Kosmospolieten

Hij denkt in beelden. Zij in wiskunde. Samen vormen de theoretische fysici Renata Kallosh en Andrei Linde het vermoedelijk intelligentste echtpaar van het universum. 'Maar na elke paper denken we: dit nooit meer.'

De wereld kent vooral hem en niet haar, maar aan de sobere halfronde tafel in een Gronings grand hotel zijn de rollen deze kraakheldere vrijdagochtend duidelijk omgekeerd. Andrei Linde, de Russisch-Amerikaanse kosmoloog die een Nobelprijs niet kan ontgaan als recente waarnemingen van kreukels in de kosmische radioruis door het veelbesproken Bicep2-team correct blijken, aarzelt.


Hoe, was de vraag, hebben ze elkaar een mensenleven geleden eigenlijk ontmoet?


'Eh, well. Kijk naar haar.'


Vertel het verhaal maar, zegt Kallosh met haar kalme glimlach, de handen gevouwen voor zich. Notebook open. Vanmiddag zal ze een eredoctoraat ontvangen van de universiteit Groningen, bij gelegenheid van het 400-jarige bestaan. Ze maakt zich vooral zorgen of haar geel-rode sjerp van Stanford University niet al te opzichtig zal zijn tussen het traditioneel zwarte cortège van de Groningse hoogleraren, dwars door de binnenstad richting Academiegebouw.


Toe maar, Andrei, zegt ze haast moederlijk bemoedigend.


En Linde (66), de man die als weinig anderen begrijpt hoe het heelal kan zijn ontstaan, vertelt licht gegeneerd hoe zij elkaar als geliefden vonden, lang geleden, hij vijf jaar jonger dan zij. Op het Lebedev-instituut voor theoretische natuurkunde in Moskou, jaren zeventig, waar dissident Andrei Sacharov ooit werkte. 'Daar was ze, een jonge, briljante, prachtige vrouw. Iedereen was een beetje bang voor haar, wie wil er nou een vrouw die duidelijk slimmer is dan jij? Ze zag me niet staan. Maar ik wist meteen: jouw kinderen, meisje, worden Lindes.'


Tijdens een zomervakantie in het noordelijke Karelië tegen de Finse grens, hij met zijn ouders, zij met haar broer, ontmoeten ze elkaar. Raken aan de praat. Huren dagenlang bootjes, varen over het meer. De timide Andrei reciteert in de zomerschemer eindeloos zijn favoriete dichters, veelal door de Sovjets verboden maar in iemands hoofd kan niemand kijken. Soms zingt hij. Renata luistert, geroerd over zijn toewijding en ijver. Smelt.


Kallosh: 'Ik wist natuurlijk allang wie Andrei was. Ik weet dat zijn naam op het instituut viel bij een colloquium, en dat ik iets te nadrukkelijk aan mijn collega naast me vroeg wie die Linde wel mocht zijn. Hij bleek pal achter me te zitten.'


Ze kijken elkaar even aan. Hij opgelucht, zij warm. Ja, zo was het.


In 1989 vertrekken Linde en Kallosh als theoretici naar het Europese deeltjescentrum CERN in Genève. Het jaartal is geen toeval. In de Sovjet-Unie begint een nieuw tijdperk met het aantreden van partijleider Michael Gorbatsjov. Linde is dan als bedenker van revolutionaire kosmologische theorieën al in Genève en elders in Europa geweest, maar altijd alleen. Paren mochten daarvoor nooit samen het land uit. Om overlopen naar het Westen te bemoeilijken.


Twee jaar later krijgt Kallosh, een snel rijzende ster in de wereld van de snaartheorie en quantumgravitatie, een uitnodiging voor een dubbele aanstelling op Stanford. 'Een Franse collega, hoogleraar in Parijs, keek me bij de lunch aan. Een fatsoenlijk mens, zei hij, heeft in die culturele woestijn van Amerika natuurlijk niks te zoeken. Maar ook dat de meeste wetenschappers er gemakkelijk een moord voor zouden plegen. Ikzelf had maar één echte vraag: wat is dat, Stanford?'


Linde heft twee decennia later theatraal de handen. Gespeelde verontwaardiging: 'Ze wist niet wat Stanford was!' Sinds 1990 wonen ze er, op de campus in een vrijstaand houten huis met een veranda. Op zeven minuten wandelen van hun beider kantoren in de vakgroep theoretical physics. Ze hebben een volwassen zoon.


Kallosh: 'De eerste jaren publiceerden we altijd met twee adressen: Stanford en Lebedev, Moskou. Om niemand het idee te geven dat we definitief vertrokken waren. Dat zou veel van onze vrienden in Rusland in de problemen hebben gebracht. Voor zover die er nog waren. Op een paar gebieden na is de ooit zo mooie Russische fysica een ruïne, al wordt het wel weer wat beter. Russen hebben groot respect voor geleerdheid, kunst, poëzie, dat zit in de cultuur.'


Linde: 'Ik heb laatst twee uur college gegeven op de Russische staatstelevisie. Over kosmologie.'


De kosmos en de oerknal zijn kind aan huis aan hun keukentafel in Stanford. Omdat die hen beiden intrigeren.


Kallosh: 'Het eerste deel van onze carrière waren we wel samen, maar werkten we nooit samen. Andrei had de kosmos, heel concreet. Ik quantumgravitatie, heel abstract. Gescheiden werelden. Pas de laatste tien jaar publiceren we bijna alles samen.'


Linde: 'Renata en ik denken ook totaal verschillend. Zij heeft wiskundige intuïtie, ze weet wegen te vinden die ik zelf nooit zou ontdekken. Ik ben veel fysischer. Ik denk visueel.'


Kallosh: 'Hij weet vaak al de oplossing, maar kan er de woorden nog niet voor vinden.'


Linde: 'Ik vind mezelf doorgaans ongelofelijk dom. Echt waar. Ik probeer iets te begrijpen en worstel alleen maar. Dan snap ik het opeens en lijkt het antwoord zo voor de hand te liggen, dat je niet begrijpt dat dat nou zo moeilijk was. Sukkel, denk je dan.'


Hij glimlacht. We hebben, zegt hij, de laatste jaren tot wel zestien papers per jaar samen geschreven. Over quantumgravitatie, de oerknal, het ontstaan en de uitdijing van het universum. 'Een record, zegt men.'


Kallosh: 'Veel mensen denken: handig, een stel dat samen schrijft. We vullen elkaar inderdaad wonderwel aan. En je bent hoe dan ook veel samen. Maar samenwerken betekent ook heel veel conflict. Je moet durven zeggen: wat je nu doet, is flauwekul. Je vergist je. Dat is fout. Waarom snap je niet wat ik zeg? Je ergeren hoort erbij.'


Linde: 'Alles voor de waarheid. Dus we kunnen enorm ruziemaken. In het Russisch gaat dat nog altijd het beste, al merk je soms dat je Amerikaans tegen elkaar praat zonder dat je weet wanneer je van het een in het ander bent overgegaan.'


Kallosh: 'Na iedere gezamenlijke paper zeggen we: dit nooit meer, dit is het laatste wat we samen hebben gedaan.'


Linde: 'Maar dan neem je een borrel en dan is het weer goed. Ik weet: de dingen die ik nu doe, zou ik zonder Renata niet kunnen.'


Kallosh: 'Mijn interesse in kosmologie begint in 2000. Ik was meegekomen met Andrei naar een conferentie in Frankrijk, maar als echtgenote, om te skieën. Tijdens een diner kwamen de metingen van de kosmische achtergrondruis ter sprake. De WMAP-satelliet had een piek in het spectrum gevonden. Als er nog een piek zou zijn, zei de gastheer, was er maar één verhaal om dat te verklaren: Andrei's model van kosmische inflatie. Ik heb me de rest van de avond laten uitleggen wat die pieken waren.'


Bij inflatie wordt de ruimte zelf in de eerste ondeelbare momenten na de oerknal extreem snel opgeblazen, waardoor het universum over grote afstanden onwaarschijnlijk gelijkmatig wordt. Alsof het vroege heelal even overkookte.


Sporen van die gebeurtenis moeten nog steeds in de kosmische radioruis terug te vinden zijn. Er zijn inmiddels vele tientallen modellen die dat proberen te beschrijven, astronomen proberen de laatste decennia met hun babyfoto's van het heelal het kaf van het koren te scheiden.


Linde: 'Toen later die tweede piek en een derde en vierde, in het achtergrondspectrum waren gevonden, besloot Renata hierin te stappen. Geweldig.'


Kallosh: 'Ik had heel lang gerekend en nagedacht over snaartheorie, de allerfundamenteelste soort natuurkunde. Nu kwamen er opeens signalen van de kosmos die daar iets over konden zeggen. Ik ben van de realiteit gaan houden. Ik leg nu aan mijn theoretische collega's uit hoe je naar kosmische data moet kijken. Een brugfunctie.'


In maart belde een filmploeg van Stanford bij ze aan en meldde de resultaten van de Bicep2-telescoop op de Zuidpool, waar men metingen doet aan de kosmische achtergrondruis. Het resultaat past zo goed bij Lindes eenvoudigste inflatiemodel dat hij zich even aan de deurpost moet vastgrijpen. Wat later vloeit de champagne. Op YouTube is het filmpje bijna drie miljoen keer bekeken.


Linde tegen Kallosh: 'Hij wil het over Bicep hebben.'


Kallosh: 'De olifant in de kamer.'


Linde: 'Er is heel veel discussie of Bicep2 inderdaad gravitatiegolven ziet, of dat hun signaal door stof in de Melkweg kan worden verklaard. Veel van die discussie is ronduit kinderachtig. Het Bicep-team geeft een interpretatie van hun metingen. Naar beste kunnen. Daarbij maken ze een schatting van de rol van stof in het gebied dat ze bekeken. Die hebben ze net naar boven bijgesteld, mede op grond van gegevens van de Planck-kunstmaan.'


Kallosh: 'Waar het op neerkomt, is dat niemand weet of Bicep2 gelijk heeft en voor het eerst echte gravitatiegolven in het jonge heelal heeft aangetoond. We moeten wachten op meer data van nieuwe experimenten. Bicep3 staat in onderdelen klaar op de campus.'


Linde: 'Ik heb hem even aangeraakt.'


Kallosh: 'Wat trouwens vaak een slecht idee is, dat een theoreticus meetapparatuur aanraakt. Kan niet goed gaan.'


Linde: 'Wat me stoort, is dat in de media de indruk is gewekt dat de inflatietheorie op het spel staat. Dat is onzin. Maar iemand heeft het geroepen en iedereen praat het na. Er zijn in werkelijkheid al talloze aanwijzingen voor inflatie. Dit gaat om de subtiliteiten, de vraag of mijn favoriete model klopt of dat van anderen.'


Kallosh: 'Dat een van de simpelste inflatiemodellen correct zou kunnen blijken, is wel een heel mooi idee.'


Linde: 'Al is het dan wel ironisch dat allerlei subtiliteiten waaraan we inmiddels zo verknocht zijn geraakt, weer van tafel zullen moeten.'


Kallosh: 'Wat ik zo bewonder is hoe kalm de Bicep-mensen onder alle kritiek zijn gebleven. Ze zitten in hun kantoor in Stanford en wachten op meer data. Wat er ook komt, ze zijn er altijd blij mee.'


Linde: 'En vergeet niet dat deze mensen hun wetenschap in werkelijkheid bedrijven op de zuidpool. Maandenlang in het stikdonker terwijl hun kont eraf vriest. Ik zit achter mijn warme bureau op tien minuten van mijn prachtige huis op een groot groen grasveld, en kijk of ik gelijk krijg. Ik heb er groot respect voor, hun precisie is zonder meer sensationeel, hun analyse gewaagd maar verantwoord. Dit zijn geen onbezonnen mensen.'


Kallosh: 'We hebben er veel vertrouwen in.'


Linde: 'Maar het simpele antwoord is: we weten het nog niet. Het enige wat wij kunnen doen, is wachten. Misschien krijgen we een cadeautje, misschien vragen we toch te veel van de kosmos.'

INFLATIE

Kosmoloog Andrei Linde is een van de grondleggers van de zogeheten kosmische inflatietheorie, die een verklaring geeft hoe het huidige heelal zo gelijkmatig kan zijn geworden, tot in uithoeken die helemaal geen rechtstreeks contact met elkaar hebben. In de jaren zeventig schetste Linde dat dat komt doordat in het piepjonge heelal de ruimte razendsnel opzwelt, als overkokende melk. In de jaren tachtig werkte hij het idee met onder meer Alan Guth verder uit, waarbij voor het eerst ook chaos een rol speelt: toevallige plaatselijke instabiliteit die de hele toekomst van het jonge heelal kan veranderen. Later realiseren Linde en collega's zich dat de oerknal misschien niet uniek is, maar eerder een eindeloze reeks oerknallen die steeds nieuwe universa baren, als een zeepsop van heelallen. De ideeën over een multiversum hebben raakpunten met de ideeën uit de snaartheorie, een van de weinige theorieën die zowel quantumdeeltjes als de zwaartekracht beschrijven. Onder meer door toedoen van snaartheoreticus Renata Kallosh zijn er inmiddels tientallen ideeën over hoe het niets via een oerknal en inflatie tot het huidige heelal heeft kunnen leiden.

ACHTERGRONDSTRALING

Het heelal is gevuld met een echo van de oerknal, die de vorm heeft van radioruis van een paar graden boven het absolute nulpunt. Die kan met radiotelescopen, op aarde, aan ballonnen en in kunstmanen, in kaart worden gebracht. Op zulke babyfoto's van het heelal zijn subtiele temperatuurvariaties te zien, bijna 14 miljard jaar oude rimpels in de oerknal die de uitvergroting zijn van kleine quantumvariaties in den beginne. Experimenten als COBE, WMAP, Planck en Bicep brachten deze patronen steeds gedetailleerder in kaart. Behalve de temperatuurvariaties zeggen ook draaipatronen in de straling veel over de gebeurtenissen in het vroege heelal. In maart leverde Bicep2 de eerste van zulke B-mode metingen, die suggereerde dat in het oerheelal de ruimte door inflatie is gaan trillen als een pudding. Critici vrezen dat de metingen door stof verstoord kunnen zijn, Bicep erkende onlangs ook die mogelijkheid. Binnen enkele weken of maanden worden extra stofmetingen van de Planck-satelliet verwacht, die daar wellicht meer over kunnen zeggen.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden