Miljoenste artikel toegevoegd aan arXiv preprint server

Oprichter Paul Ginsparg (credit: John D. and Catherine T. MacArthur Foundation)

Oprichter Paul Ginsparg (credit: John D. and Catherine T. MacArthur Foundation)

Op de populaire preprint server arXiv.org, waar wetenschappers hun artikelen kunnen plaatsen, die vervolgens gratis door iedereen kunnen worden gelezen, is onlangs het miljoenste artikel verschenen. Het arXiv werd augustus 1991 gestart door Paul Ginsparg als een

De Astro Top-25 van 2014 [Update]

[Update 1 januari 2015 20.30 uur] Alle nummers zijn nu voorzien van een link naar de versie op YouTube. Ik zoek alleen nog een link naar Kliff van Erik Vloeimans, die kon ik niet vinden. Wie ’t weet mag het zeggen.

Jawel mensen, hier is dan de allereerste Astro Top 25 van 2014, oftewel de 25 beste muzieknummers die op de een of andere manier iets te maken hebben met ruimtevaart of sterrenkunde. De lezers van de Astroblogs konden een paar weken lang hun persoonlijke top-5 inzenden en op basis daarvan is deze Astro Top-25 van 2014 eruit gekomen:

[table “75” not found /]

Iedereen bedankt voor het inzenden van je persoonlijke Astro top-5!

Vrij heldere supernova verschenen in NGC 4666 in sterrenbeeld Maagd

De supernova, op 24 december j.l. gefotografeerd. De supernova is helderder dan de kern van het spiraalsterrenstelsel. Credit: Gregor Krannich.

Mocht je nog dit jaar met je telescoop een heldere supernova willen zien, dan moet je opschieten: de op 9 december j.l. in het spiraalstelsel NGC 4666 ontdekte supernova ASASSN-14lp is de laatste dagen flink in helderheid toegenomen. Coördinaten: RA 12:45:09.101  Dec. -00:27:32.49 (2000.0). Was ‘ie tijdens de ontdekking van +14m, de laatste dagen is ‘ie gestegen tot +11,7, hetgeen ‘m na SN2014J de helderste supernova van dit jaar maakt. Met die helderheid is de supernova geschikt om in middelgrote telescopen of fotografisch goed waar te nemen. NGC 4666 staat in het sterrenbeeld Maagd (Virgo), 80 miljoen lichtjaar van ons verwijderd. Op grond van spectra is vastgesteld dat ASASSN-14lp – de naam komt van het “Assassin Project”: waarmee ‘ie ontdekt is, de Automated Sky Survey for SuperNovae – een type Ia supernova is, welke ontstaat door de explosie van een te zwaar geworden witte dwerg. Het sterrenbeeld Maagd is momenteel ’s nachts in het oosten te zien en ‘ochtends voor zonsondergang staat het in het zuiden. Hieronder twee zoekkaartjes voor de supernova, die vlakbij de heldere ster Porrima staat.

Bron: Universe Today + Rochester Astronomy.

Over neutrino’s, imaginaire massa en sneller-dan-het-licht-deeltjes

De Sudbury Neutrino Detector. Credit: A. B. McDonald (Queen’s University) et al.

Neutrino’s zijn de laatste week in het nieuws, nou ja dat wil zeggen alleen de elektron-neutrino’s (e?), niet de andere twee generaties (muon- (?) en tau-neutrino(?)). Het begon met de publicatie van dit artikel van de gepensioneerde natuurkundige Robert Ehrlich (George Mason University) – te publiceren in het vakblad Astroparticle Physics – die beweert dat neutrino’s een imaginaire massa hebben én dat ze sneller gaan dan het licht. Hij baseert zich daarbij niet op snelheidsmetingen van het neutrino, zoals ze in 2011 tevergeefs met het Italiaanse OPERA-experiment hebben geprobeerd, maar op schattingen van de massa ervan. Op grond van maar liefst zes waarnemingen, door anderen gedaan, komt Ehrlich tot de conclusie dat het elektron-neutrino een massa heeft van

me?² = -0,11 ± 0,016 eV²

Da’s een imaginaire massa, dat wil zeggen dat het kwadraat van z’n massa een negatief getal is. Bij gewone getallen is het kwadraat ervan altijd positief, maar het kwadraat van imaginaire getallen is altijd negatief. Het idee van deeltjes met een imaginaire massa komt uit de relativiteitstheorie. Die schetst dat niets met een gewone massa versneld kan worden tot de lichtsnelheid, daar is een oneindige hoeveelheid massaenergie voor nodig. In theorie zouden er echter ook deeltjes kunnen bestaan die sneller gaan dan het licht, de zogeheten tachyonen. Die hebben de eigenaardigheid dat ze steeds sneller gaan als ze massa verliezen en dat ze terug reizen in de tijd. Tachyonen zouden nooit langzamer dan de lichtsnelheid of gelijk aan de lichtsnelheid kunnen gaan.

Een voorbeeld van gravitatielenzen bij de cluster Abell 2218. Onder andere op grond van waarnemingen aan deze gravitatielenzen komt Ehrlicht tot de conclusie dat elektron-neutrino’s een imaginaire massa hebben en sneller gaan dan het licht. Credit: Andrew Fruchter (STScI) et al., WFPC2HSTNASA

Zoals gezegd komt Ehrlich op grond van zes waarnemingen [1]onder andere gedaan aan de temperatuursfluctuaties in de kosmische achtergrondstraling, de gravitatielenzen door clusters van sterrenstelsels en kosmische straling. tot de conclusie dat elektron-neutrino’s een imaginaire massa hebben en dáárom sneller gaan dan het licht. Tegen die claim valt echter behoorlijk wat in te brengen – big claims need big proofs, zei Michael Turner een half jaartje geleden nog tegen mij – want de claim in Ehrlich’s artikel mist die noodzakelijke bewijzen. Zo wil het hebben van een imaginaire massa niet automatisch zeggen dat je sneller gaat dan het licht. De Speciale Relativiteitstheorie staat dan wel toe dat in de veldvergelijkingen gewerkt wordt met imaginaire massa, maar het deeltje van het zogeheten tachyonveld – da’s het kwantumveld met een imaginaire massa – zou langzamer gaan dan de lichtsnelheid. Het beroemdste voorbeeld van een tachyonveld is het Higgs boson: in zijn niet-gecondenseerde fase heeft deze een imaginaire massa, pas als door het Higgs mechanisme het Higgs boson ontstaat krijgt deze een ‘gewone’ massa van 126 GeV. En alle experimenten laten het zien: hij gaat langzamer dan de lichtsnelheid.

Doordat een tachyon sneller gaat dan het licht, zouden we het niet kunnen zien naderen. Nadat het ons gepasseerd was, zouden we er twee beelden van zien: één in de richting waarheen het vliegt (links) en het andere in de richting waaruit het gekomen is (rechts). Beide beelden zouden zich van ons af bewegen. Het beeld van het wegvliegende deeltje (links) zou als gevolg van het dopplereffect een roodverschuiving te zien geven, het beeld van het naderende deeltje een blauwverschuiving. De zwarte lijn is een momentopname van de schokgolf van Tsjerenkovstraling (bron: Bron: Wikipedia).

Verder zijn de waarnemingen waarop Ehrlich zich baseert ook uit te leggen als aanwijzing dat neutrino’s juist een kleine, maar positieve massa hebben, zoals het dubbele betaverval-experiment. Tenslotte is het vreemd dat Ehrlich alleen over de massa van het elektron-neutrino praat en niet over de massa van de twee andere generaties.

Neutrino’s oscilleren voortdurend van de ene in de andere generatie.

Onderzoek aan de drie generaties, die continue van de ene in de andere generatie kunnen oscilleren, laat zien dat die verschillende generaties ondefinieerbare massa’s hebben: het onzekerheidsprincipe komt hier om de hoek kijken en dat betekent dat je van een neutrino z’n generatie weet (elektron,- muon- of tau-neutrino) of z’n massa, maar niet beiden tegelijk. De metingen die gedaan zijn kunnen dus ook betrekking hebben op één van de andere generaties neutrino’s. Kortom, Ehrlich lijkt met betere bewijzen te moeten komen voor zijn claim dat het elektron-neutrino sneller gaat dan het licht ómdat het een imaginaire massa zou hebben. :bron: Bron: Phys.org + Koberlein + Jean Paul Keulen/Kijk.

References[+]

References
1 onder andere gedaan aan de temperatuursfluctuaties in de kosmische achtergrondstraling, de gravitatielenzen door clusters van sterrenstelsels en kosmische straling.

Dawn heeft Ceres in het vizier


De Amerikaanse ruimtesonde Dawn komt steeds dichter bij Ceres, een dwergplaneet van zo’n 1000 kilometer in doorsnede. De ruimtesonde heeft een tijd achter de zon gezeten, waardoor er nauwelijks radiocontact mogelijk was. Inmiddels is Dawn weer tevoorschijn gekomen en is de afstand tot Ceres gedaald tot zo’n 650.000 km. De ruimtesonde nadert z’n doelwit met een snelheid van 725 km/u en zal over zo’n drie maanden arriveren. Als dat lukt, zal Dawn een omloopbaan rondom de dwergplaneet gaan aannemen – dat zal de allereerste keer zijn dat een ruimtesonde om twee verschillende objecten gecirkeld heeft. Immers, Dawn heeft (van 2011 tot 2012) zo’n 14 maanden lang rondjes gedraaid rondom de protoplaneet Vesta!

Ceres en Vesta zijn de grootste objecten in de planeto

Heeft Venus oceanen gehad…..van kooldioxide?

Credit: NASA/JPL.

Venus zou vroeger een exotische oceaan van vloeibare kooldioxide gehad kunnen hebben, zo blijkt uit een recent onderzoek. Venus wordt vaak beschouwd als een tweeling van de aarde, omdat beide objecten even groot zijn en een vergelijkbare samenstelling hebben. Toch is de aarde een paradijs voor leven, terwijl Venus een hellewereld is – met een gigantische luchtdruk, verstikkende temperatuur en neerslag van zwavelzuur. Toch denken wetenschappers dat Venus vroeger rijk aan water moet zijn geweest, wellicht voldoende voor de vorming van een wereldomvattende oceaan! Toch denken sommige onderzoekers dat Venus nooit oceanen gehad heeft, omdat de planeet altijd al te warm is geweest. Als gevolg daarvan zal regen dat uit de waterdampwolken gevallen is, nooit het oppervlak bereikt hebben. Daarnaast is de planeet ook altijd rijk geweest aan kooldioxide en nu komt het bijzondere – de luchtdruk op Venus zou in het verre verleden, gedurende zo’n 150 miljoen jaar, wel tien hoger kunnen zijn geweest dan vandaag de dag. Onder die omstandigheden zal superkritieke kooldioxide een vloeibare vorm gaan aannemen. Dat betekent dat Venus inderdaad oceanen gehad heeft, maar dan van een heel ander soort dan de oceanen op aarde – exotische oceanen van superkritische CO2.

Bron: SPACE.com

Het afgelopen jaar op het gebied van exoplaneten

Het jaar 2014 was een fantastisch jaar op het gebied van exoplaneten – planeten die om andere sterren dan de zon draaien. Het aantal bekende exoplaneten is verdubbeld naar bijna 2000 stuks, mede dankzij zo’n 700 planeten die in één keer zijn bevestigd 😀 – laten we eens kijken naar de boeiendste ontdekkingen.

Neefje van de aarde
In april hebben wetenschappers de ontdekking bekend gemaakt van Kepler-186f, de eerste planeet ter grootte van de aarde die in de zogenaamde “leefbare zone” van z’n ster staat – het gebied waarin het bestaan van vloeibaar water aan het oppervlak van een planeet mogelijk zou kunnen zijn. Zoals de naam suggereert, is de planeet ontdekt door de Kepler-ruimtetelescoop. De planeet staat op een afstand van 490 lichtjaar en is maar tien procent groter dan onze aarde. Toch is het geen tweeling-aarde, aangezien Kepler-186f rondom een rode dwerg draait – een ster veel kleiner en lichtzwakker dan de zon. Maar, Kepler-186f zou alsnog leefbaar kunnen zijn, wat ‘m het predicaat “neefje van de aarde” heeft opgeleverd.

Credit: NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech

Een leefbare wereld in onze achtertuin?
Kepler-186f is niet de enige potentieel leefbare exoplaneet die dit jaar ontdekt is. De planeet Gliese-832c zou ook leefbaar kunnen zijn, ondanks het feit dat de planeet vijf keer zwaarder is dan onze aarde. De kans is echter groter dat deze Super-Aarde eigenlijk een bloedhete Super-Venus is 🙁

credit: PHL @ UPR Arecibo, NASA Hubble, Stellarium

715 nieuwe planeten in één keer
Exoplaneten worden meestal per stuk ontdekt en bevestigd, maar in februari werden in één klap 715 planeten aan het totaal toegevoegd! Meer dan 90 procent van deze planeet zijn kleiner dan Neptunus, terwijl vier van hen in de leefbare zone liggen én kleiner dan 2,5 aardes zijn! Dit enorme aantal Kepler-planeten is ontdekt via een techniek dat “validation by multiplicity” wordt genoemd – ehm…”validatie door veelvoud”? Hierbij wordt gebruik gemaakt van waarschijnlijkheid en statistiek in plaats van daadwerkelijke waarnemingen.

De Godzilla van de Aardes
Nog een hoogtepunt uit 2014 is de planeet Kepler-17c, die ongeveer 17 keer zwaarder is dan de aarde. Wetenschappers dachten dat dit soort planeten vooral uit gassen zouden bestaan, maar Kepler-17c blijkt, tot ieders verbazing, rotsachtig te zijn! Vandaar dat de planeet het eerste lid is van een geheel nieuwe klasse van exoplaneten, de Mega-Aardes. Kepler-17c draait om een zonachtige ster op een afstand van 560 lichtjaar vanaf de aarde.

credit: David A. Aguilar (CfA)

Gasdwergen
Net zoals rotsplaneten veel groter kunnen worden dan verwacht, blijkt dat gasplaneten veel kleiner kunnen zijn dan verwacht! Dat is de conclusie van een nieuwe studie, waaruit is gebleken dat planeten met een massa van minder dan 1,7 aardes rotsachtig zijn, terwijl planeten met een massa van meer dan 3,9 aardes zich zullen ontwikkelen tot gasreuzen. Tussen die twee extremen kunnen dan gasdwergen gevonden worden – planeten die qua omvang niet veel groter dan de aarde zijn, maar desondanks vooral zijn opgebouwd uit waterstof en helium.

De eerste exomaan?
Astronomen hebben mogelijk de eerste maan buiten het zonnestelsel ontdekt, maar we zullen het nooit zeker weten. De ontdekking is namelijk verricht via een techniek die “gravitational microlensing” wordt genoemd, waarbij de zwaartekracht van een voorgrondobject het licht verstoord van een achtergelegen ster, vanuit het perspectief van de aarde.De onderzoekers hebben een enkele lensgebeurtenis gevonden, die op het bestaan van twee dingen zou kunnen wijzen: of een interstellaire “zwerfplaneet” met een rotsachtige exomaan, of een kleine dwergster met een planeet van 18 aardmassa’s. Helaas zullen we nooit weten welke het is, aangezien microlensgebeurtenissen volledig willekeurig zijn. Het blijft dus wachten op de eerste bevestigde exomaan.

credit: NASA/JPL-Caltech

De oudste potentieel leefbare exoplaneet
Astronomen hebben dit jaar ook nog de planeet Kepteyn b ontdekt, een Super-Aarde in de leefbare zone van een nabije rode dwergster. De ster (en vermoedelijk dus ook de planeet) is 11,5 miljard jaar oud – meer dan twee keer zou oud dan onze aarde! Dat betekent dat als op deze planeet leven ontstaan is, dit leven ontzettend lang de tijd heeft gehad om te evolueren!

credit: PHL @ UPR Arecibo, Aladin Sky Atlas

Aardse werelden in binaire systemen?

Dit jaar is voor het eerst een rotsachtige planeet aangetroffen die rondom één (maar niet beide) ster(ren) in een binair stelsel draait – een dubbelster dus. De wereld in kwestie heeft de poëtische naam OGLE-2013-BLG-0341Bb meegekregen en is te koud voor leven zoals wij dat kennen. Het is ook niet de eerste planeet die bij een dubbelster is gevonden, maar wél de eerste planeet die rondom één van de twee sterren van een dubbelster draait! Dat is een significant resultaat, omdat rotsplaneten schijnbaar op relatief grote afstand van een enkele component van een dubbelster kunnen ontstaan. Astronomen dachten dat de invloed van de begeleidende ster het planeetvormingsproces zou verstoren. Bron: SPACE.com.

Video: Zoef, het ISS dat voorbij de maan scheert

Gadi Eidelheit heeft op 28 december j.l. vanuit Ganot in Israel een mooie video gemaakt van het internationale ruimtestation ISS, dat gezien vanaf zijn locatie voorbij de maan vloog. Voor het eerste deel van de video maakte hij gebruik van een Canon 700d met Sigma 18-250, het ingezoomde tweede deel deed hij met een Canon sx50HS.

Ik heb zelf ook wel eens zo’n ‘transitie’ waargenomen van het ISS, niet voor de maan langs, maar voor de zon langs. Het gaat razendsnel, want het ISS gaat zo snel dat ‘ie binnen een seconde voor de maan of zon langs vliegt en als je dan even knippert met je ogen of niest is ’t al te laat. Je moet ook op de juiste locatie zitten, want al je bijvoorbeeld een paar honderd meter verderop zit, dan heb je kans niets te zien. Via websites zoals CalSky kan je voor jouw locatie voorspellingen krijgen wanneer zo’n transitie te zien is. Bron: Universe Today.

“Russen willen resort en observatorium op de maan”

De Russen blijken wilde plannen te hebben met de maan. Het Russische ruimtevaartagentschap wil op termijn een luxe resort op de maan openen, evenals een grote telescoop op de ‘achterkant’ van de maan! De eerste stap zou een robotonderzoekslab moeten worden, die binnen 15 jaar in bedrijf zou moeten gaan. Nou, ik vind het prima dat de Russen ambitie tonen, maar met een gekelderde roebel (de Russische munteenheid) denk ik niet dat de ex-Sovjets dat kunnen betalen. Maar goed, dat is de bescheiden mening van ondergetekende 😉

Wiskundig bewijs gevonden dat heelal spontaan uit het niets kán zijn ontstaan

credit: NASA/JPL/STScI Hubble Deep Field Team

Dat er een oerknal is geweest waarmee het heelal ontstond is geen nieuw idee, de Belgische priester George Lemaá®tre kwam er eind jaren twintig als eerste mee aan en sindsdien weten we op grond van diverse aanwijzingen – de kosmische microgolf-achtergrondstraling, de waargenomen hoeveelheid helium-3 en helium-4  en de uitdijing van het heelal – dat er inderdaad een oerknal moet zijn geweest, pakweg 13,8 miljard jaar geleden. Grote vraag is natuurlijk waar de oerknal vandaan kwam en op die boeiende vraag wordt meestal geantwoord dat het heelal spontaan uit het niets ontstond door een kwantumfluctuatie.

OK, dat klinkt leuk zo’n spontane kwantumfluctuatie en op grond van de kwantummechanica is het nog toegestaan ook, maar natuurkundigen hebben ook wiskundig bewijs nodig voor zo’n best wel gedurfde stelling. En laat dat bewijs nou geleverd zijn! Dongshan He en z’n collegae Dongfeng Gao en Qing-yu Cai van het Wuhan Institute of Physics and Mathematics in China schrijven in dit vakartikel hoe ze op basis van de zogeheten Wheeler-DeWitt vergelijking (zie afbeelding hieronder) hebben bewezen dat door een spontane kwantumfluctuatie inderdaad een heelal uit het niets kán ontstaan.

Die vergelijking stamt uit de jaren zestig en het is een poging van de natuurkundigen John Wheeler en Bryce DeWitt om de relativiteitstheorie en kwantummechanica, de twee grote natuurkundige theorieën van de twintigste eeuw, wiskundig te combineren. He en z’n collegae borduren er op voort en gaan daarbij uit van het onzekerheidsprincipe van Heisenberg, één van de pilaren van de kwantummechanica, welke toestaat dat lege ruimte spontaan kan ontstaan vanuit fluctuaties in een metastabiel vals vacuüm. Als zoiets gebeurt zijn er twee mogelijkheden: de ontstane bel ruimte expandeert niet snel genoeg en dan verdwijnt ‘ie binnen de kortste keren, of de bel weet exponentieel te groeien en dán kan ‘ie blijven bestaan. He et al laten nu zien dat die laatste mogelijkheid wiskundig gezien kan en dat de expansie kan verlopen volgens drie scenario’s: gesloten, open of vlak, de bekende drie geometrische vormen van het heelal.

Credit: NASA/Gary Hinshaw/Wikipedia Commons

Een interessante uitkomst van de berekeningen is dat de onderzoekers werken met een factor genaamd kwantum potentiaal en dat deze factor uitstekend de rol van vervullen van Kosmologische Constante, de door Albert Einstein in 1917 geïntroduceerde factor die mogelijk zorgt voor de versnelde uitdijing van het heelal. He, Gao en Cai hebben die kwantum potentiaal weer ontleend aan een andere theorie, de pilot-wave theory, die de natuurkundige David Bohm halverwege de 20e eeuw bedacht.  Bron: Physics ArXiv Blog.