Wij leven op één bestaansniveau. Maar er zijn er meer.
Deze verborgen dimensies van de realiteit zijn overal.. .
ver weg, door de lichtjaren heen, onder onze voeten.. .
en zelfs in jou en mij.
Wij bestaan uit atomen.
Er zitten meer atomen in je oog. ..
dan sterren in alle melkwegstelsels in het bekende universum.
Hetzelfde geldt voor elk vast object groter dan het topje νan je pink.
lk ben een verzameling van drie miljard, miljard, miljard. ..
complex gerangschikte atomen, Neil deGrasse Tyson genaamd.
Jij bent een soortgelijke verzameling, met een andere naam.
We kijken meestal niet zo naar onszelf, want dat gaat ons vermogen te boven.
Maar we laten ons er niet door weerhouden.
We kunnen dat wonder nader onderzoeken.
Atomen laten materie rare dingen doen.
Om water te begrijpen, moet je weten wat z'n atomen doen.
Elke watermolecuul bestaat uit twee waterstofatomen. ..
die vastzitten aan een grotere zuurstofatoom.
Daarom noemen we het H2O .
Als het niet te warm of te koud is. . .
kunnen de moleculen langs elkaar glijden en rollen.
Er is een soort plakkerigheid tussen de moleculen...
maar onvoldoende om ze tot vaste stof te vormen.
Dat maakt dat iets νloeibaar is.
De zon verwarmt het water.
En als de energie toeneemt, gaan de moleculen sneller bewegen.
Zo simpel is dat met temperatuur.
Deze moleculen bewegen snel genoeg...
om die zwakke verbindingen te verbreken.
Dat is verdamping.
De lucht die we inademen bestaat uit stikstof- en zuurstofmoleculen. ..
met een beetje waterdamp en koolzuurgas.
Binnenkomend.
Dat is condens.
Een dauwdruppel is een kortstondige overwinning. ..
van condens op verdamping.
En zolang het duurt. ..
is het een kleine kosmos met z'n eigen werelden, wezens en tragedies.
Om het verafgelegen rijk van deze dauwdruppel te bestuderen. . .
hebben we een schip nodig.
Een met twee motoren: wetenschap en verbeeldingskracht.
Dat is een eencellig pantoffeldiertje. . .
een van een groot aantal bedreven jagers dat op de dauwdruppel ronddwaalt.
Maar er wordt ook op hen gejaagd.
De Dileptus. De aartsvijand van het pantoffeldiertje.
Met een beetje geluk scoort het pantoffeldiertje.
Maar als het niet lukt. ..
zal de terugslag νan het spervuur afstand creëren. ..
tussen hem en z'n aanvaller.
Wat kan ik zeggen?
Dat is het leven in een dauwdruppel.
Dat mannetje is een beerdiertje.
Een dier kleiner dan een speldenknop.
Maar onderschat ze niet.
Beerdiertjes leven al veel langer op deze planeet dan wij.
Ongeveer 500 miljoen jaar.
Voor ieder van ons zijn er minstens één miljard van hen.
Ze kunnen overal op aarde overleven.
Op de ijzigste pieken van de hoogste bergen.
ln de kookpotten van vuurspuwende vulkanen.
In de diepste spleten op de bodem van de zee.
Beerdiertjes zijn zo sterk. ..
dat ze naakt kunnen overleven in het vacuüm van de ruimte.
Ze hebben alle vijf massa-extincties op deze planeet overleefd.
Het kan een bezoeker van een andere wereld vergeven worden.. .
als hij zou denken dat de aarde de planeet van de beerdiertjes is.
Als we de bodem van deze dauwdruppel ooit willen bereiken, moeten we opschieten.
Elk blad en stukje mos heeft honderdduizenden.. .
microscopische monden, stomata genaamd.
Daarmee ademen planten kooldioxide in en zuurstof uit.
Planten kunnen overleven zonder ons.
Maar wij en alle andere dieren zijn de sigaar zonder hen.
Planten maken voedsel uit zonlicht.
Wij dieren kunnen dat niet.
Om te zien hoe ze dit doen...
moeten we dieper gaan en onszelf duizend keer kleiner maken...
zodat we hun schatkamer kunnen betreden.
Hier bewaren ze het goede spul: chlorofyl.
Die molecuul zet zonlicht om in energie.
Elke rechthoek is een plantencel.
En die kleine groene wagentjes zijn de energiefabrieken.
Als we hun geheim konden stelen, zou er een nieuwe industriële revolutie ontstaan.
Maar om ze te bespioneren, moeten we nog dieper gaan.
Naar welke buitenaardse wereld heeft het Schip van de verbeelding ons nu gebracht?
Het is de kosmos.. .
binnen in een dauwdruppel.
We zijn op een industriële spionagemissie.
Als we kunnen doordringen tot de geheimen. . .
van het fabricageproces in die chloroplast...
dan staat onze hele toekomst op het spel.
Deze chloroplast gebruikt zonlicht.. .
om watermoleculen in waterstof- en zuurstofatomen te breken.
Het combineert waterstof met kooldioxide om suiker te maken...
en stoot zuurstof uit als afvalproduct.
Om te zien hoe dit gaat, moeten we nog dieper gaan.. .
en nog kleiner worden.
We hebben het over atomische schaal.
Bingo.
Deze lopende band is het hart van het moleculaire industriële complex.
Op moleculair niveau. . .
gaan de dingen te snel voor ons om ze te kunnen zien...
dus moeten we ze een miljard keer vertragen.
Die grotere zijn kooldioxidemoleculen.
Elke molecuul bestaat uit één koolstof- en twee zuurstofatomen.
Als het zonlicht op een groene chlorofylmolecuul valt. . .
volgt er een reeks chemische reacties. ..
waarbij de watermoleculen worden gebroken en actieve elektronen vrijkomen.
En dat is alleen de dagploeg. ..
wanneer zonlicht voorziet in de inkomende energiestroom.
Er is een tweede ploeg die dag en nacht werkt. . .
en die gebruik maakt van opgeslagen zonne-energie.
De energie van de vrije elektronen zorgt voor. . .
het binden van koolstofdioxide met waterstof uit het water.
Het eindproduct is suiker...
waarin de zonne-energie wordt opgeslagen.
De chloroplast is een zonnecollector van 3 miljard jaar oud.
Deze submicroscopische zonnecel. . .
voorziet alIe bossen en velden, het plankton in de zeeën.. .
en de dieren, wij incluis, van energie.
De door zonne-energie aangedreven biosfeer verzamelt en verwerkt. ..
zes keer meer energie dan onze gehele beschaafde wereld.
Op chemisch niveau begrijpen we hoe fotosynthese werkt.
We kunnen het proces nabootsen in een laboratorium. ..
maar we kunnen het lang niet zo goed als planten.
Dat is niet verrassend.. .
gezien het feit dat de natuur dit al miljarden jaren doet.. .
terwijl wij net begonnen zijn.
Maar als wij de geheimen van fotosynthese zouden kunnen uitvogelen. . .
dan zou elke energiebron waarvan wij nu afhankelijk zijn. . .
kolen, olie, aardgas...
overbodig worden.
Fotosynthese is de ultieme groene energiebron.
Het vervuilt de lucht niet en het is koolstofneutraal.
Kunstmatige fotosynthese kan een vermindering opleveren van het broeikaseffect. ..
dat de klimaatsverandering een gevaarlijke richting opstuurt.
De boel νerdampt. Tijd om weg te gaan.
Hoe vergankelijk is het leven van een dauwdruppel.
Hij condenseert uit ijle lucht in de koelte van de nacht. . .
en verdwijnt met de warmte van de dag.
En wat gebeurt er met z'n inwoners, de beerdiertjes?
Met hen komt het goed.
Ze kunnen jaren zonder water.
Het is onvoorstelbaar, maar planten bedekten het aardoppervlak...
al honderd miljoenen jaren.. .
voordat ze hun eerste bloem voortbrachten.
Dat was ongeveer honderd miljoen jaar geleden.. .
kort na het uitsterven van de dinosauriërs.
Onze wereld moet er toen redelijk kleurloos uitgezien hebben. . .
met vooral groen- en bruintinten.
Ja, er waren toen gigantische bomen en varens en ander plantenleven. . .
maar niet het paars van de iris. . .
of het karmozijn van een rode roos.
Orchideeën waren een van de eerste bloeiende soorten die op aarde verschenen. . .
en ze zijn het meest divers.
Darwin was vooral in de ban van de komeetorchidee van Madagaskar.
Het pollen van deze bloem verstopt zich op de bodem. . .
van een zeer lange en dunne spoor.
Een idee kan niet beter getest worden dan door z'n voorspellende vermogen.
Op basis van z'n evolutietheorie .. .
speculeerde Darwin dat ergens op het eiland Madagaskar.. .
vliegende insecten moesten leven met buitengewoon lange tongen...
lang genoeg om het pollen te kunnen bereiken.
Niemand had er ooit zo'n dier gezien. . .
maar Darwin hield vol dat zo'n dier moest bestaan.
Weinigen in die tijd geloofden hem.
Pas ruim 50 jaar later werd Darwins gelijk bewezen.
In 1903 werd een enorme pijlstaart, de Xanthopan morgani genaamd...
ontdekt op Madagaskar.
Aangetrokken door de geur van de komeetorchidee. ..
slurpte de vlinder het pollen op met z'n 30 cm lange roltong. ..
precies zoals Darwin had voorspeld.
Het is nog verbazingwekkender dat de Xanthopan morgani werd ontdekt. . .
als je nagaat dat meer dan 90 procent van het regenwoud is verwoest.
In de jaren na Darwins beroemde voorspelling. ..
had deze soort makkelijk kunnen uitsterven met al de andere.
Elk een unieke zin uit de poëzie van het leven.. .
geschreven in de atomen door eeuwen van evolutie.
Het parfum van seringen.
Het is een van die geuren die een keur aan associaties oproept. ..
al die junimaanden van lang geleden.
Maar hoe gaat dat dan?
Hoe kan een geur een film opstarten in je hoofd?
Het is niet iets wat we kunnen zien.
Zou het een energiegolf kunnen zijn, zoals licht?
Of is het een microscopisch deeltje?
Het is een molecuul.
Elke geur die we ruiken, of deze nu komt van verbrand brood, benzine .. .
of een veld seringen, is een wolk moleculen.
Deze moleculen hebben bepaalde vormen.
Als ik ze inadem, stimuleren ze bepaalde receptorcellen in m'n neus.
Vervolgens reist een elektrisch signaal naar m'n hersenen...
waar de geur wordt geïdentificeerd als de geur van seringen.
Andere geuren worden door andere moleculen met verschillende vormen meegevoerd.
Maar als ik een bloem ruik...
of rook van een kampvuur, of smeer van een motor.. .
word ik vaak overstroomd door herinneringen.
Hoe kan de geur van een bloem indrukwekkende herinneringen losmaken?
Het moet te maken hebben met de manier waarop onze hersenen zich ontwikkeld hebben.
Onze reukzin treedt in werking. . .
als de reukzenuw in onze hersenen wordt gestimuleerd.
Die zenuw bevindt zich dicht bij de amygdala.. .
een structuur die belangrijk is voor onze emotionele ervaringen.
Hij bevindt zich ook dicht bij de hippocampus, die ons helpt bij het vormen van herinneringen.
Het netwerk van neuronen dat het geursignaal. ..
van m'n neus naar m'n hersenen voert, werd nauwkeurig afgesteld.. .
over honderd miljoenen jaren van evolutie.
Het is een overlevingsmechanisme. ..
dat ons wijst op gevaar of ons in veiligheid brengt.
Als je een roofdier kunt ontdekken voordat het te dichtbij is. ..
of de brand voordat je vast komt te zitten in het bos.. .
heb je een grotere kans om te overleven en je genen door te geven. ..
aan de volgende generatie.
Die heerlijke geur van dit bloemenveld. ..
stimuleert een unieke combinatie van zenuwprikkels.
Alleen die combinatie kan de kluis kraken. ..
waarin de herinnering aan seringen is opgeslagen.
lk vraag me af voor wie ze zijn.
Misschien komen we daar later achter.
Maar eerst wacht er nog een verborgen kosmos op ons.
De planten halen zachtjes adem.
Ze ademen kooldioxide in en zuurstofmoleculen uit.
En ik doe precies het tegenovergestelde.
In tegenstelling tot sneeuwvlokken en vingerafdrukken. . .
zijn atomen en moleculen van dezelfde soort volkomen gelijk aan elkaar.
Met elke inademing.. .
inhaleren we net zoveel moleculen als er sterren zijn. . .
in alle sterrenstelsels in het zichtbare universum.
En elke uitademing verspreidt zich door de lucht.. .
en laat zich geleidelijk νermengen over de continenten. . .
waar anderen 'm weer inademen.
Adem met me mee.
We hebben zojuist honderd miljoen moleculen ingeademd. ..
die ooit door de longen zijn gegaan van iedereen die ooit voor ons leefde.
Stel je voor. Deze atomische reïncarnatie is weer een schakel met onze νoorouders.. .
waaronder zij die ervoor zorgden dat we met onze zoektocht begonnen. ..
naar onbekende universums.
Deze universums zijn net zo echt als jij en ik, en ze zijn overal om ons heen.
Ooit werden we ons bewust van een nieuwe manier van denken en kijken.
Dat was 2500 jaar geleden. ..
op de Griekse eilanden, tussen de rijken in het Oosten en het Westen.
Daar kwamen kooplui, toeristen en matrozen met elkaar in contact.
Ze wisselden verhalen uit over grote koningen en goden.
ln lonische steden zoals Milete, in wat nu Turkije is...
kwam de basis van de manier waarop we nu leven voor het eerst tevoorschijn.
Hier werden voor het eerst aspecten uit het dagelijks leven nagespeeld. . .
door vakmensen die hoopten het publiek diep te raken
of ze aan het lachen te maken.
De eerste toneelstukken, tragedies en komedies, werden opgevoerd.
Hier werd ook een radicaal nieuw idee geboren:
het volk regeert.
De eerste vage ideeën van een democratie. . .
en de gedachte dat het gewone volk bepaalde rechten zou bezitten.. .
kwamen tot ons vanuit deze tijd en plaats.
Volgens mij was de meest revolutionaire innovatie. ..
die ons bereikte vanuit die oude wereId, het idee dat natuurverschijnselen. . .
geen straf of beloning zouden zijn van de grillige goden.
De werking van de natuur was te verklaren zonder het bovennatuurlijke aan te roepen.
De eerste persoon die deze gedachte uitte, was een man genaamd Thales.
Als het donderde of de aarde schudde .. .
was dat niet omdat je de veeleisende goden had geërgerd. Nee.
Het was het resultaat van natuurlijke processen die we konden verklaren.
Hoewel de boeken die hij geschreven zou hebben er niet meer zijn...
heeft Thales iets ontstoken wat vandaag de dag nog altijd brandt. ..
het idee van een kosmos ontstaan uit chaos...
een universum bestuurd door natuurwetten die we zowaar konden uitpuzzelen.
Dit is het epische avontuur dat ontstond in het brein van Thales.
Slechts een eeuw na ThaIes' dood, verscheen er een ander genie op het toneel.
En hij, meer dan wie dan ook. . .
was de eerste die het bestaan ontdekte van de verborgen universums om ons heen.
Democritus van Abdera was een echte wetenschapper.
Een man met de vurige wens om de kosmos te leren kennen. ..
en om plezier te hebben.
Deze man zei ooit: 'Een leven zonder feesten is als een eindeloze weg zonder herberg.'
ls dat alles?
ls dat alles wat er is? Alleen een stel atomen in een leegte?
Ja.
Stel je eens voor. De wereld moet gemaakt zijn...
van ontelbare ondeelbare deeltjes in een leegte.
Anders zou niets kunnen bewegen of groeien, gedeeld kunnen worden of veranderen.
Zonder atomen en lege ruimte om in te bewegen.. .
zou de wereld massief, statisch en dood zijn.
Dus wees niet bedroefd m'n vriend.
Denk aan de oneindige mogelijkheden. ..
die voortkomen uit verschillende samenvoegingen van die atomen.
lk breng een toost uit op de atomen in deze beker. . .
en in deze wijn...
en op het gelach dat ze mogelijk maken.
Verspreid door de klei van de beker zijn microscopische mineraalkorrels. . .
verschillende soorten kristallen...
elk met z'n eigen onderscheidende atomische structuur.
Mineraalstructuren zijn verfijnd, maar ze hebben een beperkt repertoire.
Een kwartskorrel is een rooster van dezelfde drie atomen...
dat zich zonder variatie blijft herhalen.
Zelfs een complex mineraalrooster zoals topaas, dat bestaat uit zo'n 10 atomen. . .
kan alleen dezelfde atomische structuur keer op keer herhalen.
Om de materie naar een andere dimensie te tillen.. .
en te bevrijden uit de roostergevangenis met eindeloze herhaling.. .
heb je een atoom nodig dat zich in alle richtingen kan binden. ..
met atomen van dezelfde en van een andere soort.
Zie daar, het kooIstofatoom.
Het essentiële element voor leven op aarde.
Hoezo?
Koolstof is bijzonder omdat het zich kan binden met maximaal vier atomen tegelijk.
Het kan zich binden met veel verschillende soorten atomen...
en met andere koolstofatomen.
Het kan opkrullen tot ringen en kettingen vormen. . .
en moleculen bouwen die veel complexer zijn dan welke kristal dan ook.
Er is geen andere atoom met dezelfde flexibiliteit.
Zelfs atomen met soortgelijke chemische eigenschappen zoals silicone .. .
kunnen niet de verbazende variatie aan moleculen gebouwd op koolstof vormen.
De op koolstof gebaseerde moleculen noemen we eiwitten.
Deze levensmoleculen bevatten letterlijk honderdduizenden atomen.
Koolstofatomen zijn de ruggengraat van de moleculen.. .
die elk levend wezen op aarde maken, wij incluis.
Dat is het verschil tussen stenen en levende wezens.
Leven kan enorme moleculen maken van een ongelofelijk formaat en complexiteit. . .
waarbij materie vrij is om te improviseren en te ontwikkelen en zelfs om lief te hebben.
Rustig maar, papa.
Hij heeft haar niet echt aangeraakt.
In het alledaagse leven op onze wereld, op atomische schaal. . .
raken materiële objecten elkaar nooit echt aan.
Elke atoom heeft een kleine celkern in z'n centrum...
die omringd wordt door een elektronenwolk van krachtlijnen.
Als de atomen elkaar naderen. ..
duwen de elektronen van de jongen die van het meisje weg.
Meer dan 99 ,9 procent van de materie van elke atoom. ..
zit in de celkern.
De celkern wordt omringd door een elektronenwolk. ..
die een onzichtbaar krachtveld produceert en functioneert als schokbreker.
De samenstelling van de elektronenwolk bepaalt de aard van een element.
In het gewone leven op aarde, raken de celkernen elkaar nooit.
Het voelt alsof we iets aanraken. ..
maar dat zijn onze onzichtbare krachtvelden die elkaar overlappen en afstoten.
De celkern is zeer klein in vergelijking met de rest van het atoom.
Als een atoom zo groot als deze kerk zou zijn.. .
dan zou de celkern zo groot als dat stofdeeltje zijn.
Een atoom bestaat voornamelijk uit lege ruimte.
Om de aard van materie te kunnen begrijpen. . .
moeten we nog dieper gaan. . .
naar een plek 100 .000 keer kleiner dan het atoom: de celkern.
De eenvoudigste en meest voorkomende atoom in de kosmos is waterstof.
De celkern bestaat uit één proton.. .
dat ervoor zorgt dat waterstof element nummer één is.
De wolken eromheen. . .
zijn de gebieden waarin het eenzame elektron van het atoom vrij mag ronddwalen.
Wat gebeurt er als je een celkern met twee protonen hebt?
Protonen stoten elkaar af. Om ze bij elkaar te houden in een celkern. . .
heb je andere deeltjes nodig, neutronen genaamd.
Het is hun taak om de protonen in het gelid te houden.
Ze overspoelen de protonen met hun sterke aantrekkelijke kernkracht.
Een celkern met twee protonen is element nummer twee. ..
ook wel helium genoemd.
Een celkern met zes protonen is element nummer zes.. .
koolstof, het elementaire bouwblok van Ieven.
De kern van een goudatoom heeft 79 protonen.
Ze trekken 79 elektronen aan in wolken om zich heen.
De manier waarop het licht speelt met deze elektronen maakt dat goud glinstert.
Elke extra proton in de celkern vereist voldoende neutronen om ze samen te binden.
Tot op bepaalde hoogte.
Er is een limiet aan het aantal neutronen dat in een celkern past. ..
zonder de celkern onstabiel te maken.
lk ken een plek waar de celkernen van verschillende atomen elkaar wel raken.
De zon lijkt een massief object, maar is dat niet.
Het is er zo heet dat alle atomen altijd in hun gasvormige staat verkeren.
De verbindingen om vaste en vloeibare stoffen te maken op aarde. ..
zijn niet sterk genoeg om de hitte van de gloeiende zon te weerstaan.
Deze vonkende stromen gloeiend gas die de aarde in het niet doen verzinken...
worden geleid door magnetische krachtlijnen. . .
die vanonder het oppervlak van de zon uitstralen.
Waarom is de zon zo heet?
Omdat haar eigen overweldigende zwaartekracht haar atomen samendrukken.
De energie van de zwaartekracht wordt omgezet in de energie van bewegende atomen.
En dat is wat hitte is.
Hoe dieper we in de zon gaan. ..
hoe sterker het samendrukken en hoe hoger de temperatuur wordt.
In de kern van de zon.. .
bewegen de atomen zo snel dat ze als ze met eIkaar botsen, samensmelten.
Hun celkernen raken elkaar.
De zon is een nucleaire kernreactor...
bijeengehouden door haar eigen zwaartekracht.
Ze balanceert tussen de inwaartse trekkracht van de zwaartekracht...
en de uitwaartse druk van haar hete gassen.
Die balans bestaat al miljarden jaren...
en zorgt voor de stabiliteit die de eνolutie van leven op aarde mogelijk maakt.
ln de kern van de zon. . .
zorgt de fusie van waterstof tot helium voor nucleaire energie in de vorm van fotonen.
Deze lichtdeeltjes werken zich langzaam naar de oppervlakte.. .
waar ze als zonlicht verschijnen.
Helium is de as van de nucleaire oven van de zon.
De zon is een ster νan gemiddelde grootte.
De kern is slechts een lauwe 15 miljoen graden Celsius.
Heet genoeg om waterstof te smelten, maar te koud om helium te smelten.
Er zijn veel sterren in het sterrenstelsel die heter worden. ..
omdat ze meer massa en meer zwaartekracht bezitten.
Zulke sterren smelten helium om tot zwaardere elementen zoals koolstof en zuurstof.
Op hun oude dag verspreiden ze deze elementen voorzichtig in de ruimte.
Andere, nog zwaardere sterren, leven snel en sterven jong. . .
in cataclysmische supernova-explosies.
ln onze Melkweg exploderen dergelijke sterren eens per eeuw als supernova.
Deze explosies zijn veel heter dan de kern van de zon.
Heet genoeg om elementen zoals ijzer om te zetten in nog zwaardere. ..
en om ze de ruimte in te spugen.
De grote Kaapwolken.. .
zijn een naburig melkwegstelsel van onze Melkweg.
Ze zijn zichtbaar in de zuidelijke hemisfeer.
Als een supernova explodeert. ..
wedijvert z'n helderheid met z'n gehele melkwegstelsel.
Maar al dat licht is slechts één procent van de energie die vrijkomt bij de explosie.
De rest van de energie wordt meegenomen.. .
door de meest algemene en mysterieuze deeltjes in de kosmos.
Er zijn er biljoenen van, die je nu passeren.
En zelfs het opsporen van één van hen. . .
brengt ons op een van de vreemdste plekken op aarde.
De jacht op het wilde neutrino is de zeldzaamste sport.
De moeite die men moet doen om het op te sporen is in één woord verbazingwekkend.
Welkom bij Super-Kamiokande.. .
de ondergrondse kamer van de neutrinodetector in Japan.
We bevinden ons ongeveer een kilometer onder het aardoppervlak.
Je vraagt je wellicht af: 'Welk verstandig mens.. .
begraaft een astronomisch observatorium zo diep onder de grond?'
Zij die jagen op de meest ongrijpbare prooi in de kosmos: het neutrino.
Deze collectie lichtdetectors die 50 .000 ton gedistilleerd water insluit. ..
is een val speciaal ontworpen voor het vangen van neutrino's.
Andere deeltjes, zoals kosmische stralen.. .
vooral protonen en elektronen die neerregenen vanuit de ruimte. ..
kunnen niet door dat enorme gesteente boven ons komen.
Maar materie is geen hindernis voor een neutrino.
Een neutrino kan honderd lichtjaren aan staal passeren zonder te vertragen.
Neutrino's reageren nauwelijks op materie.
Daarom heb je er zoveel van nodig om er één te vangen.
ln die zeldzame gevallen.. .
waarin een neutrino botst met een deeltje gewone materie. ..
produceert het een spookachtige, ringvormige lichtflits.
We liggen op de loer voor een deeltje dat praktisch niets weegt.
Zelfs het minuscule elektron heeft meer dan een miljoen keer z'n massa.
Daar.
Toen deze supernova in de Kaapwolken z'n kop eraf blies in 1987 . ..
is dit hoe het er hier uit gezien moet hebben.
Aangezien de Kaapwolken in onze zuidelijke hemisfeer zijn...
kwamen de neutrino's niet door de kilometer dikke steen boven ons.
Ze baanden zich 'n weg door duizenden kilometers steen en ijzer onder ons...
om deze detector te bereiken.
Maar het gaafste was dat die neutrino's de aarde. ..
drie uur eerder raakten dan het licht van de supernova.
Als niets zich sneller kan verplaatsen dan licht, hoe is dat dan mogelijk?
Dit is een ter dood veroordeelde ster.
Hij ziet er wellicht normaal uit, maar diep van binnen gebeurt iets cataclysmisch .
Deze blauwe reuzenster is van binnen al aan het exploderen.
Zoals ratten een zinkend schip verlaten...
ontvluchten neutrino's de exploderende ster. . .
met bijna de lichtsnelheid. . .
in slechts enkele seconden door de bovenliggende massa.
Maar de schokgolf van het exploderende gas ploetert door vanaf het centrum van de ster. . .
met een tienduizendste van de lichtsnelheid...
tot hij uiteindelijk het oppervlak van de ster bereikt.. .
waar hij verwordt tot Supernova 1987A.
Het duurde uren voordat de explosie het oppervlak bereikte.. .
en de ster wijd openblies, waardoor de hete kern zichtbaar werd.
De neutrino's hadden een onoverwinnelijke voorsprong.
Daarom arriveerde het flitslicht zoveel later op aarde dan de stortvloed aan neutrino's.
Voordat iemand het wilde neutrino ooit had gevangen. ..
bestond hij al in het brein van een theoretische fysicus.
Net als Charles Darwin wist dat er een wezen met een lange tong moest bestaan.. .
dat rondvloog op Madagaskar. . .
zocht een natuurkundige uit de 20e eeuw, Wolfgang Pauli genaamd.. .
naar een deeltje om een van de steunpilaren van de moderne natuurkunde te redden.
De wet van het behoud van energie.
Waarom knipperde ik niet met m'n ogen?
Omdat natuurwetten fundamenteel νerschillen...
van die van andere menselijke ondernemingen.
Een idee kan alleen een wetenschappelijke wet worden...
als hij onbreekbaar is.
Daarom durfde ik m'n hoofd te νerwedden om de wetten van het behoud van energie.
Als je dit thuis probeert, geef de kanonskogel dan geen duwtje.
Dan krijgt de bal extra energie en komt hij zeker terug om enige schade te berokkenen.
Je moet 'm gewoon laten gaan, op deze manier.
Door de bal op te tillen, geef je 'm gravitatie-energie...
wat de potentiële energie is om te vallen en te versnellen.
De kanonskogel gaat op z'n snelst als hij op z'n laagste punt komt.
Dan heeft hij al z'n graνitatie-energie omgezet in bewegingsenergie.
Terwijl hij slingert. . .
wisselt de kanonskogel steeds een van die twee soorten energie voor elkaar.
Maar de totale hoeveelheid energie blijft constant.
Dit is een voorbeeld van de wet van het behoud van energie.
Zodra de kanonskogel wordt losgelaten, kan hij nooit meer energie krijgen dan hij al had.
Hij kan niet omhoogνliegen en m'n neus breken.
De energieboekhouding blijft altijd in balans.
Vals spelen bestaat niet.
Dus in de 20e eeuw. . .
toen natuurkundigen voor het eerst de energie van atomen berekenden. ..
schrokken ze toen ze een schijnbare schending van deze wet ontdekten.
Ze ontdekten dat in sommige radioactieve atomen. . .
de celkern spontaan een elektron kan uitstoten.
Hierdoor verandert het atoom in een ander element.
De natuurkundigen waren verbijsterd.
De energie van het ontsnapte elektron én die van het nieuwe element. . .
zijn samen minder dan de energie in de originele kern.
Maar de wet stelt: 'Gij zult geen energie vernietigen of creëren.'
Dus waar ging die ontbrekende energie heen?
ln 1930 voorspelde Wolfgang Pauli dat er een onbekend deeltje moest zijn.
Een dat de ontbrekende energie heeft gestolen.
lndertijd vreesde Pauli.. .
dat een dergelijk spookdeeltje zo nietig, snel en ontduikend zou zijn. ..
dat hij voor altijd ontdekking zou weten te trotseren
Maar dat was een zeldzame denkfout van hem.
Want de wetenschap wil altijd dieper gaan.
Een generatie later. ..
werden Pauli's neutrino's voor het eerst waargenomen. ..
in de straling van een kernreactor.
En we hebben ze sindsdien, met moeite, vaker gezien.
Er zijn nu wetenschappers...
die een manier proberen te vinden om die neutrino's te herleiden.. .
helemaal naar het begin van de tijd.
We zullen net zo ver gaan als zij, tot we tegen een muur aanlopen.
Tegen een muur aanlopen is niets nieuws.
Onze voorouders liepen al tegen een muur zodra ze erover nadachten.
Een miljoen dagen geleden, in de 13e eeuw voor Christus...
bouwden de Egyptenaren een tempel bij Abu Simbel. . .
om farao Ramses lI, hier afgebeeld in vier kolossale beelden, te eren.
Heersend boven deze machtige koning.. .
is Ra-Harakhte met valkenkop, de god van de zon.
De tempel werd zo ontworpen dat het licht van de opkomende zon. . .
slechts twee dagen per jaar de tempel kon binnenkomen.
Wanneer de stralen de tempel binnenkomen.. .
laten ze de beelden van de goden glanzen met hun gouden licht.. .
voordat ze doordringen in de tempel.
Zelfs dan blijft één god in de schaduw, Ptah , de god van de schepping. ..
alsof het ontstaan van het universum voor altijd verborgen moet blijven.
Voel de zon op je gezicht.
De energie die je verwarmt, begon z'n reis zo'n 10 miljoen jaar geleden.. .
in de kern van de zon.
In tegenstelling tot neutrino's.. .
hadden de fotonen zo lang nodig om vanuit de kern hun weg naar boven te banen.
Waarom? Omdat ze miljarden keren per seconde met de atomen van de zon botsten.
Elke botsing stuurde ze in een willekeurige richting.
Maar toen ze eindelijk de oppervlakte bereikten. . .
waren ze vrij om met de lichtsnelheid rond te springen.. .
in zo'n acht minuten en 20 seconden van de zon naar jou.
Tien miljoen jaar oud licht op je gezicht.
Wat gebeurde er toen dat licht de kern van de zon verliet?
De kosmische kalender perst de geschiedenis van 13,8 miljard jaar universum samen. . .
in één enkel jaar.
Elke maand vertegenwoordigt zo'n miljard jaar.
Elke dag ongeveer 40 miljoen jaar.
Het universum is zo oud dat op de kosmische kalender. . .
10 miljoen jaar geleden ons slechts terugbrengt tot. . .
18.00 uur op de laatste avond van de laatste dag van het jaar.
En wij?
Mensen moesten nog ontstaan.
Tien miljoen jaar geleden waren onze voorouders nog mensapen. . .
die slingerden in de bomen van Afrika.
Voor ons lijkt 10 miljoen jaar een lange tijd. . .
maar het is slechts de lengte van een middag op de tijdschaal van de kosmos.
De zon begon 4500 miljoen jaar geleden waterstof samen te smelten.
31 augustus op de kosmische kalender.
Onze Melkweg is ongeνeer 10.000 miljoen jaar oud.
De eerste melkwegstelsels werden een paar miljard jaar eerder gevormd.
En iets weerhoudt me ervan nog verder terug te gaan in de tijd.
Wat is dat?
Het is de aard van licht en tijd.
Omdat licht zich met een eindige snelheid verplaatst. . .
is door de ruimte kijken hetzelfde als terug in de tijd kijken.
Dus hoe verder we terugkijken, hoe ouder het licht.
Dit is zo ver als we kunnen terugblikken in de geschiedenis van de kosmos met licht.
Het is een babyfoto van het universum, toen het slechts 380.000 jaar oud was.
Dat is na 15 minuten op 1 januari op de kosmische kalender.
Als we met behulp van microgolftelescopen zo ver mogelijk in elke richting kijken.. .
is dit wat we zien: de gloed die resteert van de oerknal.
Stel je voor dat al de materie en energie van het waarneembare universum.. .
samenkwamen in iets wat niet groter is dan dit.
Zo groot was het universum.. .
toen hij een biljoenste van een biljoenste van een biljoenste van een seconde oud was.
Alle materie en energie van de honderd miljard melkwegstelsels. ..
nu uitgespreid over miljarden lichtjaren.. .
zaten ooit opgesloten in iets zo groot als een knikker.
Kun je je voorstellen hoe volgepakt die knikker ooit was?
Veel te νol voor licht om zich te kunnen verplaatsen. ..
maar geen belemmering voor neutrino's.
De oerknal moet een verbazingwekkend aantal neutrino's hebben geproduceerd. ..
dat ongehinderd door die ongelooflijk samengepakte materie vloog.
Wat het bijna onmogelijk maakt om ze waar te nemen. ..
is wat neutrino's in staat stelt door het gordijn dat het begin van de tijd verhult, te zeilen.
Waar zijn ze nu?
Ze zijn hier, daar, overal in het hele universum.
Neutrino's van de schepping zitten in je.
Van een knikker tot de kosmos.
Dit is de weg die Thales en Democritus ons 2500 jaar geleden wezen.
Een weg van eindeloos zoeken.
Een meedogenloze, systematische jacht op nieuwe werelden. ..
en een kennis van de natuur die alsmaar dieper gaat.
Wie van jullie pakt de fakkel op en neemt ons mee op het volgende stuk weg?
Ondertiteling: Esther Damsteeg