Muziek en de kosmos — een column door Thomas Hertog

Thomas Hertog is een internationaal gerenommeerde kosmoloog en werkte nauw samen met Stephen Hawking. Hij doctoreerde aan de Universiteit van Cambridge en keerde na jaren als onderzoeker aan de Universiteit van Californië en het CERN in Genève terug naar België om hoogleraar te worden aan het Instituut voor Theoretische Fysica van de KU Leuven. Hij leidt de Belgische deelname aan een flagship missie van de European Space Agency (ESA) en zet zich sinds enkele jaren ook in voor de popularisering van de wetenschap.

Volgens de legende ontdekte Pythagoras de harmonische intervallen van het octaaf, de kwint en de kwart toen hij voorbij een smidse wandelde waar de smid een stuk ijzer besloeg met hamers van een verschillend gewicht. De verhoudingen van deze intervallen worden bepaald door de getallen van de tetractys, een mystieke rekenkundige figuur. De ontdekking dat er een rekenkundige relatie was tussen de muziek en de wiskunde bracht Pythagoras tot een geloof in een kosmische orde. Die innige band tussen muziek en de kosmische harmonie bleef nog eeuwenlang bestaan. Musica Mundana.

Isaac Newton doorprikt die mystieke verbinding in de 17e eeuw met zijn wet van de zwaartekracht. Met deze wet, die aan de basis ligt van zowel de beweging van de wentelende planeten als van vallende voorwerpen op aarde, verenigt Newton de hemelse en aardse sferen. Hij bestendigt hiermee de revolutie in ons wereldbeeld die door Copernicus, Kepler en Galilei op gang was gebracht. De verhouding van wiskunde tot realiteit is zo niet langer iets metafysisch, maar krijgt vorm via een proces van inductie en deductie.

'De verschillende stemmen in Bachs composities zijn als trajecten van planeten, variaties op een onderliggende harmonie.’

De ontluikende wetenschappelijke studie van de wiskundige grondslagen van de natuur leidt tot een hernieuwde band tussen muziek en kosmos.
De muziek van Johann Sebastian Bach is een ode aan het hemelse uurwerk dat voortvloeit uit Newtons wetmatigheden. De verschillende stemmen in Bachs composities zijn als trajecten van planeten, variaties op een onderliggende harmonie. Muziek en kosmos blijven elkaar vinden in een ten gronde harmonieuze orde.

Albert Einstein herdenkt in het begin van de 20e eeuw Newtons eeuwenoude wet van de zwaartekracht om het mechanisme waarmee de zwaartekracht zich laat gelden te ontrafelen en om ze in overeenstemming te brengen met zijn speciale relativiteitstheorie. Nochtans blijft ook hij aanvankelijk vasthouden aan Newtons en Bachs wereldbeeld van een eeuwige en volmaakte kosmos, gedirigeerd door zuivere wiskundige wetmatigheden, zelfs wanneer dit volkomen onverzoenbaar blijkt met zijn eigen nieuwe theorie van de zwaartekracht, die het begin der tijden voorspelt in een oerknal.

In deze donkere wintermaanden gaan we op zoek naar de diepste mysteries rond de oerknal. Herontdekken we een hemelse harmonie op een dieper niveau, wanneer we Einsteins theorie verenigen met het indeterminisme van de kwantumtheorie die de microscopische wereld van deeltjes en atomen beschrijft? Of verankert onze exploratie van het begin der tijden de vergankelijkheid van de kosmos? Misschien leert wiskunde ons in de eerste plaats iets over onszelf?