“Van stoommachine tot het verdampende zwarte gat”

Thermodynamica

“Thermodynamica is de basis van onze op energie gebaseerde maatschappij,” zegt Klaas terwijl hij de thermodynamica in een historisch kader plaatst. “Thermodynamica vindt haar oorsprong rond het jaar 1800. In Engeland was net de stoommachine uitgevonden en dit was het startschot van de industriële revolutie. De natuurkundigen van die tijd waren gebiologeerd door het probleem hoe ze zo’n machine efficiënter konden maken.” De kracht van de wetenschap lag in praktische toepasbaarheid. Denk aan de ontwikkeling van stoomschepen die in één keer van Engeland naar de Verenigde Staten konden varen.

“De ontwikkeling van de stoommachine was voor de theoretische natuurkunde een cruciale stap. Het begrip ‘energie’ is als het ware ontdekt in deze periode en heeft enorme vleugels gekregen. De industriële revolutie was een bepalende periode voor de natuurkunde – de drijfveer om apparaten te begrijpen – op een manier die daarna niet meer vertoond is.” Hier haakt Klaas in op de moderne wereld en de problemen waar wij noodzakelijk de confrontatie mee moeten aangaan: de energietransitie en de klimaatcrisis.

Tijdens het gesprek wordt klaas steeds enthousiaster over zijn lezing. De historische interactie tussen wetenschap en industrie en de dilemma’s die iedere volgende stap impliceert, fascineren hem. Hij raakt bevlogen door de interactie tussen industrie en wetenschap. Een verband dat aan het begin van de 19de eeuw in optima forma het fundament vormde voor de natuurkunde.

Eén theorie

Vanuit een omweg is Klaas bij de thermodynamica beland. Hij verbaast zich erover dat het verhaal dat begint bij de stoommachine en eindigt bij zwarte gaten één theorie is en nog nooit zo verteld is. Van oorsprong was Klaas niet geïnteresseerd in de thermodynamica. Of zoals hij het zelf zegt: “Ik begreep het niet.” Zijn interesse lag bij de zwarte gaten. “De vreemdste objecten ooit ontdekt en beschreven.” In Cambridge werkte Klaas in de omgeving van Stephen Hawking en werd zijn belangstelling voor zwarte gaten gewekt. Eén van Hawkings grootste ontdekkingen was dat zwarte gaten verdampen én een temperatuur hebben. Doordat zwarte gaten straling hebben verliezen ze heel langzaam energie. Het theoretische model dat dit proces beschrijft, komt overeen met de thermodynamica die na de industriële revolutie is ontwikkeld. “Van de stoommachine tot aan de zwarte gaten is één theorie,” vat Klaas zijn inspirerende verhaal samen.