Constant wat met die Kosmologische Constante!

Gisteren stond er in NRC Handelsblad in de wetenschapsbijlage een interessant artikel van Dirk van Delft over de kosmologische constante (KC). Al sinds Einstein deze term in 1917 in zijn veldvergelijkingen invoerde om een stabiel heelal te verkrijgen is er veel discussie over. Einstein wilde een stabiel heelal, zoals de meeste wetenschappers in die tijd over het heelal dachten. Maar een heelal gevuld met materie zou door de zwaartekracht ineenstorten, exit stabiel heelal. Daarom voerde Einstein de KC in, die op te vatten is als kromming van de lege ruimte. Door die kromming zou tegengas worden gegeven aan de gravitationele werking van de materie en zou er een stabiel heelal zijn. In de jaren twintig werd Einstein's stabiele heelal echter onderuit gehaald, eerst door theoretici als De Sitter en Friedmann en daarna door de waarnemingen van Edwin Hubble. Het heelal bleek uit te dijen, dus nogmaals exit stabiel heelal. Einstein sprak toen van de grootste blunder uit zijn leven als hij het over de KC had.
In de jaren negentig werd de KC weer nieuw leven ingeblazen, toen uit waarnemingen aan ver weg staande supernovae bleek dat er een versnelling in de uitdijing van het heelal zit. Dit wijst op een licht positieve KC. Maar dan zijn we ook direct bij het zogenaamde KC-probleem aanbeland: deze observationele waarde van de KC is het resultaat van een balans van twee dingen, te weten de kromming van de lege ruimte (links in de veldvergelijking van Einstein) en de vacuümenergie (rechts in de vergelijking). En de theoretische waarden van beide kanten zijn gigantisch groot. De theoretische waarde van de kromming is zo'n 10^120 groter dan de waargenomen kromming, die bijna nul is. Dit raadsel houdt veel wetenschappers tegenwoordig bezig: waarom zijn kromming en vacuümenergie in theorie zo geweldig groot, waarom zijn ze bijna net zo groot en waarom komt de balans niet precies uit op nul?
Een recente bijdrage aan deze discussie wordt geleverd door Gerard 't Hooft, de bekende nobelprijswinnaar natuurkunde, en zijn promovendus Stefan Nobbenhuis. Onlangs hebben zij een artikel op het internet geplaatst (zie deze link), met de titel "Invariance under complex transformations, and its relevance to the cosmological constant problem" . Nee, lieve lezers en lezeressen van deze astroblogs, geen literatuur waar je voor de open haard eens lekker de tijd voor neemt. Maar goed, de theoretici hebben weer van zich doen spreken en er zal als gevolg van de publicatie van 't Hooft en Nobbenhuis weer een lawine van commentaren volgen. Ook is het wachten op de ingebruikname van de Large Hadron Collider (LHC), medio 2007 bij CERN in Zwitserland/Frankrijk. Deze 2,4 miljard euro kostende deeltjesversneller moet als het goed is het eerste bewijs leveren voor het bestaan van het Higgs boson en dat biedt op zijn beurt weer belangrijke informatie over de structuur van het vacuüm. Nou maar hopen dat de LHC het volgend jaar echt doet.... én dat de Amerikanen met hun Tevatron het Higgs deeltje niet eerder ontdekken.