55 miljoen jaar terug was de Noordpool subtropisch

Morgen, 1 juni, verschijnen er in het Britse wetenschappelijk tijdschrift Nature drie artikelen over het klimaat in de Noordelijke IJszee in het verre verleden. Conclusie van de artikelen is dat daar 55 miljoen jaar geleden een temperatuur van ongeveer 24 graden Celcius heerste. Dit is de uitkomst van de Arctic Coring Expedition (ACEX), de expeditie die met een aantal ijsbrekers in 2004 de eerste sedimentboring in de Noordelijke IJszee plaatste. Aan deze expedities werd ook deelgenomen door vier Nederlandse onderzoekers, te weten Jaap Sinninghe Damst

Ozonlaag in de atmosfeer herstelt zich

Op de dag dat het KNMI met nieuwe voorspellingen komt over het warmer en natter wordende klimaat in Nederland de komende eeuw komen Amerikaanse onderzoekers met de waarneming dat de ozonlaag zich aan het herstellen is. Onder leiding van Eun-Su Yang is een team klimatologen van het Georgia Institute of Technology , de NASA en nog wat andere instituten de afgelopen jaren aan het meten geslagen. Ze hebben de hoeveelheid ozon op verschillende hoogten in de atmosfeer gemeten en wat bleek: het beruchte gat boven de poolgebieden is nog steeds aanwezig en gigantisch groot. Maar de hoeveelheid ozon in de overige delen van de wereld is stabiel gebleven en daarmee is een einde gekomen aan de vermindering van ozon, die sinds de jaren tachtig is opgetreden.

Ozon is belangrijk voor mensen omdat het schadelijke ultraviolette straling van de Zon tegenhoudt. Sinds de ontdekking van het gat in de ozonlaag in 1985 is door wetenschappers en politici dan ook haastig geprobeerd om maatregelen te nemen. Eén van de boosdoeners voor de ozonvermindering is volgens klimatologen de uitstoot van CFK’s in o.a. spuitbussen. Na een paar jaar werd daarom wereldwijd een afspraak gemaakt om de CFK’s terug te dringen, het zogenaamde Montreal protocol. En wat blijkt uit de metingen van Yang en consorten? Dat de verbetering van de hoeveelheid ozon in de bovenste delen van de stratosfeer (boven 18 km) te danken is aan het Montreal protocol. De afspraken die gemaakt zijn hebben kennelijk gewerkt en laten daar echt resultaat zien. Maar wat blijkt verder: de ozon in de onderste delen van de stratosfeer is meer verbeterd dan de CFK-vermindering tot stand kan hebben gebracht. Kennelijk zijn daar ook andere processen bezig die de ozonvermindering tot staan hebben gebracht. De klimatologen denken daarbij in eerste instantie aan windpatronen. Ozon ontstaat vooral in de tropen en door windstromen wordt de ozon verdeeld over de rest van de Aarde. Als de waargenomen verbetering van de ozonlaag zich voorzet zal de hoeveelheid ozon ergens tussen 2030 en 2070 terug zijn op het niveau van de jaren tachtig. Kortom, de KNMI-voorspellingen (ook zojuist te zien geweest in het NOS-Journaal) laten zien dat het tegen die tijd zomers 40 graden warm kan zijn, maar we hoeven ons in ieder geval geen zorgen te maken over schadelijke UV-straling! Warme zomers en geen dure UV-sunblockers meer, wat willen we nog meer;-)) Bron: NASA. Wie het concept-rapport van Yang e.a. wil lezen kan hier terecht.

29 mei 1919: de eclips van Eddington

Vandaag precies 87 jaar geleden vond er een totale zonsverduistering plaats. De Britse astronoom Arthur Eddington gebruikte deze eclips (verduistering) om de afbuiging van licht door zwaartekrachtsvelden, in 1915 door Einstein voorspeld, te staven. Bij een eclips worden in de buurt van de Zon tijdens de totaliteit sterren zichtbaar. Het licht van die sterren zou door de zwaartekracht van de Zon een klein beetje moeten worden afgebogen, aldus Einstein. Foto’s van de sterren in de buurt van de zon zouden die afbuiging moeten laten zien, vergeleken met vergelijkingsfoto’s van dezelfde sterren zonder de Zon in de buurt. Met twee teams, eentje in Sobral, Brazilië en eentje op het eiland Principe in de Atlantische Oceaan nam Eddington de eclips waar. Hij zat zelf op Principe. De uitkomst van de waarnemingen is inmiddels bekend: de waarnemingen lieten inderdaad een afbuiging van de sterren in de buurt zien, met de hoeveelheid die overeenkwam met wat Einstein had voorspeld. Minpuntje achteraf voor Eddington was alleen dat hij resultaten van een tweede gebruikte telescoop in Sobral, die afwijkende resultaten te zien gaf, wegens zogenaamde systematische fouten niet meetelde. Meer over die expeditie van Eddington is te vinden op Wikipedia. Merkwaardig is dat latere expedities (in de jaren 20 en 30) om met behulp van zonsverduisteringen Einstein’s voorspelling te staven mislukten. Grote vraag blijft dus in hoeverre Eddington zijn eclipswaarnemingen niet beïnvloed heeft om op een gewenste uitkomst te komen.

Oer-zwarte gaten en de vijfde dimensie

Twee astronomen, Charles R. Keeton van de Rutgers Universiteit en Arlie O. Petters van de Duke Universiteit (beiden in de VS), hebben onlangs in het wetenschappelijk tijdschrift Physical Review D, een artikel gepubliceerd waarin ze stellen dat het mogelijk moet zijn om met behulp van zogenaamde oer-zwarte gaten (primordial black holes) in ons zonnestelsel de vijfde dimensie waar te nemen. Da’s een lange zin, ik geef het toe, en er staan twee termen in die we hier moeten verduidelijken: oer-zwarte gaten en de vijfde dimensie. Eerst die oer-zwarte gaten. Astronomen hebben al heel lang de theorie bedacht dat er naast de ‘gewone’ stellaire zwarte gaten, die het eindresultaat zijn van een kort maar hevig leven van zeer zware sterren, en de superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels, ook nog andere soorten zwarte gaten moeten bestaan. Eentje daarvan zijn oer-zwarte gaten, die tijdens de Big Bang ontstaan zouden zijn. Fluctuaties in de dichtheid van de massa in die eerste momenten van het heelal zouden die oer-zwarte gaten veroorzaken. De massa van dit type zwarte gaten zou vari

Nogmaals: de smalle maansikkel

Zucht! Nederland is in z’n geheel bedekt door een dik wolkendek. Dat idee van mij van gisteren om vanavond te proberen rond tien uur een zeer smalle maansikkel te zien kunnen we op ons buik schrijven. Maar goed, volgende keer beter zeggen we dan maar. Toch nog even iets over het schilderij dat ik gisteren als illustratie bij m’n astroblog gebruikte. Het is van Susan Jameson en de eerlijkheid gebied mij te zeggen dat het oorspronkelijke schilderij in spiegelbeeld is. Ik kwam het ergens op internet tegen en heb het horizontaal gespiegeld. Het origineel ziet er zo dus uit:

Credit: Susan Jameson.

Maar in dit origineel is het geen maan ná Nieuwe Maan, maar een smalle maansikkel net vóór Nieuwe Maan. De maan ná Nieuwe Maan is aan de rechterkant verlicht en de maan vóór Nieuwe Maan aan de linkerkant. Maar ook dan is er iets niet in orde: de smalle maansikkel vóór Nieuwe Maan gaat namelijk vóór de Zon onder de horizon. Op Jameson’s schilderij zou de Zon dus feitelijk linksboven van de maansikkel moeten staan. Maar dat zien we niet. Er staan al wat sterretjes te fonkelen, een indicatie dat de Zon al onder is gegaan. Kortom, de beste Susan Jameson heeft een foutief schilderij gemaakt. De afgebeelde maansikkel kan zo nooit aan de hemel staan, want de Zon zou nog te zien moeten zijn. Misschien dat de situatie op het zuidelijk halfrond een dergelijk schouwspel te zien zou geven, maar ik kan dat hiervandaan eventjes niet beoordelen. Misschien dat één van de lezers van de Astroblogs daar meer over kan vertellen? Laat het dan weten. Meer informatie over Susan Jameson is hier te vinden.

Amateurs ontdekken voor ’t eerst exoplaneet

Een internationaal team van professionele en amateur-sterrenkundigen is er in geslaagd om met eenvoudige instrumenten een planeet te ontdekken bij een ster op een afstand van 600 lichtjaren. Het team, dat onder leiding staat van Peter McCullough van het Space Telescope Science Institute in Baltimore (VS), telt vier amateurs uit Noord-Amerika en Europa. Met behulp van de zogenaamde XO-telescoop, welke bestaat uit twee 200 mm-telelenzen, en die van afstand bestuurbaar is, heeft McCullough’s team de exoplaneet ontdekt. De methode die gehanteerd werd om de planeet te ontdekken was de zogenaamde ‘transitie-methode’. Hierbij wordt van vele sterren het licht in de gaten gehouden en wordt gekeken of er niet een dipje in de lichtsterkte plaatsvind. Als een donkere planeet namelijk voorbij het steroppervlak trekt, in de kijkrichting van de Aarde, dan zal de lichtsterkte van de ster iets afnemen. In het sterrenbeeld Noorderkroon (Corona Borealis) zag het team op deze wijze de ster XO-1 twee procent in helderheid afnemen. Nader onderzoek bracht ‘aan het licht’ (what’s in a name) dat het gaat om een Jupiter-achtige planeet die in vier dagen tijd een baantje om de ster draait. De planeet werd door het team XO-1b genoemd. Van de inmiddels 180 bekende exploplaneten is dit de tiende die met de transitie-methode is ontdekt en het is de allereerste die mede met behulp van amateurs is ontdekt.
We zijn de laatste tijd als amateur-sterrenkundigen aardig op dreef:

  • In het kader van de Academische Jaarprijs heeft het team van de Universiteit van Amsterdam het plan om gammastralers waar te nemen met behulp van amateur-astronomen. Let op: 1 juni a.s. vindt de bekendmaking plaats van de Academische Jaarprijs,

Loop quantum gravitatie en GLAST


Afgelopen zondag schreef ik in m’n astroblog over de Big Bounce, de theorie die het ontstaan van het heelal tot het allereerste begin én zelfs daarvoor beschrijft. Met behulp van de Loop Quantum Gravitatie (LQG) waren Abhay Ashtekar en z’n twee promovenda Tomasz Pawlowski en Parmpreet Singh erin geslaagd om dat vroegste heelal te beschrijven. In de LQG is het uitgangspunt dat niet alleen materie geatomiseerd is, maar dat ruimte en tijd dat ook zijn. Ruimtetijd is niet continue, maar discreet zoals ze dat zo mooi noemen. De kleinst mogelijke lengte is de Planck lengte: 10-33 cm, de kleinste oppervlakte is een vierkante Planck lengte: 10-66 cm2 en het kleinste volume is een kubieke Planck lengte van 10-99 cm3. In dat soort mini-legoblokjes is de ruimte opgedeeld. In iedere vierkante centimeter zitten dus 1099 van die Planck volumes! Nog gekker: in het hele heelal zitten (bij benadering, het kan eentje minder zijn) ongeveer 10185 Planck Volumes. Toen ik zondag over Ashtekar z’n theorie schreef kende ik die LQG nog niet echt. Al zoekende naar meer informatie kwam ik in het themanummer van Scientific American (vol. 16, nr. 1, 2006) terecht, waarover ik op donderdag 4 mei in m’n astroblog schreef, en daarin gaat het allerlaatste artikel over atomen van ruimte en tijd. Het artikel is geschreven door Lee Smolin, die één van de opstellers blijkt te zijn van de LQG. In het artikel wordt dan ook uitvoerig ingegaan op de theorie van de LQG en op de voorspellingen die ermee gedaan zijn. Vooral dat laatste is interessant: de LQG doet een aantal voorspellingen die experimenteel te testen zijn. Eén daarvan is de volgende: volgens de LQG is de lichtsnelheid niet universeel. Er zijn hele minieme verschillen in de snelheid die afhankelijk zijn van de energie van een foton. Fotonen met veel energie zouden iets sneller moeten gaan dan minder energierijke fotonen. En dat zou weer te meten zijn met behulp van gammastralers, waarover ik in vele astroblogs al eerder heb geschreven. Probleem is alleen dat de huidige generatie gammatelescopen niet gevoelig genoeg is om die verschillen in de aankomsttijd van energierijke gammafotonen en iets minder energierijke gammafotonen waar te nemen. Lee Smolin merkt daarom op dat we tot 2007 moeten wachten totdat de satelliet GLAST wordt gelanceerd. Die heeft een gammabril die scherp genoeg kan zien om de LQG experimenteel te testen. GLAST staat overigens voor Gamma-ray Large Area Space Telescope. Afijn, wat lees ik vandaag in een nieuwsbericht van de nieuwssite Spaceflight Now: het belangrijkste instrument van de GLAST sateliet, de Large Area Telescope, is klaar om getest te worden! Het apparaat is 14 mei 2006 opgeleverd en gaat nu drie maanden lang geschud en geroosterd worden om te kijken of hij de lancering en de omstandigheden in de ruimte kan overleven. De Amerikanen gokken erop dat GLAST in augustus 2007 wordt gelanceerd. Kortom, ook 2007 wordt astronomisch gezien weer een heel leuk jaar.

Big Bounce in plaats van Big Bang

wavefunction van de tijd voor, tijdens en na de Big Bang

Voor het eerst zijn drie astronomen er in geslaagd om een wiskundige beschrijving te geven van de Big Bang, de oerknal waaruit het heelal is ontstaan, de tijd na de Big bang, maar ook van de tijd vóór de Big Bang. Abhay Ashtekar, Tomasz Pawlowski en Parmpreet Singh van het ‘Institute for Gravitational Physics and Geometry’ van de Penn State Universiteit beschrijven in een recent artikel in Physical Review Letters daarmee voor het eerst uitgebreid de zogenaamde Big Bounce. Al langer bestond het idee dat er voor dit heelal een ander heelal is geweest, die op het laatst ineenstortte tot een oeratoom (de zgn. Gnab Gib, het omgekeerde van de Big Bang) en daarmee de kiem voor het nieuwe heelal, ons heelal dus, vormde. Maar die ideeën waren nooit wiskundig en natuurkundig beschreven. Dat kon simpelweg niet omdat bij de hoge dichtheden die optreden bij de Big Bang de algemene relativiteitstheorie van Einstein geen juiste beschrijving meer geeft.

Loop Quantum Gravitatie

Wat er bij die extreme omstandigheden nodig is is een combinatie van de relativiteitstheorie en quantum mechanika. En die combinatie is er op dit moment nog niet. Ashtekar en z”n twee studenten Pawlowski en Singh hebben daarom gebruik gemaakt van een theorie die hoge ogen gooit om die combinatie mogelijk te maken, te weten de loop quantum gravitatie. Deze theorie beschouwt ruimtetijd zelf als een discrete gequantiseerde structuur. Ruimte bestaat uit quantumdraden. Tijdens de Big Bang wordt deze gequantiseerde structuur van de ruimte relevant en op een gegeven moment wordt de zwaartekracht afstotend in plaats van aantrekkend. En daarmee geeft het ineenstortende voorgaande heelal op een gegeven moment voeding aan het nieuwe heelal, en is de Big Bounce een feit. Aldus het baanbrekende werk van Ashtekar, Pawlowski en Singh. Op de illustratie, die ook voorkomt in het gepubliceerde artikel, zien we een boog, waarin de rechterhelft ons heelal is. Het nu is te vinden bij het 1,8 punt. De illustratie laat de zogenaamde wavefunction van het heelal zien, gezien in de ruimte (ν) en tijd (φ).

Bron: Penn State University. En voor die lezers van de Astroblogs die een flinke portie wiskunde niet schuwen is hier het originele artikel van de drie theoretici te vinden. Toch leuk om in te lijsten en te zeggen “kijk, daar hangt de opvolger van de Big Bang theorie”.’