar een poster aan de muur. Strings ’97, staat erop. Met een mooie illustratie: de reflectie van Amsterdamse huizen in golvend water, alsof er net een kiezelsteen in is gegooid. Robbert Dijkgraaf maakte de tekening. ‘Voor het eerst was een conferentie over snaartheorie niet in de Verenigde Staten, maar in Europa, met grote namen. We hadden een soort informele stijl, met een lezing in de ochtend en daarna veel tijd voor discussie. Een receptie in het West-Indisch Huis. Kopstokken werden geïnterviewd en kwamen in de krant. Stephen Hawking registreerde zichzélf – die was wel welkom. De Amsterdamse groep van theoretische fysica kreeg zo echt meer zichtbaarheid. Nu zijn we 25 jaar verder en de conferentie vindt nog steeds elke twee jaar plaats in Europa. Dit jaar is het in Wenen.’
Jullie werden dit jaar 60. Is het tijd om te bedenken wat je nog zou willen bereiken in de wetenschap?
Herman: ‘Het mooie is dat stappen die in de jaren negentig zijn gezet, nu opeens heel belangrijk zijn geworden. We leven in het informatietijdperk, en dankzij de regels van de natuurkunde ontstaat nu de wereld van ‘kwantuminformatie’. Zoveel vragen die allang gesteld waren in verband met zwarte gaten, hebben ook daarmee te maken. Dit is nog steeds een enorm spannende tijd.’
Erik: ‘Het vakgebied is enorm ontwikkeld, maar toch zijn de essentiële vragen nog steeds belangrijk. Hoe moet je nadenken over zwarte gaten? Over kosmologie? Ik zie zo veel ontwikkelingen dat ik goede hoop heb dat ik nog veel kan bijdragen om dicht bij een antwoord te komen. Ik vermoed eigenlijk dat we weer op de rand zitten van een nieuw antwoord op de grote vragen van de zwaartekracht – misschien binnen twintig of dertig jaar. Dat wil ik nog meemaken.’
Wat is de snaartheorie?
De snaartheorie of stringtheorie is de theorie die probeert de vier fundamentele natuurkrachten in de natuurkunde (de elektromagnetische kracht, de sterke en zwakke kernkracht en de zwaartekracht) in één allesomvattende theorie onder te brengen. Robbert Dijkgraaf (62), nu minister van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap, omschreef de theorie ooit als volgt: ‘Snaartheorie is de extreemste vorm van theoretische fysica en de belangrijkste kandidaat voor een kwantummechanische beschrijving van de zwaartekracht. Dat is nodig omdat de huidige theorieën, in het bijzonder de relativiteitstheorie (van Einstein), onvolledig zijn. Snaartheorie werkt niet met elektronen of quarks maar met een soort minielastiekjes die op allerlei wijzen kunnen trillen. Alle verschillende elementaire deeltjes om ons heen zouden dan ontstaan als de trillingen van één enkele snaar, zoals de boventonen van een vioolsnaar.’ ‘Op deze wijze is het mogelijk de zwaartekracht volgens de wetten van de kwantummechanica te beschrijven. Met dat uitgangspunt kan de snaartheorie extreem zware én erg kleine objecten beschrijven, zoals zwarte gaten en het universum vlak na de oerknal.’
