| Seizoen
2010- 2011 |
Onderwerp |
Plaats voor foto |
| 5 oktober |
Planeten in ons zonnestelsel
Er zijn tegenwoordig 8 planeten bekend die, samen
met de manen- planetoïden- kometen- meteoren- dwergplaneten en de zon
ons zonnestelsel vormen.
Pluto: Op 24 augustus 2006
werd op het 26ste congres van de IAU in Praag beslist
dat een planeet een object is dat door zijn eigen zwaartekracht
rond is, zich in een baan rond de zon moet bevinden én de
omgeving van zijn baan schoongeveegd moet hebben van andere
objecten. Pluto voldoet wel aan de eerste twee voorwaarden maar
niet aan de laatste. Daardoor verloor Pluto zijn status van
planeet, een status die hij 76 jaar lang voerde. Omdat Pluto wel
aan de andere criteria voor planeet voldeed werd een nieuwe
categorie in het leven geroepen die Pluto en vergelijkbare
hemellichamen moet onderscheiden van de miljoenen andere
objecten in ons zonnestelsel; Pluto staat sinds die datum samen
met "Eris" en "Ceres" te boek als een
dwergplaneet. Nadien zijn er nog meer objecten die
ook de status van dwergplaneet gekregen hebben, er wordt
verwacht dat dit aantal zich nog verder zal uitbreiden.
Omloopbanen van de planeten
Hoe groot de
afstanden in het zonnestelsel zijn wordt pas duidelijk als ze
vertaald worden naar menselijke verhoudingen. Stel dat de Zon
met een diameter van 14 meter op het Domplein van Utrecht ligt,
dan ligt Mercurius op 580 meter afstand op het Vredenburg.
Mercurius is dan maar 5 centimeter groot. Venus bevindt zich ter
hoogte van de Jaarbeurs (1,1 km afstand) en is 12 centimeter
groot. De Aarde ligt op de Muntkade (1,5 km) met een afmeting
van 13 centimeter. Mars bevindt zich op het Oktoberplein (2,3
km) en is 7 cm. Vervolgens komt Jupiter (1,4 m groot) net iets
ten westen van De Meern op 7,8 km afstand. Bij Woerden ongeveer
(14 km afstand) ligt Saturnus (1,2 m groot). Uranus ligt dan bij
Reeuwijk op 29 km afstand en is 50 cm groot. Neptunus ligt bij
Zoetermeer (45 km) en is ook 50 cm groot, en tot slot ligt Pluto
op de pier in Scheveningen (59 km) en is 2 cm groot.
Planetoiden
Tussen Mars en Jupiter ligt een band met planetoïden, de
planetoïdengordel. Voorbij Pluto bevindt zich ook een
wolk met kleinere hemellichamen, de Kuipergordel.
De planetoïden kunnen ingedeeld
worden volgens grootte, oorsprong, samenstelling en
mogelijk gevaar voor inslag op de aarde. Enkele
planetoïden zijn sinds 1991 door ruimtesondes van
dichtbij gefotografeerd waaronder Gaspra, Ida, Eros,
Mathilde, Braille, Annefrank en Itokawa. Deze foto's
laten zien dat het onregelmatige, aardappelvormige
steenklompen zijn, met veel kleine en soms grotere
kraters. Anders dan planeten hebben planetoïden geen
bolvorm. Dat komt doordat ze zo klein en licht zijn. Hoe
meer massa een planetoïde of planeet heeft, des te
groter is de zwaartekracht aan het oppervlak. Daardoor
kunnen uitstulpingen en bergen inzakken door hun eigen
gewicht. Bij planetoïden is deze kracht meestal veel te
gering om invloed te hebben. Van een aantal planetoïden
is inmiddels bekend of bestaan sterke aanwijzingen dat
ze wel zwaar genoeg zijn om onder hun eigen
zwaartekracht een bolvorm aan te nemen.
Frans Kint
|
De zon met de 8 planeten en
tussen Mars en Jupiter de planetoïdengordel. Ook Pluto is
aanwezig als "dwergplaneet".
|
Groottes van de eerste tien
planetoïden (op nummer) vergeleken met de diameter van de maan.
|
Zonnestelsel gezien vanaf
108,540 AE van de Zon (Bron: Celestia) |
|
| 8 oktober |
Lezing over de
"Big Bang" Wetenschappers
over de hele wereld zetten alles op alles om de geheimen van het
ontstaan van ons bestaan te ontrafelen. Vooral de eerste seconde
na de "Big Bang" is cruciaal in de ontstaansgeschiedenis van het
universum. Vanaf die eerste seconde hebben de wetenschappers zich al een
aardig beeld kunnen vormen over de "ontwikkelingsstadia van het
universum". (Zie hiervoor het plaatje hiernaast, welke
afkomstig is van de Nasa website: ). Maar men is
vooral geïnteresseerd in dat ene minimale moment, dat kleine deel van
een seconde, pal na de "Big Bang". De lezing van vanavond ging dus
vooral over die ene seconde, van 1 tot 10 tot de - 18e deel van
die seconde. Want zover is men momenteel gevorderd. Het ging dus over de
wetenschap die beschrijft hoe het heelal is ontstaan uit een immens heet
en extreem klein puntvormig begin "singulariteit" (met een temperatuur
van 10 miljard graden C), over "roodverschuiving" en het
"Dopplereffect", de 4 functionele en universele krachten t.w.:
Gravitatie- kleine- en grote kernkracht en elektromagnetischekracht.
Ook de kosmische achtergrondstraling, het "gravitatie tijdperk" met z'n
11 dimensies- CMB achtergrondstraling en C/P violation, "donkere
materie" en het nog geheel onbekende terrein van de "donkere energie" en
de "Higg deeltjes". Met heeft grote verwachtingen van de experimenten
met de enorme "deeltjesversneller" welke diep onder de grond, op de
grens van Zwitserland en Frankrijk, is gesitueerd.
Deze Large Hadron Collider (LHC), is
het grootste door mensen gemaakte apparaat ter wereld en wordt
gebruikt om natuurkundig onderzoek aan elementaire deeltjes te
doen. De LHC is gebouwd door CERN en is op 10 september 2008
voor het eerst in gebruik genomen.
De LHC is voorlopig de krachtigste versneller, maar er staan nog
zwaardere en krachtiger machines op de tekentafel, zoals de ILC
(International Linear Collider), die ergens tussen 2015 en 2020
in gebruik moet worden genomen.
Er zijn vier belangrijke argumenten die aantonen
waarom het heelal uit een oerknal moet zijn ontstaan:
- Spectroscopische
waarnemingen van sterrenstelsels duiden erop dat het
heelal uitdijt. Dit kan alleen verklaard worden als
sterrenstelsels oorspronkelijk in één punt zijn
ontstaan. De belangrijkste aanwijzing hiervoor is
dat hoe verder sterrenstelsels van ons af staan, hoe
sneller ze zich van ons verwijderen. De
roodverschuiving is de belangrijkste indicatie
hiervan.
- De kosmische
achtergrondstraling die in 1965 door Arno Penzias en
Robert Wilson is waargenomen, lijkt van alle kanten
te komen. De oerknaltheorie biedt een consistente
verklaring voor deze straling.
- De oerknaltheorie
beschrijft nauwkeurig de verhouding van lichte
elementen als waterstof en helium die tijdens de
oerknal zijn ontstaan.
- Uit de algemene
relativiteitstheorie van Einstein kan een oerknal
worden afgeleid, mits de materie in het heelal
homogeen verspreid is.
Dankzij de WMAP sonde (Wilkinson
Microwave Anisotropy Probe) kwamen de wetenschappers er
achter dat de eerste sterren eerder waren ontstaan dan gedacht:
200 miljoen jaar na de oerknal. Ook kon de ouderdom van het
heelal nauwkeurig (met een marge van ± 1%.) worden vastgesteld
op 13,7 miljard jaar. Een ander wetenschappelijk resultaat is de
bevestiging van de voorspelling van de inflatietheorie dat het
heelal niet gekromd is, maar vlak. In oktober 2010 kwam er een
einde aan deze ruimtemissie, toen de sonde zijn Lagrangepunt
verliet en in een baan om de zon terechtkwam.
Over 100 miljard jaar zullen de huidige pijlers
waarop de theorie van de oerknal rust bijna volledig zijn uitgewist. De
kosmische achtergrondstraling is dan zodanig afgezwakt dat zij in het
geheel niet meer waarneembaar is. Ook de uitdijing van het heelal zal
dan niet langer waarneembaar zijn, doordat alle sterrenstelsels achter
de waarnemingshorizon zijn verdwenen en de intergalactische ruimte dus
nagenoeg leeg is. De materie in het heelal lijkt hierdoor ook niet meer
homogeen verspreid, waardoor een oerknal niet meer kan worden
gededuceerd uit een herontdekte relativiteitstheorie. Tevens is de
verhouding tussen de verschillende elementen zodanig veranderd dat zij
niet veel meer wegheeft van die tijdens de oerknal en in de huidige
situatie.
Na de lezing kwam er nog een film over de
oerknal om de verbeeldingskracht een extra prikkeling te geven. Al met
al een zeer interessante avond.
Frans Kint |
Ontwikkelingsstadia van het universum
(bron: http://map.gsfc.nasa.gov/)
Honderd meter onder de grond worden de
supergeleidende magneten voor de Large Hadron Collider geïnstalleerd
(Bron: Wikipedia)
Ontwerp van de WMAP sonde
(Bron: Wikipedia) |
| 16
oktober |
Lezing in het kader van de "Tweede wetenschapsavond".
Een "evoluerend heelal"
of een "Statisch heelal" dat was een van de
onderwerpen op deze zaterdagavond. Daan Meerberg, medewerker van
de UVA, gaf de aanwezigen
een kijkje in de
keuken van de moderne kosmologie.
Pas de laatste 10-15 jaar doet kosmologie mee als wetenschap, daarvoor
was het veelal gebaseerd op theoretische wetenschap en speculatieve
gronden. Nu is kosmologie een van de meest precisie wetenschappen in de
moderne fysica. Albert Einstein zette in 1915 de
kosmologie op z'n kop met z'n relativiteitstheorie.
De term
"Big Bang" liet de Britse astronoom en kosmoloog Fred Hoyle (1915-2001)
voor het eerst in een radio-interview vallen als denigrerende benaming,
als onderdeel van het "Evaluerend heelal". Sindsdien is die term een
algemeen aanvaard begrip.
Daan Meerberg gaf uitleg over een aantal
onderwerpen,
betrekking
hebbende op de Kosmologie als precisiewetenschap. De
inflatietheorie is het onderwerp
waarin hij zich heeft gespecialiseerd.
Alan Harvey Guth is een Amerikaanse
natuurkundige en kosmoloog en wordt gezien als de grondlegger
van de inflatietheorie, een
uitbreiding van de theorie van de oerknal. Guth kwam op het idee
van de inflatie na het bijwonen van een lezing in 1979 van
Robert Dicke over de Big Bang. In 1981 maakte hij zijn theorie
wereldkundig. De inflatie theorie gaat terug tot 10
tot de -35 sec na de Big Bang.
We kregen uitleg over diverse "stevige" onderwerpen, zoals o.a.:
metingen van achtergrondruis m.b.v
diverse vormen van waarneming (o.a. kosmische en
electromagnetische), Scalaire
velden (Scalaire velden worden gebruikt,
bijvoorbeeld om de temperatuurverdeling in de ruimte aan te
geven), de
Planck Observatory satelliet
(werd samen met de
Ruimtetelescoop Herschel op 14 mei 2009 door de Europese
Ruimtevaartorganisatie in de ruimte gebracht.
De satelliet bevindt zich in een baan om het tweede
Lagrangepunt. Het doel van deze satelliet is het meten
van kosmische achtergrondstraling. Dit is de
warmtestraling die kort na het ontstaan van het heelal
met de oerknal is uitgezonden en nu pas, meer dan 13,7
miljard jaar later, onze regio van het heelal bereikt.
De temperatuur van de achtergrondstraling is in die tijd
gedaald tot 3 kelvin.),
donkere materie (Donkere
materie is materie in het heelal, die niet zichtbaar is
met optische middelen en dus niet te detecteren via de
elektromagnetische straling die ons op aarde bereikt.
Daarom wordt ze donkere materie genoemd, om haar te
onderscheiden van de zichtbare materie.
) en donkere
energie (Donkere
energie is een nog onbekende vorm van energie in het
heelal die verantwoordelijk is voor de versnelling
van de uitdijing van het universum. Donkere energie is
overal en gelijkmatig verdeeld in het heelal. Het
gedraagt zich alsof het een negatieve zwaartekracht
uitoefent).
In
2009 (Caldwell en Kamionkowski) wordt gedacht dat de
totale hoeveelheid massa/energie van het heelal bestaat
uit:
* 4% normale materie (Baryone)
* 22% donkere materie
* 74% donkere energie
Donkere materie wordt
verondersteld te bestaan om de waargenomen
baanbeweging van verre sterren en afgeplatte
spiraalvormig sterrenstelsels (zoals ons eigen
Melkwegstelsel) te verklaren op een wijze die
zowel consistent is met de zwaartekrachttheorie
als met de relativiteitstheorie. De zichtbare
materie in deze sterrenstelsels heeft namelijk
niet genoeg massa om de bewegingssnelheid van de
sterrenstelsels in hun baan om het
gemeenschappelijk zwaartepunt te kunnen
verklaren. Om de bewegingssnelheid met de
bestaande zwaartekrachttheorie en de
relativiteitstheorie te kunnen verklaren,
veronderstellen astronomen dat er extra materie
aanwezig is die tot dusverre niet gedetecteerd
kan worden).
De conclusie, na deze avond vol
met interessante onderwerpen, was eensluidend: er is de
laatste
10- 15 jaar onvoorstelbaar veel vooruitgang geboekt in
de kennis over het hoe en waarom maar aan de andere kant
zijn er weer zoveel vragen bijgekomen. Voorlopig liggen
er dus voldoende uitdagingen op het pad van de
kosmologische wetenschappers om de komende tientallen
jaren stukje bij beetje de geheimen van ons universum te
ontrafelen.
Met dank aan Daan Meerberg voor deze interessante avond.
Frans Kint
|
Oud
De aarde als centrum van het
universum
----------------------------------
en nieuw
De Planck Observatory Satelliet |
5
november |
Het begin:
hoe het leven begon
De aarde was in
eerste instantie een grote gaswolk die circa 5 miljard jaar geleden is
ontstaan en afkoelde. De buitenste laag stolde en werd de vaste korst,
waar wij nu op leven. De atmosfeer koelde ook af waardoor het langdurig
heeft geregen en geonweerd. Daardoor ontstond de oerzee die gevuld was
met oersoep. Hieruit is onder invloed van de hevige UV straling en
verschrikkelijk onweer leven ontstaan. Voor ontstaan van leven zijn 4
dingen nodig:
·
Energie –
Metabolisme. Moet dus ergens vandaan komen.
·
Lipides –
Vetachtige moleculen voor compartiment-vorming.
·
Mogelijkheid tot kopiëren en dupliceren.
·
Emergentie.
Het totaal moet meer zijn dan de som van de elementen.
De prille
mogelijkheid voor leven ontstond circa 4 miljard jaar geleden, toen
helium fuseerde tot koolstof. Dit molecuul biedt de mogelijkheid tot
ketenvorming. Naast de anorganische moleculen ontstonden de organische
moleculen: aminozuren. Lange ketens van die aminozuren vormen eiwitten.
Op nog onbekende manier zijn uit deze organische bindingen de eerste
eencellige organismen ontstaan. In eerste instantie waren dit
extremofielen: zij leefden in een agressieve omgeving van arsenicum en
borium. Door de evolutie zijn uit deze eencellige meercellige ontstaan:
vissen, reptielen en uiteindelijk zoogdieren. Waardoor tenslotte een
grote verscheidenheid aan planten en dieren is ontstaan zoals wij die nu
kennen.
Piet Kil |
Een termietenheuvel is een klassiek voorbeeld van
emergentie
|
| 12
november |
Jagen op intelligent leven.
"Planeetvorming bij sterren is universeel", dat was
het thema van deze avond. Als één procent van alle sterren "aardachtige
planeten" (Exoplaneten) zou hebben dan nog zouden we praten over
MILJARDEN van die Exoplaneten. De vraag is alleen hoe aardachtig deze
dan zijn. Er is sprake van een "bewoonbare zone"
rondom een zon. De afstand van deze zone tot de zon is afhankelijk van
de temperatuur van die ster. Onze "bewoonbare zone" ligt tussen
de banen van Venus en Mars.
En een Exoplaneet moet ook aan een
aantal andere voorwaarden voldoen, t.w.:
* de juiste temperatuur, geen grote temperatuurschommelingen.
* zuurstof moet aanwezig zijn
* gesteente-rotsen (dus niet gasvormig) en vloerbaar water hebben,
* een cirkelvormige baan om de zon, elliptisch is dodelijk voor het
leven
*
geen grote "Jupitervormige" planeet dicht bij bewoonbare zone van de
zon.
Is er zuurstof en methaan aanwezig in de atmosfeer van een
Exoplaneet dan is er "leven" aanwezig.
Ontvangen we "signalen" van een Exoplaneet dan is er "intelligent leven"
aanwezig.
Zoeken naar Exoplaneten kan het
beste gedaan worden bij koele zwarte sterren (z.g. rode
sterren)Planeten en hun zon hebben een gemeenschappelijk "massa
middelpunt".
De animatie hiernaast laat zien dat een planeet
gezamenlijk met de zon om een gemeenschappelijk zwaartepunt draaien.
-------------------------------------------------------------------------------------- >
Op 10 lichtjaar afstand zijn er zo'n 40 "zonachtige"
sterren.
Op 20 lichtjaar afstand zijn er zo'n 780 "zonachtige" sterren.
Op 30 lichtjaar afstand zijn er zo'n 870 "zonachtige" sterren.
Kennelijk gaat "planeetvorming" in het heelal de natuur dus erg goed af.
De eerste Exoplaneet rond een normale ster
werd in 1995 door de Zwitserse astronoom Michel Mayor, bij de
ster 51 Pegasi in het sterrenbeeld Pegasus, ontdekt en wordt
sindsdien 51 Pegasi b genoemd. Hierna volgden in snel tempo
nieuwe ontdekkingen van exoplaneten, zelfs van complete
exoplanetenstelsels, zoals Upsilon Andromedae. De zoektocht gaat
inmiddels onverminderd door en medio 2006 was het aantal van
inmiddels bekende exoplaneten de 200 al ruim gepasseerd.
Bovendien maakt steeds verdere verfijning van de gebruikte
apparatuur het inmiddels ook mogelijk om niet alleen zeer grote,
maar ook kleinere planeten te ontdekken.
2006: COROT: Op 27 december
2006 lanceerde het Franse CNES (Centre National d’Etudes
Spatiales) in samenwerking met onder meer de Europese
ruimtevaartorganisatie ESA vanuit de basis Baikonoer in
Kazachstan de satelliet Corot om vanaf een baan
rond de aarde naar exoplaneten te zoeken.
2009[:
Kepler-ruimtemissie: Op vrijdag 7 maart 2009
om 4u49 CET lanceerde NASA de Kepler-satelliet
om de zoektocht naar planeten die meer op onze
aarde lijken uit te breiden. Een 100.000-tal
sterren zal met de Doppler-methode gemonitord
worden om te bepalen hoe frequent "aardachtige
planeten" voorkomen.
2010: ESA sterrenwacht in Chili: ESA
astronomen hebben een planeet (Gliese
581e- op 6,26 parsec= 20,6 LJ.)
ontdekt die onze aardmassa nabij komt. Deze
planeet draait om de ster "Gliese 581" en is de
4e planeet die bij deze ster ontdekt is - weegt
1,9 aardmassa's en draait in ca. 3 dagen om zijn
zon maar is te heet om leven te bevatten. In
2008 is al een andere exoplaneet (Gliese
581d) om deze ster ontdekt en deze
bevindt zich wel in de "bewoonbare zone".
De avond werd afgesloten
met een film over de ontwikkelingen in het
onderzoek naar Exoplaneten.
Frans Kint
|
Animatie van een zware exoplaneet
rond een ster. Alleen het deel van de exoplaneet aan
de sterzijde wordt verlicht. De beweging van de
planeet brengt via zijn zwaartekracht de ster in
beweging. Beide bewegen om hun gemeenschappelijk
zwaartepunt (massacentrum).
Bron: Wikipedia
De eerste exoplaneten werden in 1991 ontdekt bij
de pulsar PSR 1257+12. Het waren er direct twee,
op een afstand van 1000 lichtjaar van onze zon.
|
19
november |
Helium 3: Voor de volgende keer naar de maan
Vrij
kort na de geslaagde maanlanding van Apollo 11 in 1969 is het
Amerikaanse Apollo-programma gestopt. Daar waren een aantal redenen aan
te voeren: de oorlog in Vietnam en de algemene opinie van iedereen over
de hoge kosten van het programma. Nu is echter het project nieuw leven
ingeblazen. De reden daarvoor is helium 3.
Helium 3 is een tussenproduct bij het kernfusieproces van waterstof naar
helium 4. Dit proces levert de enorme energie die in de zon optreedt. In
de 842 kg steen en stof die door Apollo 11 van de maan is meegenomen zit
een forse hoeveelheid helium 3. Bij proefnemingen om het kernfusieproces
te simuleren werd een kleine hoeveelheid (ca 0.01 g) helium 3 bij zeer
hoge temperatuur samengesmolten met waterstof. De vrijkomende
hoeveelheid energie was enorm. Wel was 80% van de energie in de vorm van
neutronen, zodat de reactor op korte tijd corrodeerde, maar door de
waterstof te vervangen door helium 3 gas komen veel minder neutronen
vrij.
Het
helium 3 wordt in grote hoeveelheden door de zon uitgestoten en door de
zonnewind de ruimte in geblazen. Door de aanwezigheid van de
aard-atmosfeer kan het helium 3 de aarde niet bereiken. Op de maan
ontbreekt zo een afschermende atmosfeer, zodat daar gedurende miljarden
jaren helium 3 stof is gevallen. Helium 3 komt daar dan ook in grote
hoeveelheden voor.
De
hoogste concentraties helium 3 worden bij de maanpolen aangetroffen. Dit
is voor exploitatie zeer aantrekkelijk, omdat daar de gehele tijd de
terminator (scheidingslijn licht-donker) aanwezig is, zodat de
temperatuur daar gematigd is.
Amerika
heeft dan ook het plan opgevat om circa 2017 een basis op de maan te
bouwen en vanaf circa 2020 het helium 3 te exploiteren. Er ontstaat
waarschijnlijk een nieuwe race tegen de klok omdat ook China, Rusland,
Japan, India en Europa plannen in die richting ontwikkelen.
Piet Kil |
Helium in een gas- ontladingslamp
Schijngestalten van de maan |
25
november |
Lezing door Mw. Tjibaria Pijlo: Wormgaten
"Als een worm van de ene naar
de andere kant van een appeltje wil, dan kan hij rondom het appeltje
gaan, of hij kan een gaatje maken, waardoor hij binnendoor kan gaan. Als
hij een gaatje maakt –een wormgat– dan hoeft hij een korter stukje te
reizen en is hij sneller aan de andere kant van de appel. Zo zijn ook de
wormgaten in de natuur– en sterrenkunde “shortcuts”: shortcuts in plaats
én tijd. De Algemene Relativiteitstheorie van Einstein staat toe dat
wormgaten, waaronder ook de bekende Einstein-Rosen bruggen, kunnen
bestaan. Deze wormgaten zijn gedefinieerd als structuren die twee
ruimtetijd-coördinaten verbinden. Dit zou betekenen dat door het bestaan
van wormgaten het niet alleen mogelijk zou zijn om binnen korte tijd
enorme afstanden af te leggen, maar ook om in de tijd te reizen. Via
zwarte gaten komen in de lezing begrippen als relativiteit en
4D-ruimtereizen aan de orde, om uiteindelijk in te gaan op wormgaten en
de nodige vragen die ze oproepen."
Bovenstaande tekst is in het kort het thema van
deze avond, op een beeldende en begrijpende wijze uitgelegd door Mw.
Tjibaria Pijlo van de universiteit Leiden, afd. sterrenkunde.
Onderwerpen zoals de ontwikkeling van de sterren, Nova en supernova en
zwarte gaten gingen vooraf aan de behandeling van de algemene
relativiteitstheorie.
Deze voorspelt o.a. dat een grote massa de
tijdruimte zo vervormt, dat voorwerpen binnen de waarnemingshorizon
alleen naar het zwart gat kunnen invallen. Als de kern van de
exploderende ster meer dan ongeveer 5 keer zo zwaar is als de zon (de
Oppenheimer-Volkofflimiet), implodeert de kern van de ster uiteindelijk
tot een zwart gat. Volgens de algemene relativiteitstheorie kan deze
massa worden opgevat als geconcentreerd in een singulariteit. Dit kan
een punt, een ring of een bol zijn - daarover zijn de geleerden het niet
in alle gevallen eens.
Een wormgat (ook bekend als een Einstein-Rosen brug)
is de verbinding van 2 ruimtetijdpunten: van de ene tijd naar de andere
tijd / van de ene plaats naar de andere plaats. Wormgaten zijn nog nooit
waargenomen maar, middels de relativiteitstheorie bepaald. Een wormgat
is dus hypothetisch.
Er is meer kennis van de "Kwantum gravitatie" nodig (is
een- voorlopig nog niet helemaal begrepen- theorie welke de twee
fundamenteelste natuurkundige theorieën die bekend zijn met elkaar
verenigt: kwantummechanica en relativiteitstheorie.) om te
kunnen begrijpen of het echt bestaat.
De meeste zwarte gaten zijn de overblijfselen van hypernova- of
supernova-explosies.
Er worden vier soorten zwarte gaten onderscheiden: t.w.:
1) Miniatuur zwarte gaten: met afmetingen tussen die van een
proton (10-15 meter) en een Planckdeeltje (10-35
meter)
2) Stellaire zwarte gaten: met een massa van omstreeks 5 tot 100
zonnemassa's die ontstaan zijn uit een supernova van een zware ster.
3) Middelgrote zwarte gaten: met een massa van 500 tot 1000
zonnemassa's
4) Superzware zwarte gaten: met een massa van meer dan een
miljoen keer de massa van de zon
Rond een zwart gat is er een
denkbeeldig oppervlak dat als grens optreedt, de
waarnemingshorizon, vanwaar licht nog net aan de
zwaartekracht van het zwarte gat kan ontsnappen. De
moeilijkheid met het waarnemen van zwarte gaten in het
heelal is dat ze door hun sterke zwaartekrachtsveld geen
licht kunnen uitstralen. Waarneming van deze
hemellichamen is daardoor alleen indirect mogelijk,
bijvoorbeeld door het gedrag van sterren in de
onmiddellijke nabijheid te bestuderen.
De "Schwarzschildradius" of
-straal (genoemd naar Karl Schwarzschild, die het
effect in 1916 bedacht heeft) is de grensradius of
-straal van een rond object (meestal een zwart gat)
vanaf waar de ontsnappingssnelheid gelijk staat aan de
snelheid van het licht.
Objecten die een grotere "Schwarzschildradius"
hebben dan hun eigenlijke straal kennen we ook
als zwarte gaten.
Al met al was de tijd
weer veel te kort, waren er duizend- en een
vragen en behoort het "reizen door een wormgat"
nog tot de wereld van verbeelding. Het was weer
een leerzame avond met dank aan Mw. Tjibaria
Pijlo.
Frans
Kint
|
Een wormgat, ook bekend als een "Einstein-Rosen
brug".
Een afbeelding van een zwart gat met
een begeleiderster (geel) die zijn "Rochelob" gevuld heeft. Gas uit de
begeleider valt naar het zwarte gat en vormt een accretieschijf (blauw).
Simulatie van een zwaartekrachtlens
ten gevolge van een zwart gat dat het beeld van een passerend
melkwegstelsel in de achtergrond vervormt en even een ring van licht
veroorzaakt |
|
2011 |
14
januari |
Hoe het leven begon II.
De ouderdom van de aarde is ca. 4,56 miljard jaar.
Het eerste leven moet ontstaan zijn uit zelfreproducerende moleculen in
de oceanen, volgens sommige interpretaties al rond 3,8 miljard jaar
geleden. Met deze wetenschap gingen we verder opstap langs de lange
tijdslijn van het leven welke vol staat van dupliceren en kopiëren. Voor Leven voor zijn 4 onderdelen noodzakelijk:
1- Energie (aminozuren e.d.) , 2- metabolisme
(breken van moleculen) ,
3- Ripiden, 4- Duplicatie/kopiëren
(door "blunders of variaties" in de evolutie zijn 1
cellige naar meercellige ontwikkeld en is uiteindelijk de mens ontstaan.
De evolutie werkt daar volop mee)
"Emergency" is ook een belangrijke factor voor het leven. (=
meer dan de som der delen. één muzieknoot geeft nog geen muziek en
muziek is meer een noot. Het mooiste voorbeeld is ons brein; één
hersencel is nog niets , ons hele brein geeft ons het vermogen tot
denken en handelen.) Darwin kende niet de oorsprong van
het leven maar doorzag wel de structuur en de organisatie van het leven.
De
theorie die door de wetenschap op het ogenblik het meest is geaccepteerd
is, dat het leven op aarde is ontstaan door niet-organische (niet tot
het planten- of dierenrijk behorende) verbindingen en basiselementen,
die organische van planten en dieren afkomstige) verbindingen vormden (verbindingen
die koolstof(C), waterstof(H) en zuurstof(O) bevatten) en uiteindelijk
cellen.
Ook de zon was anders.
Aangenomen dat deze zich op dezelfde wijze heeft ontwikkeld als andere
sterren van haar formaat en samenstelling, moet de zon 25 tot 30 %
minder heet zijn geweest dat nu. Als je de zon nu zover zou kunnen
temperen, zou de aarde afkoelen en zouden de oceanen bevriezen. We weten
zeker dat dit niet is gebeurd sinds het leven verscheen, aangezien bijna
alle levensvormen temperaturen boven het vriespunt nodig hebben om te
kunnen gedijen. Warmbloedige dieren, die hun eigen lichaamstemperatuur
reguleren, ontwikkelden zich pas betrekkelijk kort geleden. De gangbare
verklaring voor deze paradox is dat het broeikaseffect van de vroege
aarde sterker was, waarschijnlijk vanwege de grote hoeveelheid
koolstofdioxide in de atmosfeer. In de loop der tijd daalde het gehalte
aan broeikasgassen en is de zon feller gaan schijnen, zodat de
temperatuur aan het oppervlak aangenaam is gebleven voor het leven.
Hierin zien wij een bewijs van een "gaiaans" regelmechanisme. Het leven
op deze planeet regelt actief de temperatuur en bewerkstelligt hierdoor
een natuurlijk evenwicht.
Zo wandelden we verder over de tijdlijn van het
leven. Louis Pasteur (hij vernietigde de theorie van
"spontane voortplanting"), Jurian Miller (experimenten
in 1952 met "oeratmosfeer), DNA ( ) en RNA ( ), In 1969 werd
in Australie een meteoriet van de planeet Mars gevonden welke vol zat
met organisch materiaal / aminozuren. "Stofwolken" in de ruimte zijn
geanalyseerd, daarin zaten ook aminozuren. Het leven kan dus onder bijna
alle (extreme) omstandigheden plaats vinden: onder de grond- zonder
licht- onder hoge/lage druk- wel/geen zuurstof, etc.
En we besloten de avond in de wetenschap dat de natuurwetten universeel
zijn maar we nog steeds niet weten hoe en waar het leven begon.
Frans
Kint |
 |
21
januari |
De 5 onopgeloste raadsels.
Draait er een dubbelster om onze zon, kunnen
we reizen door de tijd, waar is de antimaterie gebleven, waar is het
water van de planeet Mars gebleven en wat was er voor de Big Bang?
Dat waren de 5 prangende vragen voor deze avond. Hieronder een zeer
korte samenvatting van hetgeen wij vanavond over ons heen kregen.
1) 1 x in de 26 miljoen jaar sterft alles op aarde, deze strikte
regelmaat is terug te vinden in de geologische structuur van onze aarde.
Wat is de oorzaak van deze "Permische uitsterving" waarbij zo'n 90% van
het leven in de oceanen en 80% van het leven op land uitsterft. (Richard
A. Muller= natuurkundige in de VS- heeft in een hypothese (Nemesis
hypothese) gemeld dat er een 26 miljoen jarige cyclus is in het massaal
uitsterven van soorten op Aarde. Volgens deze hypothese zou onze zon een
kleinere ster als begeleider hebben die elke 26 miljoen jaar in de buurt
van de Oortwolk zou komen en daar de baan van kometen zou verstoren,
waarvan een deel op Aarde terecht komt en zo verantwoordelijk zou zijn
voor een uitstervingsgolf. Er zijn nooit directe aanwijzingen voor een
dergelijk object gevonden en de cyclus van 26 miljoen jaar in het
uitsterven van organismen op Aarde staat ter discussie.)
Deze dubbelster zou zijn van de
categorie "Rode dwergster" of " Bruine dwergster". De meeste sterren in
ons melkwegstelsel zijn meervoudig, dus onze zon zou dat ook kunnen zijn
en Nasa zoekt naar deze dubbelster. De elliptische baan van deze
dwergster zou tot ver buiten de v Oortwolk gaan, tot zo'n 2,5 a 3
lichtjaar
15 miljoen jaar geleden was de laatste uitsterving, we hebben dus nog
zo'n 11 miljoen jaar te gaan.
2) Tijdreizen is een geliefd onderwerp in de
sciencefiction, maar ook wetenschappelijk is men er mee bezig.
Serieuze natuurkundigen als Paul Davies en Kip Thorne denken dat
tijdreizen mogelijk is. Bij het denken over tijdreizen ontstaan
vaak paradoxen zoals de 'grootvaderparadox'. Deze kan als volgt
geformuleerd worden: "Als ik terugga in de tijd en ik dood
mijn grootvader, hoe is het dan mogelijk dat ik besta?". De
mogelijkheid van tijdreizen zet dan ook het hele begrip van
causaliteit op zijn kop. Een mogelijke oplossing volgens sommige
kosmologen is dat bij iedere ingreep in een tijdlijn in het
verleden een nieuwe parallelle tijdlijn / een parallelle
universum ontstaat zodat er geen paradox meer is. Ruimte en tijd
zijn aan elkaar "gelinkt".
3) Om direct met de deur in huis te
vallen: het raadsel van de antimaterie is kortgeleden
wetenschappelijk opgelost. Deze boodschap kregen we mee bij de
behandeling van dit onderwerp. Vlak na de oerknal was er een
bijna gelijke hoeveelheid materie / antimaterie. Bijna want als
er net zoveel antimaterie al materie geweest zou zijn dan waren
wij er niet en was er alleen nog maar energie. Als materie in
botsing komt met antimaterie heffen ze elkaar op en komt er
enorm veel energie vrij in de vorm van straling. (Positronannihilatie
is de reactie tussen een elektron en een positron waarbij beide
deeltjes elkaar per paar als het ware "uitwissen" (annihileren),
doordat de massa van de deeltjes volledig wordt omgezet in
gammastraling, een van de hoedanigheden van energie. Per
elektron-positron-paar dat annihileert, komen er twee fotonen
gammastraling vrij. Positronannihilatie wordt toegepast in
materiaalkundig onderzoek met name van polymeren en bij medisch
onderzoek door middel van positronemissietomografie (PET)).
Materie (electron)
en antimaterie (positron) vinden
dus hun toepassing in o.a. de geneeskunde.
4) Mars was een planeet met water..... waar is dat
gebleven? Mars heeft in het "Hesperisch tijdperk" zijn ozonlaag en
magnetisch veld verloren = verlies van de atmosfeer ------- > water wordt door
UV straling gesplitst in waterstof en zuurstof ----- > het waterstof is
weggeblazen de ruimte in. Blijft over de vraag: Waarom? (Hesperisch
tijdperk: 3,0 - 2,5/2,0 miljard jaar geleden. Vernoemd naar de vlakte
Hesperia op het zuidelijk halfrond. Mars droogt op, het oppervlak wordt
stoffiger. Veel water uit het Noachische tijdperk bevriest mogelijk ondergronds.
Rivieren stromen nog maar verdwijnen langzamerhand. Sporadisch smeltwater
veroorzaakt mogelijk inzakkingen en overstromingen. Amazonisch tijdperk: 2,5/2,0
miljard jaar geleden - heden. Vernoemd naar jonge lavavlakte Amazonia Planitia
op het noordelijk halfrond. Minder geologische activiteit: minder vulkanisme en
inslagen. Het oppervlak is droog en stoffig, al stroomt er af en toe vloeistof
(gesmolten ijs) diep tussen de rotsen. Soms komt het aan het oppervlak.)
5) Big Bang = het begin van tijd en ruimte. Vanaf
de eerste seconde van de oerknal weten we al veel af. (Zie
het plaatje bij 8-oktober hier boven) Maar van daar
voor........ nog helemaal niets! De "Kosmische echo's" kunnen geen
informatie geven van voor de oerknal. Onlangs zijn in "staande golven" (t.g.v.de
oerknal) patronen ontdekt. Het "Lisa Project" van
NASA (the Laser Interferometer
Space Antenna, is a joint NASA–ESA mission to observe astrophysical
and cosmological sources of gravitational waves of low frequencies (0.03
mHz to 0.1 Hz, corresponding to oscillation periods of about 10 hours to
10 seconds). This frequency band contains the emission from massive
black-hole binaries that form after galactic mergers; the song of
compact stellar remnants as they slowly spiral to their final fate
in the black holes at the centers of galaxies; the chorus of millions
of compact binaries in our own Galaxy; and possibly the faint
whispers of waves generated shortly after the Big Bang.)
zal mogelijk meer inzicht geven in de ontstaansgeschiedenis van het
heelal.
"We leven in een bijzonder heelal.
Een heel klein beetje meer zwaartekracht, een heel klein beetje meer
antimaterie" -------- >
en ons heelal was er niet!!!!!!!!!!!
Frans Kint
|
De v Oortwolk ver buiten ons
zonnestelsel
De eerste positron waargenomen
NASA: Het Lisa project in de ruimte
Gravity is talking-
Lisa will listen.
|
28
januari |
Naar het eind van het heelal- deel 1
Vanavond het eerste deel van de reis naar "het
einde van het heelal". We reizen vanaf de zon naar het beginpunt van de
"Interstellaire ruimte" en passeren de planeten:
|
Bestemming v/a de zon |
afstand in km |
Beschrijving |
| Mercurius |
57.910.000 =
0,38 AE |
Mercurius kent enorme temperatuurverschillen.
Overdag is de temperatuur 430 graden en `s nachts -180 graden.
De atmosfeer van Mercurius is ijl, 10-12 bar,
en bestaat voornamelijk uit sporen van zuurstofgas, natrium en
waterstofgas. De kern van Mercurius bestaat hoofdzakelijk uit ijzer en
is relatief groot. Rondom de kern bevindt zich een mantel van
zo'n 600 km dik die voornamelijk uit siliciumoxiden bestaat.
De dichtheid is,
ondanks de grote hoeveelheid ijzer, met 5430 kg/m3 iets
kleiner dan die van de Aarde. |
| Venus |
108.208.930=
0,72 AE |
De gemiddelde temperatuur is zo'n 480 °C . Het geel/
oranjekleurige wolkendek draait sneller om de planeet dan zij
zelf draait, waardoor er windsnelheden tot
100 m/s kunnen optreden. De atmosfeer van Venus is zeer dicht en
bestaat voor het overgrote deel (96%) uit koolstofdioxide.
De hoge druk (circa 90 bar),
de hoge temperatuur en de koolstofdioxideconcentratie maken
iedere ons bekende vorm van leven op Venus onmogelijk. In het
centrum ligt een kern van ijzer met
een diameter van
ongeveer 3000 km. Daaromheen bevindt zich een mantel van
gesmolten gesteente. Aan de buitenkant ligt een korst met een
dikte van 50 km. De dichtheid van Venus is bijna gelijk aan die
van de Aarde, nl. 5250 kg/m3. |
| Aarde |
149.597.870
=
1 AE |
Radiometrische dateringen hebben
uitgewezen dat de Aarde 4,57 miljard jaar
geleden is ontstaan en
het leven maximaal 1 miljard jaar daarna. De Aarde bezit een natuurlijke
satelliet, de Maan. De diameter van de Maan bedraagt ongeveer
een kwart van die van de Aarde.
De aantrekkingskracht van de Maan veroorzaakt getijden in
de oceanen, stabiliseert de hellingshoek van de aardas en doet
de rotatiesnelheid van
de planeet langzaam afnemen. |
| Mars |
227.936.640
=
1,52 AE |
De oppervlaktetemperatuur op Mars kan tussen -140 °C (in de
poolwinter) tot 20 °C (in de zomer) variëren. De samenstelling
van de atmosfeer : hoofdzakelijk koolstofdioxide (95%),
aangevuld met stikstof (3%),
het edelgas argon (1,6%)
en verder sporen zuurstof, methaan en water.
Het modelleren van het binnenste van Mars leidt tot de
veronderstelling van een kern met
een straal van
ongeveer 1480 km. Deze kern bestaat uit ijzer aangevuld
met 14-17% zwavel en
kleinere hoeveelheden andere elementen, waaronder nikkel.
|
| Jupiter |
778.412.010
=
5,2 AE |
Jupiter heeft ongeveer de grootste omvang die een planeet kan
bereiken; planeten met meer massa krimpen door de zwaartekracht.
Een ster kan
alleen groter zijn doordat de kernreacties in
de kern een tegendruk uitoefenen die het krimpen voorkomt.
Hoewel Jupiter naar men aanneemt vrijwel geheel uit gas bestaat
heeft hij, in vergelijking met de andere dergelijke planeten in
ons zonnestelsel, de
grootste massa. De massa van Jupiter is zelfs ongeveer 2,5 keer
groter dan de andere zeven planeten samen. Jupiter heeft
minstens 63 natuurlijke
satellieten. De rotsachtige kern van Jupiter,diameter van
14 000 km, bestaat deels uit nikkel-ijzer en
deels uit gesteente, en heeft een temperatuur van 25 000 K. Daar
omheen bevindt zich een ongeveer 40 000 km dikke laag van metallisch
waterstof (90%) en helium (10%).
Door een relatief dunne overgangslaag wordt deze laag gescheiden
van de buitenste laag van vloeibaar moleculair waterstof die een
dikte van 20 000 km heeft waarbij naar binnen toe de temperatuur
en druk toenemen. Behalve waterstof en helium komen in lagere
concentraties
ook methaan, ethaan
en koolstofdioxide voor.
|
Saturnus
De laatste inzichten in het ringensysteem van Saturnus zijn dat
het een stelsel is van talloze minieme, afzonderlijke ringen met
smalle, lege afscheidingen tussen deze ringen. De ringen zijn
gemiddeld slechts zo'n 20 meter dik en bestaan uit ijs en
meteorietstofdeeltjes. Het hele stelsel is concentrisch, wat
veroorzaakt wordt door de vele maantjes van Saturnus, die
zwaartekrachtschommelingen ondergaan en veroorzaken. |
1.426.725.400 =
9,53 |
In het centrum van Saturnus bevindt zich een rotsachtige kern,
daaromheen een mantel van vloeibaar metallisch
waterstof, gevolgd door een laag van moleculairwaterstof. De
temperatuur in de kern bedraagt 12 000 K.
Als gevolg van het Kelvin-Helmholtz
mechanisme straalt
Saturnus meer energie uit dan hij van de zon ontvangt. Deze
energie-uitstraling wordt versterkt door de wrijvingswarmte die
vrijkomt wanneer helium in de mantel tegen waterstof botst. Als
gevolg van zijn snelle rotatie (10h
14m aan de evenaar, 10h 41m op hogere breedtegraden) is Saturnus
naar de polen toe behoorlijk afgeplat en het verschil tussen
diameter tussen de polen en de evenaar bedraagt bijna 10%
(120 536 km vs. 108 728 km). De gemiddelde dichtheid is slechts
0,687 kg/l. Als enige planeet in ons zonnestelsel is
dit kleiner dan de dichtheid van water.
Als je een bak met water zou hebben waar Saturnus in zou passen,
zou de planeet blijven drijven. |
| Uranus |
2.870.972.200 =
19,19 AE |
Uranus vertoont grote overeenkomsten met de kern van
Jupiter en Saturnus.
Het
grote verschil met deze planeten is de afwezigheid van een
omringende mantel van metallisch waterstof. De kern bestaat
vermoedelijk uit nikkelijzer en silicaten met daaromheen een
mantel van water, methaan, ammoniak en waarschijnlijk nog enkele
losse elementen. Aan de buitenkant bevindt zich een laag van
vloeibaar waterstof, helium en methaan, welke stoffen naar het
oppervlak toe steeds meer gasvormig worden. Het magnetisch veld
van Uranus wordt gevormd door de aanwezigheid van hoog
geleidende deeltjes diep in de vloeibare mantel van de planeet.
De voor Uranus karakteristieke cyaan tot
blauwe kleur wordt veroorzaakt door de atmosfeer die relatief
veel methaan (2,3%) bevat. Dat absorbeert rode en oranje
golflengtes uit het zonlicht maar het weerkaatst blauw en groen.
In de hogere lagen van de atmosfeer komen stormen voor waarbij
de windsnelheid op kan lopen tot 720 km/u. |
| Neptunus |
4.498.252.900 =
30,06 AE |
De opbouw van de ijsreus Neptunus
vertoont veel overeenkomsten met die van Uranus.
De kern bestaat uit (gesmolten) metaal en rots en daaromheen
bevindt zich een mantel van gesteente, water,ammoniak en methaan.
Naar buiten toe wordt de mantel steeds vloeibaarder en gaat
uiteindelijk geleidelijk over in de atmosfeer. Op grotere
hoogten bestaat de atmosfeer van
Neptunus vrijwel volledig uit waterstof en helium.
Lager wordt er ook methaan, ammoniak en water aangetroffen. De
relatief hoge concentratie methaan in de lagere atmosfeer
veroorzaakt de voor Neptunus karakteristieke blauwe kleur. |
| Pluto, en overige
"dwergplaneten". |
5.906.800.000 =
39,49 AE |
Traditioneel
werden tot ons zonnestelsel negen planeten gerekend. In de jaren
'90 van de 20e eeuw werd ontdekt dat de toenmalige negende
planeet, Pluto,
slechts één van vele soortgelijke objecten in de Kuipergordel was.
Naarmate steeds grotere objecten ontdekt werden, zoals Quaoar en Varuna kwam
het klassieke aantal van negen planeten onder druk te staan. Met
de ontdekking van de nog veel grotere Eris was
een nieuwe definitie van planeet noodzakelijk. Volgens de nieuwe
definitie wordt Pluto
nu een dwergplaneet genoemd
en telt ons zonnestelsel acht planeten. |
Tussen Neptunes en Pluto passeren we de
Kuipergordel, die tot ver voorbij Pluto komt, op zo'n
50 AE. afstand van onze zon. Pluto draai in zo'n 248 jaar zijn rondje om
de zon en na Pluto krijgen we dus diverse "ijsblokken /
ijsdwergen". Daarna krijgen we de "Oortwolk" vanaf zo'n 3.000 AE tot
zo'n 100.000 AE alwaar we bij de poort zijn aangekomen van de
Interstellaire ruimte. De eerstvolgende ster-
Proxima Centauri - staat op
zo'n 266.241 AE = 4,2 lichtjaar. Maar daar gaan we volgende week
naar toe.
Frans Kint |
Ons zonnestelsel
(dubbelklikken voor vergroting)
.jpg)
Natuurgetrouwe kleurenweergave van Saturnus, samengesteld
uit een reeks van foto's gemaakt door de ruimtesonde Cassini-Huygens
Viking Marslander
Voyager 2
Route Voyager 2
De
33 jaar oude Voyager die zich nu op ruim 14 miljard kilometer (
14.000.000.000 km = 93,6 AE) bevindt stuurde signalen naar de aarde die
niet te decoderen waren. De Voyager werkte naar eigen zeggen nog goed.
Nasa heeft het probleem inmiddels verholpen. Makkelijk was dat niet
aangezien een commando vanaf de aarde er 13 uur over doet om de Voyager
te bereiken. Nadat de Voyager drie weken in "spaarstand" heeft gestaan
bleek de oorzaak in het computer geheugen te zitten. Een enkel bitje was
spontaan van 0 naar 1 gesprongen. Nasa heeft de computer van de sonde
gereset en de sonde lijkt nu weer naar behoren te werken.
Pluto en zijn 3
bekende manen |
4
februari |
Naar het eind van het heelal- deel 2
We vervolgen onze reis in ons melkwegstelsel
(Als we de Melkweg van opzij zouden
kunnen zien, zou zij eruitzien als een schotel (de galactische schijf)
met een verdikte kern (de centrale verdikking). De Melkweg is, volgens
recente schattingen, samengesteld uit zo'n 400 miljard sterren, waarvan
het grootste deel zich in de schijf bevindt. In het centrum van de
Melkweg bevindt zich hoogstwaarschijnlijk een supermassief zwart gat,
Sagittarius A.
De
galactische schijf wordt gevormd door diverse spiraalarmen, plaatsen
waar de dichtheid van sterren (en vooral die van jonge, lichtkrachtige
sterren) groter is dan elders. De Melkweg heeft vier hoofdarmen en
minimaal twee kleine armen. De vier hoofdarmen zijn de Sagittariusarm,
de Perseusarm, de Cygnusarm en de Centaurusarm. Ons zonnestelsel bevindt
zich in een van de kleinere armen, de Orionarm. De armen bestaan uit
stofwolken, nevels, jonge en oude sterren.)
De eerste (radio) signalen welke wij de
ruimte in stuurden zijn op dit moment niet verder gekomen dan zo'n 100
lichtjaar. Daar voorbij is het, wat "aardse signalen" betreft, doodse
stilte. De radiosignalen van de Olympische spelen in 1938 zijn nu zo'n
36 LJ ver.
In onderstaand overzicht de verder opbouw van ons heelal.
|
Naam |
Afstand t.o.v de aarde of grootte in lichtjaren (LJ) |
| Melkwegstelsel |
100.000 LJ groot |
| Krabnevel M1 |
6.500 LJ |
| Magelhaense
wolken |
190.000 LJ |
| Lokale cluster groep |
10 miljoen LJ groot |
|
Andromedastelsel M31 |
2,7 miljoen LJ |
| Driehoeknevel |
3 miljoen LJ |
| Virgo- en Canes
Venaticiwolk = Lokale supercluster |
250 miljoen LJ groot |
| De grote muur |
500 miljoen LJ groot |
| Grote Sloanmuur |
> 500 miljoen LJ groot |
| Begin ---- > Big bang |
13,7 miljard LJ |
De Krabnevel, ook bekend als M1,
is een nevel in het sterrenbeeld Stier (Taurus) die ontstaan is door een
supernova. De supernova werd waargenomen op 4 juli 1054 door Chinese
astronomen, zowat de vroegste melding van een supernova. In het midden
van de nevel staat een fel schijnende neutronenster. De neutronenster
draait ongeveer 30 keer per seconde om zijn as, de ster is een pulsar.
Op de grens van ons melkwegstelsel
aangekomen krijgen we zicht op de "Magelhaense wolken" en
maken we een sprong in de diepte van het heelal. Onze melkweg is een
onderdeel van de zogenoemde Lokale Groep van ongeveer 30
stelsels, waartoe ook het "Andromedastelsel" M31 en de "Driehoeknevel"
M33 behoren. Deze Lokale groep is weer een onderdeel van de
"Canes Venaticiwolk", een "super cluster".
De Canes Venaticiwolk maakt samen met de Virgocluster en enkele
andere clusters deel uit van de Virgosupercluster of Lokale
Supercluster, die meer dan 10.000 melkwegstelsels bevat. De Lokale Groep
bevindt zich aan de rand van deze supercluster en beweegt zich momenteel
van het centrum af, hoewel de vluchtsnelheid afneemt ten gevolge van de
aantrekking door het centrum. De Virgosupercluster als geheel wordt
versneld in de richting van de Grote muur, een enorme, in 1986
ontdekte onzichtbare massa in het sterrenbeeld Norma. De
Lokale Supercluster maakt deel uit van deze Grote Muur, ontdekt in 1989,
een aaneenrijging van talrijke superclusters, onder andere de Coma-
en Hercules-superclusters. Naast de Grote Muur zijn er nog andere
“muren” (waaronder de Grote Sloane-Muur). De superclusters en
muren vormen een draderig netwerk van filamenten, waartussen zich enorme
superholtes bevinden.
De ruimte is een bijna volmaakt vacuüm. (Er is
duidelijk verschil in het vacuüm van buiten de aardse dampkring, de
interstellaire ruimte en de intergalactische ruimte, tussen de
sterrenstelsels.). De Big Bang theorie is door wetenschappers
algemeen aanvaard en verder terug dan de Big Bang is toekomst muziek.
Een eerste stap daarin is gezet op basis van"staande straling", zie
verslag 21 januari. Hier eindigde onze reis naar het einde van het
heelal, naar het begin van alles.
|
Geobserveerde en geëxtrapoleerde
structuur van de spiraalarmen in onze melkweg.
De krabnevel
Op basis van een groot hemelmozaïek dat is
samengesteld, hebben NASA en ESA een drie minuten durende IMAX-film
laten maken die een driedimensionale voorstelling van het heelal laat
zien. |
11
februari |
Ontstaan van het heelal --- > wel of geen God
Op de meetlat van "niets weten - alles weten" is de
wetenschap is al aardig ver gevorderd met het beantwoorden van de vraag
"hoe / wanneer is het gegaan " .......... maar op die zelfde meetlat
betreffende de vraag "waarom is het zo gegaan" staan we nog helemaal aan
het begin, dat is nog een groot mysterie. Met deze filosofische stelling
gingen we deze avond van start.
Singulariteit (Een singulariteit
is in de kosmologie een punt met een oneindig klein volume en een
oneindige grote dichtheid. De ruimte-tijd is hier zo sterk gekromd, dat
ruimte en tijd feitelijk ophouden te bestaan. Dit heeft onder meer tot
gevolg dat ook de in de gewone natuurkunde geldende wetten in een
singulariteit niet meer geldig zijn. Wellicht vinden er in
of in de buurt van een singulariteit allerlei processen plaats die in de
huidige exacte wetenschap nog onbekend zijn. Volgens de oerknaltheorie
is het hele heelal ontstaan uit een zeer klein punt, dat in de buurt van
een singulariteit kwam. Een echte singulariteit was dit echter
(vermoedelijk) niet. De algemene relativiteitstheorie veronderstelt
verder voor het huidige heelal minstens twee soorten singulariteiten:
het centrum van een zwarte gaten en zogeheten naakte singulariteiten,
dat wil zeggen de zichtbare tegenhangers van zwarte gaten (zonder
gebeurtenissenhorizon). Van het bestaan van dit laatste verschijnsel is
men niet geheel overtuigd, maar er zijn sterke aanwijzingen dat er
behalve zwarte gaten inderdaad ook naakte singulariteiten bestaan.)
geeft totaal geen informatie, als we het over "voor" de Big bang hebben.
Met gebruikmaking van het elektromagnetisch spectrum komen we niet
verder dan zo'n 379.000 jaar na de Big Bang. Dan stuiten we op de z.g.
"rode waas" waar elektromagnetische straling niet doorheen komt. De
klassieke mechanica heeft heel andere wetten dan de kwantummechanica. (Kwantummechanica is een natuurkundige theorie
die het gedrag van materie en energie met interacties van kwanta op
atomaire en subatomaire schaal beschrijft. De ontwikkeling ervan sinds
het begin van de 20e eeuw kan, samen met die van de
relativiteitstheorie, beschouwd worden als de overgang van de klassieke
natuurkunde naar de moderne natuurkunde)
en de "wet op het behoudt van energie" wordt soms
geschonden: "kwantumschaduw" heet dat. Wiskundig kan er niet
"maar één heelal" zijn, de kans daarop is
10-120
(ook
wiskundig bepaald, heel klein dus)
Er zijn dan ook ontzettend veel
vragen, zoals:
* Waar komen de 4 natuurwetten (gravitatiekracht-
kleine kernkracht- grote kernkracht en
elektromagnetischekracht) vandaan? En dan ook nog in
de juiste verhoudingen, want alleen in deze
verhouding kan
het heelal bestaan.
* Waarom "moeten" er universele constanten zijn, zoals de Hubble
constante en de Planck constante
* Waarom is b.v. "proton 1800" zwaarder dan een elektron en waarom staan
deze in perfecte verhouding tot elkaar
Waarom is dit alles zo ontworpen en door wie of wat? Zijn er soms
meerdere universums?
Aan de meningsverschillen ligt een
volstrekt andere vraagstelling ten grondslag. Religie gaat over
zingeving van het menselijk bestaan en de verhouding tussen God
en mens, terwijl in de natuurwetenschappen de wetmatigheden van
de materie centraal staan. Het wel of niet aanvaarden van een
schepper in een werkhypothese voor biologie of
natuurwetenschappelijke kosmologie gaat volgens hen voorbij aan
de vraag naar de zin van het zijn (ontologie, zijnsorde,
teleologie, eschatologie) en naar het onderscheid tussen het
zijn en het niets. Zowel de oerknaltheorie als de
"beginloosheid" van de materie (van Stephen Hawking) geven geen
antwoord op de vraag waarom materie überhaupt existeert. Om deze
redenen menen de meeste westerse godsdiensten dat de
natuurwetenschappen het bestaan van God bevestigen noch
ontkennen. Anderzijds meent slechts een enkele
natuurwetenschapper dat de natuurwetenschap iets zinnigs te
melden heeft over het bestaan van een God. In de woorden van de
evolutiebioloog Stephen Jay Gould zijn religie en
natuurwetenschap Non Overlapping Magisteria. Tot slot een
uitspraak van Stephen Hawking:
“The
question is: is the way the universe began chosen by God for
reasons we can't understand, or was it determined by a law of
science? I believe the second." Hij
voegt er aan toe, "Because
there is a law such as gravity, the Universe can and will create
itself from nothing.”
F.K. |
Een foto van de achtergrondstraling
379 000 jaar na de oerknal, gemaakt door het WMAP-team van de NASA.
Het heelal blijkt voor slechts
4 procent uit atomen te bestaan, materie zoals wij die kennen.
De rest wordt gevormd door onbekende koude donkere materie (23%)
en donkere energie (73%). Dit is vastgesteld uit waarnemingen
met behulp van de WMAP-satelliet in 2003. Waaruit die donkere
materie en donkere energie bestaan is nog onbekend.
Bron: Wikipedia
|
| 4
maart |
De grote structuren van
het universum.
Als voorbeeld: ons zonnestelsel is 100 miljoen x 1 miljard keer kleiner dan
de grootste structuur
(het kosmische web) in het heelal. Het wordt
vanavond dus groot en wild.
Superclusters zijn zo'n 2 miljard jaar na de Big Bang ontstaan.
Een supercluster is een groepering van clusters van sterrenstelsels.
Tussen de superclusters bevinden zich grote ruimten waarin zich vrijwel
geen sterrenstelsels bevinden, de superholtes. De Lokale Supercluster
omvat meer dan tienduizend sterrenstelsels waaronder onze melkweg. Hij
is enigszins afgeplat en ongeveer 150 miljoen lichtjaar lang. Deze
Lokale Supercluster is maar één van de vele. De buren zijn onder meer de
Perseus-, Pavo-, Indus- en Hydra-Centaurus-superclusters.
I n het centrum van onze Melkweg bevindt
zich naar alle waarschijnlijkheid een zwart gat: Sagittarius A*.
De massa hiervan kan bepaald worden door de banen van sterren te
bestuderen die zich in de buurt van het centrum van de Melkweg
bevinden. Hij wordt geschat op circa 3,7 miljoen zonsmassa's. Er
zijn stellaire zwartegaten die zo'n 100 miljoen x onze zonmassa
groot zijn. Dit zijn nog relatieve kleine zwartegaten. Er zijn
zwarte gaten die wel 10 miljard x onze zonmassa groot zijn.
Het ging verder over "zeepbellen", "pannenkoeken" en "slierten"
om uiteindelijk te eindigen met de structuur ook wel "voronoi
testallatie" genoemd. Het kosmische web is een wel heel grote
structuur waar men langzamerhand wat meer van gaan waarnemen en
daarmee beter gaan begrijpen.
Het "Lisa Satelliet Project" kan daar in de toekomst een grote
bijdrage aan leveren. (LISA ( Laser
Interferometer Space Antenna) is een zwaartekrachtgolven
detector dat zich in de ruimte moet gaan bevinden. Het systeem
wordt gebouwd in een samenwerkingsverband tussen de ESA en de
NASA en staat gepland om gelanceerd te worden in 2019. Het
bestaat uit drie satellieten op onderlinge afstanden van vijf
miljoen kilometer. Door nauwkeurig de afstand te meten tussen de
satellieten is het mogelijk zwaartekrachtgolven te detecteren in
de frequentieband tussen de 0,03 mHz (milliHertz) en 100 mHz.
Het voordeel van het plaatsen van dit instrument in de ruimte
ten opzichte van plaatsing op de aarde is dat er in de ruimte
minder storende invloeden zullen zijn, zoals voorbijrijdend
verkeer of de invloed van de maan. En daarnaast is het
natuurlijk praktisch onmogelijk om een dergelijk groot
instrument - een driehoek met lengte 5 miljoen kilometer - op
een aarde van maar 40.000 kilometer onder te brengen. De kosten
van het project bedragen ongeveer 1 miljard euro.)
Met de uitleg over de "Lyman Alpha
nevels" (Lyman
Alpha Blobs zijn driedimensionale netwerkachtige
structuren, waarin sterrenstelsels tot viermaal dichter
op elkaar gedrukt zijn dan gebruikelijk. Ze hebben een
omvang tot aan ongeveer 200 miljoen lichtjaren. Hun
historie zou teruglopen tot minder dan 2 miljard jaar na
de oerknal (in 2009 werd Lyman-alpha blob Himiko
ontdekt; 12,9 miljard jaar oud; 800 miljoen jaar na de
oerknal), waarna ze als een soort gasblazen zijn
gegroeid. Dat zou tot een herschrijving van de eerste
geschiedenis van het heelal leiden. Het is ook mogelijk
dat de klonten restanten zijn van hele vroege
supernova's.) besloten we deze
interessante avond.
|
Simulatie van het kosmisch web.
Clusters van melkwegstelsels ontwikkelen zich op de knooppunten van het
web, daar waar de dichtheid te hoogst is.
bron: Springel et al., Virgo Consortium.
Artistieke impressie van de drie
LISA satellieten |
| 15
april |
Lezing
Gravitatie 15 april
Gravitatie, is universeel en heeft invloed op alle deeltjes.
Gravitatie, is dé grote organisator geweest bij het ontstaan van het
heelal.
Gravitatie, is de meest raadselachtige natuurkracht: Je hebt er
altijd mee
te maken, op onze aarde maar ook in het heelal.
Gravitatie, wordt opgewekt door grote objecten en is de “kosmische lijm”
in het heelal.
Dat
waren een aantal stellingen waarmee deze lezing van start ging.
De
gravitatiewet van Newton geeft de aantrekkingskracht tussen twee
puntmassa's, maar geldt ook voor homogene bolvormige lichamen. Bij de
aarde moeten we ermee rekening houden dat deze van binnen niet homogeen
is (de massa is niet overal gelijkmatig verspreid).
Dat is één van de oorzaken dat de
zwaartekracht op sommige plaatsen op het aardoppervlak groter kan zijn
dan op andere, bijvoorbeeld door aanwezigheid van zwaardere
steensoorten.
Daarnaast zorgt de rotatie van de
aarde om haar as ervoor dat op voorwerpen op aarde naast de
zwaartekracht ook een middelpuntvliedende kracht werkt, min of meer
tegen de richting van de zwaartekracht in. Hoe verder van de aardas af,
hoe groter deze middelpuntvliedende kracht. Op de evenaar is deze kracht
het grootst, aan de polen is ze nul. De gemeten zwaartekracht is daarom
op hogere breedtegraden groter dan op lagere.
Ten derde is de vorm van de aarde
niet zuiver rond maar - onder invloed van de rotatie - bij de polen heel
licht afgeplat. De aarde heeft de vorm van een sferoïde. Dat betekent
dat men zich op de polen ongeveer 21 km dichter bij het centrum van de
aarde bevindt dan op de evenaar, wat de zwaartekracht op de polen iets
groter maakt.
De ruimte is plooibaar, de baan van een
planeet wordt gevormd door de ruimtekromming. Maar ook de zon, het
melkwegstelsel veroorzaken een ruimtekromming. Gravitatie vervormt dus
de ruimtetijd.
Gravitatiegolven gaan met de lichtsnelheid door de ruimte en veroorzaken
daardoor een “ruimtetijd kromming”. Het “Lisa project” gaat in de
toekomst deze gravitatiegolven registreren.(
LISA - Laser Interferometer Space Antenna – zie ook het verslag van 4
maart, hier boven.)
De nauwkeurigheid van deze registratie is enorm, 1/1000 deel van een
foton. (Fotonen=
"lichtdeeltjes" zijn een verschijningsvorm van elektromagnetische
straling,
Fotonen kunnen binnen een atoom ontstaan als een elektron naar een
lagere energietoestand terugvalt en de vrijkomende energie uitzendt in
de vorm van een foton.)
De verwachting, de hoop, is dan dat men doormiddel van deze registratie
dichter bij het ontstaan van de Big Bang kan komen. Waar de
elektromagnetische straling niet doorheen kan komen (De
“rode waas” , ligt op zo’n 379.000 jaar na de Big Bang)
kan de gravitatiegolf wel doorheen en dan tot het ontstaan van de Big
Bang doordringen.
F.K. |
Valversnelling in Nederland
Als je met een lift
dwars door de aarde zou gaan bouw je maximale valsnelheid op tot het
midden van de aarde. Daarna neemt de snelheid weer af tot 0 bij het
oppervlakte van de aarde. Je "valt" dus niet door.
42 minuten duurt dat en dat geldt voor elke lijn / schacht die je door
de aarde trekt. Van New York naar Amsterdam of van Johannesburg naar
Moskou. |
| |
|
|
