9 februari 2012

Minute Physics: over de richting van de tijd en donkere energie


Er bestaat een leuke serie van korte, leerzame handgetekende filmpjes over natuurkundige onderwerpen: Minute Physics. Eén van de filmpjes is de volgende, waarin Sean Carroll (CalTech) ons verteld over de richting waarin de tijd beweegt, een onderwerp dat samenhangt met het begrip entropie.

Onlangs werd de Nobelprijs voor de Natuurkunde verleent aan drie sterrenkundigen, die in 1998 aan de hand van supernovae ontdekten dat het heelal versnelt uitdijt, hetgeen veroorzaakt wordt door de mysterieuze donkere energie. Over die donkere energie gaat de volgende video uit Minute Physics, wederom verteld door Sean Carroll.

:bron: Bron: Cosmic Variance.

Bestaan er echt 11 dimensies?

Ik kwam vandaag deze interessante video tegen van Rob Bryanton, auteur van het boek Imagining the Tenth Dimension (2006), handelend over de boeiende vraag “bestaan er echt elf dimensies?” Moet je echt bekijken, met name omdat het een ander beeld geeft van de vierde dimensie, tijd.

Antitijd? Mmmm, interessante gedachte. Tijd als richting, niet als dimensie. Net zoals naar voren en naar achteren beiden de richtingen zijn van één ruimtedimensie. Bryanton heeft meerdere video’s op YouTube gezet, allemaal erg leerzaam. Bron: Bruceleeeowe’s Blog.

Een afwijking van 1 seconde per 3,7 miljard jaar

Goh, leuke klok

Na m’n eerdere bericht over horloges met een snuifje maanstof nu weer nieuws wat met tijdmeting te maken heeft – en aangezien tijd een essentiëel onderdeel van het heelal is kan ik er hier met een gerust hart over schrijven. Natuurkundigen in de Verenigde Staten zijn er namelijk in geslaagd om de meest nauwkeurige optische klok te maken die bestaat. Het apparaat werkt op één aluminiumion als kloppend hart en de afwijking bedraagt 1 seconde per 3,7 miljard jaar. Ahum, als ze daar een horloge van weten te maken zou ik die ook wel willen. ;-) Het vorige record stond op naam van een klok die op een kwikion draait en die er 1 seconde per 1,7 miljard jaar naast zit. Mmmm, was ook niet slecht. Om even het begrip optische klok uit te leggen: je hebt atoomklokken, al sinds 1955 in gebruik, die gebruikmaken van microgolven, en je hebt optische klokken, die van licht gebruikmaken. Atoomklokken zijn feitelijk verouderd want optische klokken zijn zo’n 100 keer nauwkeuriger. De nieuwe klok heeft nog een unieke eigenschap, want hij werkt met een zogenaamd quantum-informatie protocol. Voor alle details van dat protocol en hoe zo’n optische klok exact werkt moet je maar even een blik werpen op de bron. Ik ga hier zometeen een ontbijtje klaarmaken, heb ik even meer trek in. En dan naar een afspraak om half tien. Oh shit, m’n horloge loopt een kwartier achter… Bron: Physics World.

Wubbo Ockels op TEDx over tijd en zwaartekracht


Beste wensen iedereen voor 2010! Gisteravond had ik hier een heel huis vol vrienden en dat was allemaal heel gezellig. Van Jorn hoorde ik dat een poosje geleden – 20 november om precies te zijn – Wubbo Ockels, Nederlandsch eerste astronaut, een poosje geleden op TEDx in Amsterdam een lezing had gehouden, waarin hij betoogde dat tijd door onszelf wordt gecreeërd als reactie op de zwaartekracht en dat we de tijd ook gewoon stop kunnen zetten. 8-O Wowie, hoezo gewaagde steling?! Ik heb hier regelmatig lezingen van TED laten zien, maar deze kende ik nog niet en zeker niet met zo’n hypothese. Hier de video van Ockels’ presentatie (kost je 22 van de in 2010 525.600 beschikbare minuten):

Ik zal later wel eens ingaan op de natuurkundige achtergronden van Ockels’ theorieën. Moet nu nog even het huis op orde brengen en daarna nog wat nieuwjaarsbezoekjes hier en daar afleggen. Jorn, bedankt voor je tip! Veilig thuisgekomen vannacht?

Naar aanleiding van Ockels’ presentatie heeft lezer Johan op m’n forum een discussie geopend over de ideeën van Ockels. Ik wil iedereen uitnodigen daaraan mee te doen en een bijdrage te leveren.

Brad Pitt gaat terug in de tijd

Pitt als de jonge Button

Pitt als de jonge Button

De film The Curious Case of Benjamin Button van David Fincher draait al in de Verenigde Staten, maar wij moeten nog eventjes tot 29 januari 2009 wachten om ‘m te mogen zien. Het verhaal is voor ons astrobloggers wel interessant: ene Benjamin Button, gespeeld door Brad Pitt, wordt oud geboren en vervolgens wordt hij steeds jonger. Yep, krankzinnig verhaal inderdaad (verzonnen in 1921 door F. Scott Fitzgerald), maar natuurkundig gezien niet heel erg gek. Button’s thermodynamica gaat gewoon de verkeerde kant uit. Bij Button neemt de entropie af in plaats van toe. Met die entropie bedoelen we het aantal mogelijke toestanden van een systeem. In een gesloten systeem neemt dat aantal altijd toe, conform de Tweede Hoofdwet op de Thermodynamica1. Op de een of andere manier gaat de tijd bij Button de andere kant uit dan bij de rest van de mensheid. De vraag is natuurlijk of zoiets ook buiten de filmwereld kan. In afgesloten systemen neemt de entropie altijd toe, maar Button’s lichaam is geen afgesloten systeem, want het maakt deel uit van het systeem genaamd universum. Door Sean Carroll (California Institute of Technology) wordt op de website Cosmic Variance uitgelegd waarom het geval Benjamin Button in werkelijkheid niet kan voorkomen: het komt erop neer dat ‘het systeem Button’ te maken krijgt met de interactie met de wereld er omheen en die interactie kan er alleen maar toe leiden dat de entropie in Button toeneemt en niet afneemt. Ook al zou de richting van de tijd van Button de andere kant uit lopen dan nog zou de interactie ‘fataal’ voor hem zijn. Lees Sean’s blog voor de details. Kortom, een leuk verhaal van die film, maar pure fictie. Bron: Cosmic Variance.

Noot:
  1. “De entropie van een geïsoleerd systeem dat niet in evenwicht is, neemt in de loop van de tijd toe, tot het maximum voor dat geïsoleerde systeem is bereikt. De toestand met de maximale entropie is de evenwichtstoestand. []

2008 zal één seconde langer duren

Verdwijnt de schrikkelseconde?Poets je horloges maar vast op, want aan het einde van dit jaar zullen ze welgeteld één seconde langer moeten werken. Besloten is namelijk om 2008 te laten eindigen met een extra schrikkelseconde. Na 23 uur, 59 minuten en 59 seconden komt er een extra seconde: 23 uur, 59 minuten en 60 seconden. Daarna pas mogen de champagnekurken knallen en kunnen we naar buiten rennen om het vuurwerk af te steken. Het is de 24e keer sinds 1972 dat men een schrikkelseconde invoert. De schrikkelseconde wordt zo nu en dan ingevoerd omdat er een verschil is onstaan tussen de Wereldtijd en de Internationale Atoomtijd. De Wereldtijd is gebaseerd op de draaiing van de Aarde, dat wil zeggen op de stand van de Zon ten opzichte van de de nulmeridiaan van Greenwich (GB). De Atoomtijd wordt bijgehouden door 200 atoomklokken verspreid over de gehele wereld, bijgehouden door het Bureau International des Poids et Mesures in Parijs. De Atoomtijd is constanter dan de Wereldtijd. De Aarde blijkt nogal variabel te zijn in haar draaiing, door minieme variaties die ontstaan door veranderingen in lucht- en watermassa’s. Ook neemt de draaisnelheid van de Aarde langzaam af door de invloed van de Maan. De laatste keer dat de schrikkelseconde werd gebruikt was op 31 december 2005. Er zijn overigens binnen de International Telecommunication Union (ITU), de club die de tijd in de gaten houdt, stemmen om de schrikkelseconde helemaal af te schaffen ((Veel wetenschappers zijn tegen de schrikkelseconde omdat zo’n extra seconde veel problemen geeft voor computersystemen. In 1997 raakte bijvoorbeeld het Russische Glonass-systeem voor satellietnavigaties 20 uur lang van slag door de schrikkelseconde. De ESA, de Europese ruimtevaartorganisatie, lanceert in de maand waarin een schrikkelseconde wordt ingelast geen lanceringen.)). Maar afschaffing duurt nog wel even: als de nationale lidstaten voor 70% akkoord zijn wordt de schrikkelseconde in 2013 afgeschaft. Bron: Universe Today.

Gaat de tijd steeds langzamer?

Gaat de tijd steeds langzamer lopen?Drie Spaanse natuurkundigen, te weten José Senovilla, Marc Mars (mooie naam!) en Raül Vera hebben een theorie bedacht dat de tijd steeds langzamer gaat lopen en dat op een gegeven moment het heelal zelfs zal stilstaan en daarmee zal eindigen! Met deze nogal revolutionaire theorie hopen ze een alternatief te hebben voor de waargenomen versnelling in de uitdijing van het heelal. Die versnelling wordt door de meeste natuur- en sterrenkundigen beschouwd als een resultaat van de aanwezigheid van donkere energie. Senovilla en partners denken dat een vertraging in de tijd de illusie wekt van versnelde expansie. Zoals we sinds Einstein weten leven we in een vierdimensionaal heelal1, waarin we drie ruimtedimensies en één tijdsdimensie kennen. Van die tijdsdimensie gaan we er altijd van uit dat die constant is. De Spaanse groep baseert haar ideeën op één supersnaarmodel, waarin ons heelal zich bevindt op een zogenaamd membraan of braan2. Binnen dat model is het mogelijk dat de tijdsdimensie langzaam verandert in een ruimtedimensie en daardoor zal de tijd steeds langzamer lopen. Over enkele miljarden jaren kan de tijd zelfs stilstaan en daarmee zal het complete heelal ‘bevriezen’. Brrr, moet je toch niet aan denken. Goh, alweer een leuke overweging voor onder de kerstboom. Morgen weer wat vrolijker verhaaltjes, beloofd! Bron: Telegraph.co.uk

Noot:
  1. OK, snaartheorieën gaan uit van meer dimensies. []
  2. De term braan wordt gebruikt om aan te duiden in hoeveel ruimten een object zich uitbreidt. Vijfbranen hebben een ruimtelijke uitbreiding in vijf richtingen. Een vlies is dan een 2-braan, een snaar is een 1-braan, en 0-branen zijn puntdeeltjes. []

Switch to our mobile site