Column Ionica zag een getal

Hoe klein is 0,0000000000000000000001 meter?

Gisteren kwam natuurkundige Stan Bentvelsen naar me toe met een vraag over een leuk getal: tien tot de macht min tweeëntwintig, kortweg 10-22. Of voor wie dit getal liever in zijn volle glorie ziet: 0,0000000000000000000001.

Bentvelsen en ik spraken elkaar tijdens een bijeenkomst van de route Bouwstenen van materie en fundamenten van ruimte en tijd van de Nationale Wetenschapsagenda. Zoals u zich misschien nog herinnert kon bij de wetenschapsagenda iedereen vragen indienen voor de wetenschap. Inmiddels zijn er routes gevormd waarbinnen interdisciplinaire teams aan de slag gaan om antwoorden te vinden. Bij de route Bouwstenen gaat het daarbij om grote, abstracte vragen zoals: hoe heeft het universum zich ontwikkeld en uit welke deeltjes bestaat het?

Dergelijk onderzoek gaat bijvoorbeeld over zwaartekrachtgolven. Deze door Einstein voorspelde echo’s van enorme gebeurtenissen in het heelal laten zien dat ruimte en tijd één geheel zijn. In 2015 werd voor het eerst een zwaartekrachtgolf gemeten. Die golf in de ruimtetijd was 1,3 miljard jaar geleden ontstaan toen twee zwarte gaten met elkaar samensmolten. Het is altijd hachelijk om over onderwerpen te schrijven waar je zelf eigenlijk net te weinig van snapt en eerlijk gezegd duizelt het mij nog steeds een beetje als ik over ruimtetijd en zwaartekrachtgolven nadenk.

Gelukkig ging de vraag van Bentvelsen over een getal – en daarmee ben ik zeer vertrouwd. Zwaartekrachtgolven zijn zo subtiel, dat er heel nauwkeurige meetapparatuur nodig is om ze te detecteren. De Nederlandse natuurkundige Jo van den Brand is woordvoerder van de Europese zwaartekrachtgolvendetector Virgo en omschreef eens in Algemeen Dagblad hoe precies hun apparatuur is: ‘Als je een druppel in het IJsselmeer gooit, stijgt het meer met de inhoud van die druppel. Dat is 100.000 keer meer dan wat wij kunnen meten.’

Kijk, dan zijn getallen waar ik iets mee kan. Een druppel water in het IJsselmeer zou dus een 100.000 keer zo grote verandering opleveren als de zwaartekrachtgolven. Het IJsselmeer heeft een oppervlakte van grofweg duizend vierkante kilometer, zo’n miljard vierkante meter.

Een druppel water van 0,01 milliliter heeft omgerekend een volume van 10-8 kubieke meter. Als we zo’n kleine druppel in het IJsselmeer laten vallen, dan veroorzaakt die een oppervlaktestijging van 10-17 meter. Als je dát nog eens deelt door honderdduizend, kom je op 10-22 meter. Dat is de nauwkeurigheid van de gebruikte detectoren en daar kwam dat getal van Stan Bentvelsen dus vandaan. Natuurkundigen blijken nog meer vergelijkingen te hebben om duidelijk te maken hoe klein dat is. Zo zeggen ze ook ‘1/10000 van de diameter van een proton’ of ‘een haar op de afstand van de aarde tot de dichtstbijzijnde ster’.

Kortom: dit is bijna niet te bevatten met menselijke maten. Wat Stan Bentvelsen zich afvraagt: is er een betere manier om duidelijk te maken hoe extreem nauwkeurig de metingen zijn? Kan iemand een mooiere vergelijking vinden die helder maakt hoe klein 0,0000000000000000000001 meter is?

Geheel in lijn met de Nationale Wetenschapsagenda is dit een vraag voor iedereen. U kunt uw vergelijking tot 9 juni mailen naar ionica@volkskrant.nl. Op 23 juni bespreek ik hier de mooiste inzendingen. De winnaar krijgt een rondleiding door het Amsterdamse deeltjeslab Nikhef en een bouwpakket voor een mini-detector die kleine trillingen kan meten.

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.