5

10 Raadsels van het heelalU heeft zich misschien wel eens afgevraagd: „Wat doen al die astronomen (vele honderden) nu dag (envooral ook “s-nachts) op die talloze observatoria, verspreid over de gehele aardbol ?” Ja, de telescopenworden steeds groter en beter, dus zullen ze alles wel wat groter en beter gaan zien, maar iets nieuws ?Eind 19e eeuw dacht men er ook zo over, men 'wist' nu alles wel zo'n beetje. Nu, dat bleek dus helemaalniet zo te zijn, vooral ook door Einstein met zijn twee relativiteitstheorieën.Alle z.g. vaststaande waarden, zoals energie, massa, afstand en tijd bleken op 'losse schroeven' te staan.Er zijn nog steeds raadsels op te lossen. In het aprilnummer van het belangwekkende populair-wetenschappelijk tijdschrift 'Wetenschap in beeld' werd hier uitgebreid aandacht aan besteed.Aan de hand daarvan zullen we deze 'raadsels' eens gaan doornemen.In de voorafgaande Vesta's zijn deze 'raadsels' al eerder (gedeeltelijk) behandeld, maar omdat niet iedereenal vanaf 1986 (vanaf dat jaar werden bovengenoemde onderwerpen in Vesta besproken) donateur was,zullen we, voorzover nodig nog eens in het kort resumeren wat hierover al verschenen is.

De OERKNALDe oerknal is in de Vesta's 28 t/m 37 behandeld. Een samenvatting:13,7 miljard jaar geleden is het heelal ontstaan uit een enorme explosie vanuit een punt (een z.g.singulariteit) die zich razendsnel uitbreidde, aanvankelijk met snelheden, groter dan het licht.N.a.v. de theorie van het uitdijend heelal heeft men terug kunnen redeneren tot 10-43 s. (een 0, 43 nullen 1) na het allereerste begin.

I Tussen t=0 en t=0,01: Het heelal bestaat uit een 'oersoep' van (zeer energierijke) fotonen, neutronen,neutrino's en paren deeltjes materie en antimaterie (identiek maar tegengestelde lading): elektronen (lading-e) en positronen (lading +e), protonen(+e) en antiprotonen(-e).Er zijn twee processen: botsingen tussen materie- en antimateriedeeltjes waarbij beide verdwijnen(annihilatie) en worden omgezet in een (zeer energierijk) foton en fotonen die (weer) omgezet worden ineen materie en zijn antimaterie deeltje (paarvorming).Paarvorming kan alleen plaats vinden indien het foton voldoende energie heeft.Deze uitdijing ging gepaard met afkoeling. Als de tijd een factor honderd meer werd, dan daalde detemperatuur met factor 10. Na 0,01s was de temperatuur 1011 Kelvin, na 10 s 1010 K.De temperatuur is een maatstaf voor de energie van de fotonen. Is de temperatuur een factor 10 lager, danis de energie van een foton ook een factor 10 lager.

II Tijd tussen t=0,01s en 0,1 s na het begin van de oerknal:Er worden nog wel elektronen en positronen uit een foton gevormd, maar de temperatuur is nu te laag(fotonen hebben te weinig energie) voor paarvorming tot protonen en antiprotonen

III Na 0,1 s worden er ook geen elektronen en positronen meer uit fotonen gevormd.Er vindt dus geen paarvorming meer plaats.

Raadsel 1: Wat was er vóór de oerknal ?In Vesta nr 74 (2004, pag. 7) is hierop ingegaan: geen zinnige vraag, zoiets als: wat is er ten noorden vande noordpool. Ruimte en tijd zijn onlosmakelijk aan elkaar gekoppeld: geen ruimte , geen tijd.Een nogal onbevredigend antwoord. De Britse wis- en natuurkundige Robert Penrose opperde demogelijkheid dat ons heelal niet het eerste en enige behoefde te zijn, dus ook voor de oerknal konden erheelallen geweest zijn. Nog in 2010 beweerde hij een bewijs voor zijn theorie te hebben gevonden.Hij zag cirkelvormige patronen in kaarten van de komische achtergrondstraling die veroorzaakt zouden zijndoor botsingen tussen superzware zwarte gaten in een eerder heelal ! [Nu is Penrose niet bepaald deminste, met Stephen Hawking publiceerde hij in 1996 'De aard van ruimte en tijd'].Deze redenering is echter zeer speculatief: in de lege ruimte zouden er voortdurend universa ontstaan, onsheelal is slechts een van de (misschien wel oneindig) vele. Tja, zelf vind ik dit slechts het verschuiven vaneen probleem, zo kun je altijd wel een (wezenlijk) probleem 'oplossen' !Maar ...in oktober vorig jaar veegde de Canadese astronoom de bewering van Penrose van tafel: Defluctuaties op de kaarten waren zo gering, dat je altijd wel een cirkel met een bepaalde straal kunt vinden !(Beekman NRC 15-2011).

Raadsel 2: Waarom is het heelal niet meteen verdwenen ?Zouden de aantallen materie en antimaterie precies gelijk aan elkaar geweest zijn, dan zou dus alle materieen antimaterie verdwenen zijn. Slechts fotonen zouden er dan over blijven.Op elke miljard antimateriedeeltjes waren er echter éénmiljard +1 materiedeeltjes.Dankzij deze onbalans bestaan wij dus (en met ons het gehele heelal) !Deze onbalans is een breuk met wat wij in jargon de CP symmetrie noemen.Jaren lang heeft men geprobeerd deze onbalans te verklaren en ook experimenteel aan te tonen.Pas in 2010 is dit gelukt. In dat jaar heeft het Fermilab in de VS proeven gedaan waarbij bij paarvorming1% meer muonen dan antimuonen werden gevormd.

6

IV Tussen 14s en 226s (de eerste 3 minuten ) worden er t.g.v. kernreacties uit 2 protonen en 2 neutronen, He-kernen gevormd. Het heelal bestaat nu dus uit fotonen, protonen en He-kernen.

V Na de eerste 3 minuten gebeurt er tot ± 200 miljoen jaar (na de oerknal) weinig schokkends.Ja, het heelal blijft uitdijen, de temperatuur en de energie van de fotonen blijven dalen.

Na de eerste 3 minuten verenigden de kernen van H en He kernen zich met elektronen tot (neutrale)atomen, waardoor de fotonen verstrooid werden. Het heelal wordt ondoorzichtig, er treedt en soort'kosmische mist op.Raadsel 3: Hoe kwam de materie bijeen in stelsels ?Uit de aanwezige atomen H en He vormden zich de eerste generatie sterren (die dus uitsluitend waterstofen He bevatten).De -tot nu toe- verste stelsels, 13,1 miljard lichtjaar ver, bevatten sterren die al 500 miljoen jaar oud waren,dus werden ze gevormd toen het heelal nog maar 200 miljoen jaar oud was.De vorming van sterstelsels met hun sterren kon echter alleen maar plaatsvinden indien het heelal nietexact homogeen was. Dit is gebleken uit zeer precieze waarnemingen aan de z.g. achtergrondstraling.Voor het niet volkomen homogeen zijn zouden kwantumfluctuaties van de oerknal zelf een verklaringkunnen zijn. Het aannemen van donkere materie kan ook een oorzaak geweest zijn.Uit de aanvankelijke kleine stelsels hebben zich, door botsingen tussen stelsels onderling, grotere stelselsgevormd.

Raadsel 4: Wat 'zit' er in het heelal ?Uiteraard materie welke wij, al of niet direct, kunnen waarnemen. Uit metingen aan banen en snelhedenvan sterren en stelsels bleek de 'aantoonbare' massa niet voldoende te zijn deze te kunnen verklaren.Er moet dus meer -niet aan te tonen- massa zijn. Deze massa noemde men de 'missing mass' , of (nu) ookwel donkere materie. (Zie Vest 39 pag. 15-17 en Vesta 74 pag. 6).De uitdijingsnelheid van het heelal zou in feite, onder invloed van gravitationele krachten, moetenafnemen. Maar het heelal bleek zich juist versnèld uit te zetten !Om deze versnelde uitdijing te kunnen 'te verklaren' heeft men de z.g. 'donkere energie' in het levengeroepen. (Zie Vesta 74 pag. 6).Maar wat die donkere materie en die donkere energie wel mag zijn, daar heeft men -tot nu toe- geen flauwenotie van !De aantoonbare massa van het heelal bedraagt slechts 4,6%,. De overige 95,4% bestaat uit donkere materie(23,2%) en donkere energie(72,1%). [NB wegens afronding is de som niet precies [100%]

Raadsel 5: Hoeveel dimensies zijn er ?Zie hierover Vesta 62 pag. 5- en 6. Een korte samenvatting daarvan:We kennen uiteraard de drie dimensies voor ruimte en een dimensie voor de tijd, totaal vier dimensies.Er is echter een nog niet opgelost probleem, n.l. het in een theorie verenigen van alle bekende krachten teweten:De elektromagnetische kracht, de zwakke wisselwerking (verantwoordelijk voor de radioactiviteit), desterke wisselwerking (de kracht die de deeltjes in de atoomkern, de protonen en de neutronen bij elkaarhoudt) en de zwaartekracht (de krachtwerking tussen massadeeltjes).De eerste drie krachten zijn nu in een theorie, de z.g. G.U.T (Grand Unified Theorie) samengebracht.Helaas is het tot nu toe nog niet gelukt daarin ook de zwaartekracht onder te brengen.De zwaartekracht, samengevat in de Algemene Relativiteitstheorie van Einstein (de A.R.T.) bleekonverenigbaar met de z.g. kwantumtheorie (de theorie van de elementairdeeltjes).Al jaren lang breken de knapste theoretisch fysici zich het hoofd erover. Ze hebben de z.g. snarentheorieopgesteld: hierin wordt onderscheid gemaakt tussen twee klassen van deeltjes: de materiedeeltjes (waarvanquarks en elektronen de belangrijkste zijn) en de krachtvoerende deeltjes: fotonen en voor het overbrengenvan de zwaartekracht de z.g. gravitonen (Zie hierover ook Vesta 57 pag. 16 en 17).In de snaartheorie worden (elementaire) deeltjes niet opgevat als punten maar als snaren. Er zijn opensnaren met twee uiteinden en gesloten snaren, als lussen. De snaartheorie kent totaal 11(!) dimensies, naastde vier bekende dus nog 7 andere dimensies. Deze snaartheorie is dermate speculatief en (heel) moeilijk(voor leken althans) te begrijpen, dat we hier (op dit moment) niet verder op in zullen gaan. (Zie voorsnaartheorie Vesta 62 pag. 6).

Raadsel 6: Kan iets uit een zwart gat komen ?Zwarte gaten zijn al in de Vesta's 51, 53 en 58 ter sprake gekomen.Een zwart gat is een onvoorstelbaar grote massa, samengebald in een punt (z.g. singulariteit) waarbij,binnen een bepaalde afstand tot dat punt, de z.g. waarnemingshorizon, de zwaartekracht zo sterk is datniets eruit kan ontsnappen; dus ook geen licht. Men kan een zwart gat dan ook niet 'zien'. Er zijn driecategorieën zwarte gaten:

I Met zeer grote massa, deze bevinden zich in de kern van sterrenstelsels. Deze heeft een massa van velemiljarden sterren (zoals onze zon). Ze kunnen veel materie uit hun (directe) omgeving opslurpen waarbijeen intens lichtschijnsel wordt afgegeven (z.g. quasar).

7

Figuur 1.

II Dan is er een 'middenklasse' met een massa , vergelijkbaar met onze zon, welke kan ontstaan bij deexplosie van een superzware ster. Er ontstaat een super- of hypernova. (Zie Vesta 77 pag. 7)

III De laatste categorie heeft een (veel) kleinere massa.In Vesta 58 wordt uitgelegd hoe zwarte gaten toch kunnen 'stralen': In de directe omgeving rond het zwartegat (dus buiten waarnemingshorizon) vormen zich paren virtuele deeltjes, bestaande uit een materie- en eenantimateriedeeltje (met negatieve massa). De deeltjes met negatieve massa/energie duiken weer in hetzwarte gat, het andere deeltje is onderdeel van de straling, de z.g. Hawking straling (die dus niet uit hetzwarte gat maar uit de directe omgevingdaaromheen komt). Doordat het zwarte gat nu deeltjes met negatieve massa opneemt zal het zwarte gat (opden duur) kunnen 'verdampen'.Het bestaan van zwarte gaten volgt direct uit de relativiteitstheorie van Einstein, de singulariteit is echterniet verenigbaar met de kwantummechanica. We blijven dus wel met een probleem zitten.

Raadsel 7 Zijn er universele natuurwetten ?Raadsel 8 Wat is er buiten het heelal ??Deze problemen hangen ten nauwste samen met probleem 5. Indien er meerdere heelallen mogelijk zoudenzijn (zie Vesta 83 pag. 7), volgens de snaartheorie misschien wel 10500 (een 1 met 500 nullen) dan kan elkheelal zijn eigen natuurwetten hebben en buiten ons heelal dus vele andere heelallen..

Raadsel 10. Hoe loopt het allemaal af ?Hier is in Vesta 74 pag. 8 al aandacht aan besteed.Ten gevolge van donkere energie (waaruit ruim 72% van het heelal bestaat) blijft ons heelal zichvoortdurend uitzetten. Uiteindelijk zullen, in een pikdonker heelal, alle sterren 'uitgestorven' zijn en dezwarte gaten verdampt.Maar in feite is dit voor ons geen echt probleem. De situatie, hierboven geschetst, zal pas plaats vinden alsons heelal meer dan quadriljard (1 met 33 nullen !) jaar oud zal zijn !N.B.: In 1948 kwam Hoyle met de theorie dat het heelal er altijd geweest is en er altijd zal blijven. Ditwerd de 'steady state' genoemd: Het heelal is er altijd geweest en zal er altijd blijven. Bij de uitdijing wordter steeds nieuwe materie gevormd zodat de dichtheid constant blijft. In 1950 stonden beide theorieën bijnaeven sterk, maar nu is (bijna) elk zinnig astronoom overtuigd van de oerknaltheorie.

Raadsel 9. Is leven op meer plekken ontstaan ?Dit is in feite het grootste (echte) probleem waarmee astronomenworstelen. Alhoewel een eeuw geleden hierover nog nooit echt serieus isnagedacht.Over het begrip LEVEN (in de meest uitgebreide zin van het woord) is indiverse Vesta's al gerept. We zullen hieronder alles nog eens 'op een rijtje'zetten.

I De evolutie van het leven op aarde, te beginnen met eencelligen, ontstaantoen aarde nog maar 500 miljoen jaar oud was. Zie vesta 78 pag. 5 t/m 8

II Hoe is het eerste leven op aarde ontstaan ? Zie Vesta 81 pag. 4 t/m 10.Dit is nu echt een vraag, waarop nog geen eenduidig antwoord isverkregen. Sommigen denken aan de mogelijkheid dat, via een (ofmeerdere) inslagen het eerste leven buitenaardse oorsprong had. Dit iszeer speculatief en lost de vraag niet op maar verschuift het alleenmaar.(figuur 1)

III Is er in ons zonnestelsel leven (geweest) ? Zie Vesta 82 pag. 4 en 5.Uiteraard moeten we dit zoeken op hemellichamen die in principe levenzou kunnen bevatten. Mercurius en Venus (beide te heet) en de z.g.gasplaneten Jupiter, Saturnus en Uranus. Neptunus en de dwergplaneetPluto (te koud, geen vloeibaar water mogelijk) vallen al direct af. Blijftover Mars. Maar op de manen van Jupiter en Saturnus, zoals Titan zouook leven mogelijk kunnen zijn. Het is niet toevallig dat er zoveel onderzoek op planeet Mars (Vesta 73pag. 6-9) en naar Saturnusmaan Titan (Vesta 74 pag. 14) gedaan wordt.

IV Is er buiten ons zonnestelsel (al of niet intelligent) leven ? Zie Vesta 51pag. 13, 79 pag. 5 ev, 82 pag. 4 ev. figuur 1Een korte samenvatting:Laten we ons eerst eens afvragen wat de cruciale voorwaarden voor hetbestaan van leven zijn:Er moet (vloeibaar) water aanwezig zijn. Sterren vallen dus zo wie zo af., dus we moeten zoeken opplaneten, die draaien om andere sterren dan onze zon, z.g. exo-planeten en hun manen.

8

EXOPLANETENAlhoewel op (heel enkele van) deze exoplaneten zeer waarschijnlijk leven zal zijn, is het bewijs doordirecte waarneming daarvan uiterst lastig. Allereerst stralen deze exoplaneten niet zelf maar weerkaatsenalleen licht, afkomstig van de ster waaromheen ze draaien. Niet alleen is dit weerkaatste sterlichtbuitengemeen weinig (gezien deenorme afstand), maar ook vanwege de nabijheid van de moederster zal dit licht 'overstraald' worden.Alhoewel het direct waarnemen van een exoplaneet dus niet mogelijk is, kan men wel indirect dezeplaneten waarnemen vanwege het feit dat een om een ster draaiende planeet deze een (uiterst kleine)'wiebeling' zal geven: Ster en planeet zullen om hun gemeenschappelijk zwaartepunt draaien. Vanwege hetdopplereffect zal de ster bij zijn beweging richting aarde een (uiterst kleine) blauw- (en natuurlijk bij debeweging vanaf de aarde een rood) verschuiving te zien geven. Hiervoor zijn wel buitengemeen gevoeligespectrografen nodig. Sinds 1950 is men met dit exoplanetenonderzoek begonnen. Pas in 1992 is op dezemanier de eerste exoplaneet 'gevonden'. (zie Vesta 51 pag. 13).Er is een categorie exoplaneten die draaien om hun moederster in een vlak waarin ook de richting aarde-ster ligt. Dit aantal is echter klein vergeleken bij het totaal aantal, (±2%). Van de 400 tot nu toe ontdekteexoplaneten werden er 70 ontdekt die voor de ster langs gaan. (Dit is meer dan 2%, maar grote, z.g.Jupiterachtige planeten zullen eerder ontdekt worden dan de z.g. rotsplaneten met afmeting vergelijkbaarmet de aarde).De lichtverzwakking t.g.v. van zo'n overgang is echter uiterst gering. Bij een Venusovergang (Venus draaitvoor de zon langs), is de lichtverzwakking 0,001%. Maar hoe groter de planeet en hoe dichterbij de ster,hoe groter de kans op ontdekking en hoe groter de lichtverzwakking. In 1999 werd de eerste exoplaneetmet deze methode gevonden. De lichtverzwakking hierbij was 1,7%.Aangezien het effect van lichtverzwakking zeer minimaal is, werden alleen bij niet veraf staande sterren(tot ±100 lichtjaar) exoplaneten gevonden.Maar... t.g.v. het zg microlenseffect zijn er ook exoplaneten gevonden op meer dan 100.000 lichtjaar! Diteffect ontstaat indien een ster zich precies voor deze exoplaneet bevindt. (zie Vesta 79 pag. 7 en 8).Sinds de eerst ontdekte exoplaneet (1992) nam het aantal gevonden exoplaneten exponentieel toe. Op ditmoment zijn er ruim 500 ontdekt. Maar .. zijn er op (op sommige) exoplaneten sporen van leven ontdekt ??Helaas, ik moet u teleurstellen, neen dus !Een exoplaneet waarop -in principe- leven ontdekt zou kunnen worden, moet aan vele eisen voldoen: Hijmoet zich -ten eerste- in de z.g. leefbare zone bevinden, aanwezigheid van vloeibaar water is een eerstevereiste dus moeten er temperaturen heersen tussen de 0º en de 100ºC. Daar (zeer) zware exoplaneten, diedicht om de moederster draaien (z.g. 'hete Jupiters') de meeste kans op ontdekking gaven, was er bij deeerst ontdekte exoplaneten geen enkele die zich in de leefbare zone bevond.De baan mag niet al te excentrisch zijn (dit zijn banen waarbij de afstand grote variatie vertoont, dus sterkelliptisch) om een temperatuur te hebben die niet al te veel varieert.De exoplaneet moet een atmosfeer hebben, vergelijkbaar met die op onze aarde in zijn beginfase(ammoniak, kooldioxide, waterdamp) of later toen er zuurstof via de koolzuur synthese ontstond. Dezeatmosfeer is niet direct aan te tonen, maar draait een exoplaneet voor zijn moederster langs dan zal een deelvan het sterlicht door deatmosfeer van de exoplaneet gaan waarbij een absorptiespectrum van die atmosfeer ontstaat.Planeten in de leefbare zone zijn allen z.g. 'rotsplaneten' vergelijkbaar met de kleiner planeten in onszonnestelsel (Venus, aarde en Mars.) Jupiter, Saturnus en Uranus zijn gasplaneten waarop uiteraard geenleven mogelijk is.Uiteraard wordt de apparatuur, gebruikt bij de ontdekking van exoplaneten, steeds verfijnder.Hier een overzicht van deze apparatuur:Op aarde: In Chili (ESA) de FLAMES en de HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher)spectrograaf, waarmee snelheidsvariaties van minder dan 1m/s gemeten kunnen worden !Op La Palma (ESA) en Hawaii (Japan) bevinden zich telescopen die exoplaneet-atmosfeer onderzoeken.Ook met de VLT (Very Large Telescoop ESA) en de Keck I telescoop (Hawai, NASA) met zijnHIRES(High Resolution Echelle Spectrograph)wordt exoplaneet-onderzoek gedaan.In de ruimte: Ruimtesatelliet Spitzer onderzoekt IR licht (wat door de aardatmosfeer geabsorbeerd wordt)uitgestraald door exoplaneten.De in 2006 gelanceerde (ESA) satelliet COROT meet (zeer) kleine lichtvariaties (minder dan 0,01%) vangrote aantallen sterren, om exoplaneten op te sporen die t.g.v. hun overgang sterlicht een kleine dip geven.COROT heeft al (veel) meer dan 100.000 sterren onderzocht.Ook de Hubble telescoop doet exoplaneet-onderzoek door lichtvariaties bij sterren op te sporen en aborptiedoor exoplaneten te onderzoeken.(Bijzondere) resultaten vanaf 2008: De Kepler Space Telescoop (maart 2009 gelanceerd) observeertcontinu meer dan 150.000 sterren om lichtdipjes waar te nemen. Door zijn grote gevoeligheid kunnen nuook z.g. rotsplaneten opgespoord worden (die door hungeringe afmeting slechts zeer kleine dipjes geven). Van de ruim 1000, bij sterren gevonden exoplaneten,bleken er meer dan 100 sterren te zijn met een meervoudig planetenstelsel .Tot nu toe heeft Kepler ruim 1300 kandidaat-exoplaneten opgespoord. Resultaten bij het ontdekken vanexoplaneten dienen steeds geverifieerd te worden.

9

Fred Hoyle verdedigde desteady state-teheorie. figuur 2.

Venus via de maan figuur 3.

Behalve exoplaneten, die draaien rond sterren, is een nieuw soort exoplaneten ontdekt die vrij rondzwervenin de lege ruimte tussen de sterren. Deze 'verweesde' planeten zijn uiteraard zeer moeilijk waar te nemen. Dit kan lukken indien zo'n exoplaneet zich beweegt tussen ons en een ster door. Door het –reeds eerdergenoemde microlenseffect– zal deze ster korte tijd wat helderder lijken. Tot nu toe zijn er een tiental vandit soort exoplaneten ontdekt maar op grond van statistiek moeten er honderden miljarden (!) zijn, meernog dan het aantal sterren. Deze verweesde planeten hebben wel ooit tot een planetenstelsel behoord maardoor nauwe passages tussen planetenonderling of met een andere ster, zijn ze naar buiten geschoten.N.B.: Men vermoed dat de meeste 'hete Jupiters' die op (zeer) korte afstand rond de moederster draaien,aanvankelijk op veel groter afstand zijn ontstaan maar in de loop der tijd naar de ster toe zijngespiraliseerd.

Menselijke missers I Wetenschappers trachten natuurverschijnselen met theorieën te verklaren. Nu is een theorie 'geldig' zolang

niet bewezen is dat hij niet deugt. Een aantal voorbeelden:Zo stelde Ptolemaeus de aarde in het middelpunt van het heelal. Dit standpunt hield 1500 jaar stand, tot in1543 Copernicus de zon in het middelpunt plaatste.Vorige eeuw heeft Einstein aangetoond dat de (drie dimensionale) ruimte 'gekromd' is in het vierdimensionale heelal. Dit is -voor ons leken- niet te bevatten.In Vesta 28 is gepoogd dit enigszins begrijpelijk te maken middels een vergelijking met een dimensielager: Het (twee) dimensionale vlak kan men krommen in de (drie) dimensionale ruimte. Zo is ons twee-dimensionaleaardoppervlak gekromd in de drie dimensionale ruimte. Een twee dimensionaal denkend wezen kan nietbevatten, dat het aardoppervlak onbegrensd is maar niet oneindig groot en dat het middelpunt van hetaardoppervlak niet in dat vlak ligt maar in een richting loodrecht daarop.Zo kunnen wij als driedimensionaal denkende wezens niet bevatten dat de ruimte onbegrensd, maar nietoneindig groot is (anders heeft het begrip uitdijen geen betekenis) en dat het middelpunt van het heelal nietin het heelal ligt maar in een richting loodrecht daarop !

II Voortplanting van licht (en alle andere elektromagnetische straling) vindt plaats middels trillingen, netzoals bij het geluid. Bij geluid is het de lucht die trilt maar wat trilt er bij voortplanting van licht in devolkomen lege ruimte ? Er moest toch iets trillen ? En zo verzon men de z.g. ether welke het heelal zoumoeten vullen. Men voegde aan de vier elementen vuur (ignis), aarde (terra), lucht (aer) en water (aqua)een vijfde toe: de ether.Einstein toonde echter aan dat de voortplantingssnelheid van licht constant (c) is, onafhankelijk vanbeweging van bron en waarnemer t.o.v. elkaar. Bewegen deze zich met b.v. de halve lichtsnelheid naarelkaar toe of van elkaar af, men zal toch altijd dezelfde c meten ! De ethertheorie verviel daardoor.

III Arts Becher bedacht in 1667 dat alle brandbare stoffen flogiston moesten bevatten.Bij verbranding kwam flogiton vrij waardoor materialen dus gewicht zouden verliezen.Halverwege de 18e eeuw werd deze theorie ontkracht doordat men steeds nauwkeurigerkon meten. Magnesium werd bij verbranding zelfs zwaarder (het neemt zuurstof op)

IV Onder de meest actuele missers kan men ook Hoyles steady-state theorie rekenen (ziefiguur 2).en de theorie van Penrose over botsingen tussen superzware gaten in een eerder heelal.

ASTROVARIAIn deze 'rubriek' worden de laatste 'nieuwtjes' en ontwikkelingen op diverse gebiedengenoemd. Ook 'records' en waarnemingen welke 'voor het eerst' worden gedaan enplannen voor de toekomst worden vermeld. Verder diverse curieuze zaken die hetvermelden waard zijn.

Curieus: UFO-documenten openbaarApril 2011 is een kluis van de (Amerikaanse) FBI geopend met meer dan tweeduizendgeheime documenten, tot voorheen topsecret, waaronder een schokkend UFO rapport uit1950: drie dode UFO piloten- (terug te vinden op internet) dat leidde tot paniekerigereacties op de ambassade. Maar niet voor Ufologe Jo van Buuren die beweert dat dewaarheid overbuitenaards leven door het Vaticaan en Amerika verborgen wordt gehouden !Laatste ontwikkelingen op het gebied van EXOPLANETEN:Dankzij het feit dat een aantal exoplaneten voorlangs hun ster trekken, is het mogelijkiets omtrent de atmosfeer rond de exoplaneet te weten te komen.Als de exoplaneet zich voor de ster bevindt zal een (heel klein) deel van het sterlichtdoor de atmosfeer van de planeet geabsorbeerd worden zodat een absorbsiespectrum vandeze atmosfeer ontstaat. Op deze manier is het al gelukt om van grotere exoplaneten deatmosfeer te onderzoeken, bij de kleinere z.g. 'rotsachtige planeten (met afmetingen nietveel groter dan die van de aarde) is dat nog niet gelukt. Om in dit onderzoek bij kleinereplaneten te 'oefenen',gaat men bij de Venusovergang op 6 juni van dit jaar de atmosfeer van Venus onderzoeken.

10

Voor het eerst is er een ster metspiraalarmen ontdekt. figuur 4.

Figuur 5.

Kees de Jager en de Sint,1968 op Sonnenborg. figuur 6.

Nu zijn Venusovergangen vrij zeldzaam, de laatste was weliswaar nog in 2004 maar de volgende zal pas2117 plaatsvinden, deze kans wil men niet voorbij laten gaan.Nu is het zonlicht veel te fel voor dit onderzoek, dus past men een truc toe: Men 'kijkt' niet naar het directezonlicht maar naar het zonlicht dat door de maan weerkaatst wordt. Dit heeft dezelfde samenstelling maaris 500.000 maal zo zwak. Zie figuur 3.(Echternach NRC 12 mei 2012).

Voor het eerst: I is 2010 een spectrum van een exoplaneet rechtstreeks opgenomen.

Het wordt beschouwd als een mijlpaal in de zoektocht naar buitenaards leven.(IB 378 pag. 1)

II is een exoplaneet ontdekt, koel genoeg voor vloeibaar water.Hij draait in een baan vergelijkbaar met Mercurius, om zijn ster maar is echtereen gasplaneet, zoo groot als Jupiter, dus geen kans op leven, maar eventuelemanen kunnen zich wel bevinden in de z.g. 'leefbare zone'.

III is een ster ontdekt met spiraalarmen. (zie figuur 4)

Nogmaals neutrino's:In het vorig Vesta nummer (december 2011) schreef ik een stukje over onderzoek van de CERN waarbijneutrino's gemeten werden die sneller dan het licht zouden gaan waarbij ik opmerkte: 'Dit bericht isvolkomen ten onrechte door CERN naar buiten gebracht en schaadt de wetenschap'..En wat staat in deNRC van 1 april ?

Projectleider CERN stapt op na meetfout neutrino's !Betreffende wetenschap en wetenschappers:

I Aan de 10 raadsels in het heelal (behandeld in 'Wetenschap in beeld' april 2012en waarvan in Vesta 83 pag. 4, al enige zijn genoemd), kan nog een raadsel aantoegevoegd :Bestaat er een God ? (zie ook Vesta 83 pag. 4-5). Vorig jaar is het boek "Geloofin de wetenschap" verschenen. Hierin schrijft Robbert Dijkgraaf een voorwoordwaarin hij o.m. zegt: „Geloof en wetenschap hadden lang een problematischerelatie maar nu heeft meer een soort 'scheiding van tafel en bed' plaats gehad.”(zie figuur 5) .Wie er meer over weten wil zie www.geloofenwetenschap.nl. (Amelink NRC 5-11-2011)

II De briljante Italiaanse geleerde Majorana voorspelde in 1937 het Majorama-fermion.Kortgeleden dacht men dit geheimzinnige deeltje op het spoor te zijn maarMajorama zelf verdween onder mysterieuze omstandigheden tijdens eenboottocht van Palermo naar Napels. Sindsdien is nooit meer iets van hemvernomen. (NRC 1 maart 2012)

III Op de Utrechtse Universiteit bestaat een (370 jaar lange) astronomische traditie, die in 1642 begon, boveninde Smeetstoren waarvan de spits werd vervangen door een koepel met telescopen, voortgezet opsterrenwacht Sonnenborgh. Utrecht heeft vele grote astronomen gehad zoals Minnaert, Kees de Jager (ziefiguur 6) en Ed van den Heuvel. Maar nu valt het doek. Sterrenkunde past niet in hetnieuwe profiel van de Utrechtse beta-faculteit, waar het accent meer komt te liggen optoegepast onderzoek. figuur 5'A very bad mistake' volgens de Amerikaanse astronoom Frank Shu. (vd Heijden NRC17 maart 2012).

IV 'Nature' (met 'Science' het meest prestigieuze wetenschappelijk tijdschrift)publiceerde, na een inmiddels ingetrokken publicatieverbod, 4 mutaties die hetvogelgriepvirus besmettelijk maken. Een Nederlandse groep virologen heeft ook ditvogelgriepvirus (in een goed beveiligd laboratorium) zodanig gewijzigd dat het ookbesmettelijk is voor zoogdieren. De Nederlandse regering heeft echter eenexportverbod uitgevaardigd en (nog) niet ingetrokken, een discutabele kwestie (NRC3/5 2012)

V Steeds vaker wordt aan het ANP en aan tal van kranten 'wetenschappelijk' nieuwsaangeboden, welke door de 'wetenschaps'redacteur (vaak niet gehinderd door denodige kennis hiervan) zonder kritiek wordt overgenomen. (Denk bv aan die te snelle neutrino's) VanMaanen heeft hierover een kritisch boek gepubliceerd, getiteld 'Je reinste wetenschap. Over gezondheid,veilgheid en andere onzin'. [ik ben hier geheel mee eens !] (v.d. Berg NRC 5/5/2012).

11

Figuur 7.

Orion.Dit is één van de oudste sterrenbeelden. De oudevolkeren zagen er een geweldige jager in, diemet de aanstormende stier vocht. In dit „winter-beeld” vallen de 3 gordelsterren (boven) op. Zijheten in de volksmond ook „Jacobsstaf”. Anderevolken zagen er een herder in. Met de beide hel-derste sterren van het beeld: de rechter „voet-ster” Rigel (=voet) en de linker „schouderster”Betelgeuze (=schouder) geeft de gordel aan hetbeeld een spoelvorm. In de Germaanse landenwas dat ook de oorspronkelijke naam van datbeeld. Ook zagen de Germanen er de vorm vaneen visser of maaier in. Onder de gordelsterrenziet men op heldere, maanloze nachten een lichtewolk. Het is de beroemde Orionnevel.

Figuur 8

Figuur 10

Figuur 9

Betreft Kosmische rampen: I Een ster in het sterrenbeeld Orion, de

rode reus Betelgeuze (zie figuur 7) -op ruim 400 lichtjaar afstand- is zogroot dat de baan van Mars om de zondaarbinnen zou kunnen plaats vinden.Rode reuzen zullen aan het einde vanhun bestaan exploderen, een z.g.super- of hypernova vormend, (Vesta77 pag. 7) een gammafl i tsveroorzakend en eindigen in eenzwart gat. (Zie Vesta 51 pag. 7, 53pag. 5 en 69 pag. 7)Gammaflitsen behoren tot heftigstenatuurverschijnselen, zo sterk dat zetot op zeer grote afstand zichtbaarzijn, zelfs tot op 12,9 miljard lichtjaar(Zie Vesta 88 pg 9). Nu is Betelgeuzeal zover -in leeftijd- gevorderd dat hij'elk moment' kan exploderen ofmisschien al is geëxplodeerd, waarbijeen lichtflits zichtbaar zal worden, meer licht gevend dan alle miljarden sterren vanons melkwegstelsel tezamen, als een tweede zon, een paar dagen tot enkele maanden zichtbaar. Devrijgekomen kankerverwekkende straling zullen we zeker niet overleven. Heb ik u bang gemaakt ?Onnodig; de kans erop is minimaal. Het kan nog wel 100.000 jaar duren !

II Een andere ramp zou kunnen zijn dat de maan getroffen wordt door eenenorme meteoriet waardoor de maan zo dicht bij de aarde zou kunnen komen dat hij daaropstort. Zo'n meteoriet zou natuurlijk ook de aarde kunnen treffen (Zie Vesta 80 pag. 3) . Maarook hierop is de kans zeer klein. Meteorieten met een afmeting van ±10 km slaan gemiddeld1x per 100.miljoen jaar in.

III Neen, dan is de kans dat u getroffen word door het steeds toenemende ruimtepuin (waar het ISS, met AndréKuipers aan boord, soms voor moet uitwijken!) toch nog groter: een kans van 1 op miljard, per jaar.

Ruimtevaart:1) Curieus. Een typisch Nederlandse paastraditie is het beluisteren van

de Mattheuspassion , meesterwerk van J.S.Bach (een van de grote drieuit de muziekgeschiedenis). Maar wist u dat deze Mattheüspassiongegraveerd staat op de 'gouden' plaat met representatieve aardsemuziek, meegegeven aan het ruimtevaartuig Voyager, in 1977gelanceerd, en waarmee nog steeds contact is ?! (zie Vesta 88 pag.10).

2) NASA: Het Constellationprogramma waarbij opnieuw mensen naarde maan zouden gaan als tussenstation voor een bemande reis naarMars, is door Obama geschrapt: te duur [mijn idee: verstandig]

3) De economische crisis treft ook de ruimtevaart. De vluchten naar envan het ISS station worden nu verzorgd door een privébedrijf Space X(Zie figuur 8).De SpaceX Falcon 9 raket en ruimtecapsule Dragon werden 22 meigelanceerd. De Dragon moet kleding, voeding en computers naar hetruimtestation brengen. Op 25 mei koppelde de Dragon met de ISS.

Records:1) Betreft (aards) leven. Russische onderzoekers zijn er in geslaagd om

zaad, 38 m onder het maaiveld, tot 'leven' te wekken. Het vorig recordstand op 2000 jaar. (zie figuur 9)

12

Figuur 11 Figuur 12

2) Vorig jaar is de verste quasar ontdekt op 12,9 miljard lichtjaar. (zie figuur10)3) Vorig jaar is er is een weegschaal ontwikkeld die een enkel proton kan wegen.4) 'Tijd' meet men met klokken. In 1945 bewees Rabi dat m.b.v. van z.g. 'atoomklokken' tijd zeer nauwkeurig

gemeten kan worden. Sinds de eerste atoomklok (1955) werden deze steeds nauw- keuriger. Zo heeft eenatoomklok uit 1999 een afwijking van 1 seconde in 20 miljoen jaar. Het record: een atoomklok in 2011 meteen afwijking van 1 seconde in 138 miljoen jaar !

5) De diameter van de zon is - middels een Mercurius-overgang- (zie figuur 8) op 99,99% nauwkeurigbepaald: 1.392.648 km (onzekerheid 130 km) (zie figuur 11)

Plannen:24 Amerikaanse satellieten verzorgen het GPS (Global Position System).Europa is in 2011 begonnen met de lancering van een eigen gpsd - systeem: Galileo dat 30 satellietenomvat. Nu zijn er plannen voor een alternatief systeem: SuperGPS. Plaatsbepaling vanuit de auto kanhiermee op 10 cm nauwkeurig.In 2021 zal in Europa een gravitatiegolfdetector geplaatst worden, 100 m onder de grond. Deze krijgt denaam Einsteintelescoop.Maar wat zijn gravitatiegolven ? Massa's vormen om zich heen een gravitatieveld. Trilling en beweging vanmassa's veroorzaken rimpelingen in de ruimte-tijd die z.g. gravitatiegolven te weeg brengen. De 'drager' vandeze trillingen noemt men een graviton (Zie Vesta 57 pag. 16-17) net zoals men de drager vanelektromagnetische golven een foton noemt. Deze gravitatiegolven zijn dermate zwak, dat men ze nog nooitheeft kunnen aantonen. (zie figuur 12)Deze nieuwe detector is 100 maal zo gevoelig als de nu bestaande detectoren. (Zie figuur 12)

Diversen: Een goede zaak:Er zijn nu scholen waarop in groep 3 al kosmische lessen worden gegeven, waar ook al de oerknal enzwarte gaten worden genoemd.Hoeveel mensen hebben er tot nu toe ooit op de aarde rondgelopen, inclusief de 7 miljard nu ? Alhoewel wevan de menselijke prehistorie bijna niets weten is er een schatting van 170 miljard.

Klimaat:Het gesteggel over klimaat weet van geen ophouden. Er gaat geen delegatie van het Europees Parlementnaar de grote duurzaamheidsconferentie in Rio de Janeiro. Reden ? Te duur, het bijwonen zou 200.000 Eurogaan kosten. [Mijn opinie: verstandig, dwingende besluiten - met sancties- zullen er ook nu niet genomenworden]. Amerika en China zullen zich niet de wet laten voorschrijven, landsbelang gaat voor].Soms kost het uitwerken van gegevens, astronomen zoveel tijd dat het publiek te hulp geroepen wordt.Organisatie Cosmo Quest wil participatie van het grote publiek in professioneel sterrenkundig onderzoekbevorderen. Het nieuwe 'cityzen science project ' MoonMappers' stelt burgers in staat mee te helpen metanalyse van foto's van het maanoppervlak, genomen door maanverkenner LRO (Lunar ReconnaissanceOrbiter). Eerder kon het publiek al bijdrage leveren bij het opsporen van buitenaards leven en declassificatie van sterrenstelsels. Ook heeftNASA een nieuwe publieksactie 'Target Asteroids' opgestart. Amateurastronomen worden hierbijingeschakeld bij onderzoek naar z.g. 'aardscheerders', dit zijn planetoïden die (te) dicht in de buurt van deaarde kunnen komen.

Heiloo, mei 2012, Jaap Kuyt.