Nieuwsgierige kinderen bestaat er zoiets als niets

Nieuwsgierige kinderen: bestaat er zoiets als niets?

oneinchpunch/Shutterstock

Bestaat er zoiets als niets? – Reggie, zeven jaar, Darlington

Kan iemand niets zien? Hoe ziet niets eruit? – Maya, negen jaar, Bristol

Stel je voor dat je een geluid buiten je raam hoort. Je denkt dat het een hond is die blaft, of misschien een kind dat schreeuwt. Maar als je opstaat en gaat kijken, is er geen hond of kind. “Oh,” zeg je, “er is daar niets.”

We zeggen vaak dat we “niets hebben”, of dat er “niets is”. Maar wat we bedoelen is dat we niets hebben. Toen je naar buiten keek, waren er veel dingen – bomen, huizen, auto’s en fietsen misschien – maar het specifieke ding dat je zocht was er niet.

Zelfs als je in een volledig lege kamer zou kijken, zouden er nog dingen zijn. Er is altijd lucht, en lucht bestaat uit moleculen, zoals de zuurstof die we moeten inademen om ons in leven te houden.

Nieuwsgierige kinderen bestaat er zoiets als niets.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip

Curious Kids is een serie van The Conversation die kinderen de kans geeft hun vragen over de wereld te laten beantwoorden door deskundigen. Als je een vraag hebt die je door een expert wilt laten beantwoorden, stuur die dan naar curiouskids@theconversation.com en zorg ervoor dat je de voornaam, leeftijd en woonplaats van de vraagsteller vermeldt. We kunnen niet elke vraag beantwoorden, maar we zullen ons best doen.

Maar hoe zit het met de ruimte? Er is geen lucht in de ruimte: daarom moeten astronauten een ruimtepak dragen dat zuurstof geeft om te ademen als ze een “ruimtewandeling” maken.

Er zijn eigenlijk ook moleculen in de ruimte, maar die zijn er zo weinig dat het vooral lege ruimte is. Dit wordt een vacuüm genoemd. We zouden kunnen denken dat de leegte die we kunnen zien tussen de sterren aan de nachtelijke hemel, waar heel weinig moleculen zijn, de plek is waar we “niets” vinden.

Het blijkt echter, dat wanneer je in de donkere nachtelijke hemel kijkt, je niet “niets” ziet. Deze lege ruimte is gevuld met energie, en dat is iets, ook al kun je het niet in je hand houden. Energie is wat dingen laat gebeuren.

Moeder en kind kijken omhoog naar de Melkweg

Kijkend naar het heelal.
KIDSADA FOTO/Shutterstock

Energie gaat nooit weg en wordt nooit uit het niets gemaakt. Als je rent, komt de energie in je beweging van de energie die je hebt gehaald uit het voedsel dat je hebt gegeten. Als je stopt, wordt die energie omgezet in warmte en een minuscuul effect op de beweging van de aarde als je voeten er tegenaan schuren als je remt.

Einstein realiseerde zich dat energie en deeltjes (kleine deeltjes) twee kanten van dezelfde medaille zijn. De kleinste dingen die we kennen – zoals deeltjes, die meer dan een miljoen miljard keer kleiner zijn dan wij – zijn gemaakt van energie. Ongeveer een eeuw geleden realiseerden wetenschappers zich dat deze kleine dingen zich anders gedragen dan grotere dingen in het heelal. Hun gedrag kan niet precies worden voorspeld, en kan alleen worden beschreven met iets dat “kwantummechanica” wordt genoemd.

Deeltjes en anti-deeltjes

Dit betekent ook dat de inhoud van het vacuüm niet precies nul is. Kleine deeltjes daarin kunnen hun exacte tegenpolen ontmoeten, “anti-deeltjes”. Wanneer dit gebeurt heffen ze elkaar op en verdwijnen, maar dit laat de energie achter die hen in eerste instantie had gemaakt.

Het vacuüm van de ruimte is een “soep” van energie en paren van deeltjes en anti-deeltjes. De Nederlandse wetenschapper Hendrik Casimir stelde in 1948 een manier voor om dit te bewijzen – en een halve eeuw later hebben we ontdekt dat hij gelijk had.

Deze energie in het vacuüm zorgt er ook voor dat het heelal groter wordt met de tijd, zoals wanneer je een ballon opblaast.

Er zijn ook andere dingen in het vacuüm van de ruimte. De ruimte bevat “velden”, die een manier zijn om de invloed te beschrijven die iets kan hebben in een gebied van de ruimte. Bijvoorbeeld, de Aarde trekt aan de Maan door de ruimte door middel van een veld dat “zwaartekracht” heet.

Toen de beroemde natuurkundige Albert Einstein uitzocht hoe de zwaartekracht werkt, ontdekte hij dat de ruimte eigenlijk een vorm heeft. Iets met veel massa, zoals een ster of een planeet, buigt de ruimte eromheen, zoals een zware bal in het midden van een uitgestrekte deken de deken van vorm doet veranderen. Als de ruimte vorm heeft, kan de ruimte niet niets zijn.

Aarde en Maan getoond met buiging van ruimtetijd in groene lijnen

De ruimte buigt rond een planeet.
canbedone/Shutterstock

Het lijkt erop dat we nergens in ons universum “niets” zullen vinden. Misschien is de plaats om naar niets te zoeken buiten het universum. Maar dat is misschien een onmogelijke vraag. Het universum is waar ruimte is, waar dingen en energie zijn, en waar tijd is.

Buiten het universum?

Natuurkundige Stephen Hawking legde uit dat het universum geen grens heeft, noch in de ruimte, noch in de tijd. Als je in een huis bent, vormen de muren de grens en kun je denken aan wat er buiten is, misschien zelfs zien door een raam. Maar als het universum geen grens heeft, dan bestaat er niet zoiets als “buiten” (of “ervoor”). We zouden het “niets” kunnen noemen, maar het zou beter zijn te zeggen dat het de afwezigheid van iets is.

Niets bestaat wel als idee. We kunnen “niets” gebruiken om mee te rekenen: het idee van “nul” werd 4000 jaar geleden al gebruikt, en het ovale symbool dat we nu gebruiken is meer dan 1000 jaar geleden uitgevonden.

Misschien is dit de enige plaats waar “niets” bestaat: als een idee in onze geest.

The Conversation

Jacco van Loon werkt niet voor, geeft geen advies aan, bezit geen aandelen in en ontvangt geen financiering van bedrijven of organisaties die baat hebben bij dit artikel, en heeft geen relevante banden bekendgemaakt buiten zijn academische aanstelling.