Leven kan zich als een epidemie verspreiden in de Melkweg

Credit: NASA/JPL-CalTech

Voorlopig is er maar één planeet in de Melkweg bekend waar leven op te vinden is: moeder Aarde. Maar desondanks zijn de meeste sterrenkundigen het er wel over eens dat elders ook leven moet zijn, primitief of intelligent. Het lijkt niet een kwestie óf we leven buiten de aarde zullen vinden maar meer wanneer we dat zullen vinden. Er zijn inmiddels al 1950 ontdekte en bevestigde exoplaneten, planeten bij andere sterren dan de zon, en 31 daarvan lijken leefbaar te zijn. De vraag dringt zich vervolgens op of het leven op die planeet – áls we dat gevonden hebben – daar spontaan ontstaan is of dat het ‘geïmporteerd’ is van elders. Aan die vraag hebben sterrenkundigen van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) onlangs een studie gewijd en daaruit is naar voren gekomen dat leven zich in de Melkweg kan verspreiden op een manier die doet denken aan een epidemie, aan de wijze waarop ziektes zich kunnen verspreiden. Feitelijk zijn er twee manieren hoe leven zich kan verspreiden, te weten via een natuurlijke verspreiding, waarbij bacteriën of andere levensvormen meeliften met kometen of planetoïden, die door de zwaartekracht van de ster weggeslingerd worden naar een naburige ster, of via intelligent leven dat zich met raketten een weg baant door de kosmos.

Credit: Alamy

Welke manier doet er volgens de CfA groep niet echt toe, bij beiden zal het leven zich vanuit centra naar alle kanten uit verspreiden, zoals groeiende bellen in het water (de groene bellen in de illustratie bovenaan). Dat betekent dus dat als ergens op exoplaneet X leven wordt gevonden, dat er dan grote kans is dat leven zich ook op de naburige planeet Y bevindt, die bij een ster verder staat. Er zijn op die manier patronen zichtbaar van de verspreiding van leven in de Melkweg. Voorwaarde voor dergelijke patronen is wel dat de verspreiding snel verloopt, omdat sterren de neiging hebben door hun eigenbeweging door de Melkweg van elkaar vandaan te bewegen en dan wordt de panspermie, zoals dit ook wel wordt genoemd, moeilijker. Over de studie is een artikel verschenen en dat is inmiddels geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal Letters.Over buitenaards leven is overigens nog ander nieuws te melden. Australische wetenschappers hebben namelijk uitgezocht wat de meest logische plek is om te zoeken naar intelligent buitenaards leven in de Melkweg en dat blijken de binnenste regio’s van de Melkweg te zijn. Die regionen bevatten bijzonder veel planeten met de juiste omstandigheden voor het ontstaan van intelligent leven, waardoor daar mogelijk al twee 2 miljard jaar geleden complexe samenlevingen ontstonden, aldus de onderzoekers in een recent artikel dat verschenen is in het maandblad Astrobiology. Het gaat met name om de regionen net onder en boven het galactisch vlak, waar minder vaak supernova-explosies plaatsvinden. Bron: CfA + Nu.nl[Update 22.30 uur] Nog wat ander gerelateerd nieuws: uit Japans onderzoek blijkt dat het heel goed mogelijk is dat leven verspreid wordt via kometen. Ze hebben aminozuren, waterijs en silicaten bij zeer lage temperaturen (77K) in een soort van kogel gedaan, die vervolgens werd afgevuurd om een inslag na te bootsen. Door de inslag bleken er ‘peptiden’ te ontstaan, een bepaald soort moleculen. Meer info over het onderzoek in de Bron: Universe Today.

Zijn snaren zichtbaar in de kosmische achtergrondstraling, nagelaten door de inflatie?

Credit: University of Colorado at Boulder

De snaartheorie is ‘de extreemste vorm van theoretische fysica en de belangrijkste kandidaat voor een kwantummechanische beschrijving van de zwaartekracht’ – een quote van Princeton-baas Robbert Dijkgraaf – maar hij staat er ook om bekend niet of zeer slecht toetsbaar te zijn. De snaartheorie zou een verklaring geven waar deeltjes zoals quarks, fotonen, neutrino’s en elektronen uit bestaan, waar donkere energie en donkere materie uit bestaan, maar het probleem is dat het niet te toetsen valt ‘omdat een haalbaar wetenschappelijk experiment dat de theorie bevestigt dan wel ontkracht (nog) niet concipieerbaar is’, aldus criticaster Peter Woit, de natuurkundige achter de blog Not even Wrong. Niet meetbaar, niet toetsbaar, niet concipieerbaar, dat imago achtervolgt de snaartheorie al sinds haar verschijnen, eind jaren zestig. Maar snaartheoretici laten het daar niet bij zitten en maart dit jaar verscheen dit artikel op de arXiv, waarin de twee auteurs, Nima Arkani-Hamed en Juan Maldacena, betogen dat volgens hen de snaartheorie wel meetbaar is.

Cosmological Collider Physics by Nima Arkani-Hamed and Juan Maldacena (27 March 2015)

Nou mag je van veel natuurkundigen zeggen en denken wat je wilt, maar deze twee heren zijn niet zomaar wat bijeen gesprokkelde natuurkundigen, deze twee zijn op dit moment zo’n beetje de créme de la créme van de theoretische fysica, grootheden die we hier op de Astroblogs al vaker voorbij hebben zien komen, onder andere in de ER=EPR discussie. Arkani-Hamed en Maldacena komen in het artikel tot talloze en ingewikkelde berekeningen – zoals het in de meeste verhandelingen over snaren toegaat – en de uitkomst ervan is dat ze denken dat de kortstondige inflatieperiode, toen het heelal 10-³³ seconden na de oerknal een zeer korte, maar heftige exponentiële groeispurt meemaakte, bijzonder zware deeltjes moet hebben geproduceerd, die een meetbaar signaal moeten hebben achtergelaten op de kosmische microgolf-achtergrondstraling (Engelse afkorting: ‘CMB’), de straling die nu nog resteert van die hete oerknal, of in de verdeling van sterrenstelsels in het heelal.

De kosmische microgolf-achtergrondstraling. Houdt hierin een signaal zich schuil dat de snaartheorie zou kunnen staven? Credit: ESA/Planck Collaboration

Het zou gaan om deeltjes met een spin die groter is dan twee (S>2) – spin is de kwantumeigenschap van het impulsmoment van deeltjes. Dergelijke deeltjes vervallen na korte tijd op een zeer complexe manier en Arkani-hamed en Maldacena denken dat dat verval zich heeft verraden door zeer kleine, maar subtiele afwijkingen (‘non-gaussianities’) in de temperatuursverdeling van de CMB of in de verdeling van sterrenstelsels in het heelal. Volgens hen werkte de oerknal als kosmische deeltjesversneller, die tijdens de inflatie deeltjes produceerde die wel 10^15 meer energie hadden dan wat de Large Hadron Collider (LHC) kan produceren.

infografiek van het ontstaan en de evolutie van het heelal. Links zie je de inflatieperiode. Credits: NASA/JPL.

Naar variaties in de CMB wordt al jaren gekeken, onder andere door instrumenten zoals Planck, BICEP en POLAR BEAR, en zoals we vorig jaar gezien hebben aan de BICEP2 claim dat in de CMB signalen van zwaartekrachtsgolven, óók achtergelaten door de inflatie, gevonden waren, is het een enerverend, maar ook controversieel onderwerp. Hieronder de door BICEP2 gevonden B-mode polarisatie in de CMB, dat uiteindelijk niet op het conto van primordiale zwaartekrachtsgolven kon worden geschreven.

Credits: BICEP2 Collaboration.

En ook deze claim van Arkani-Hamed en Maldacena is vanaf het begin onderwerp van discussie, met zowel voorstanders (zoals Lubos Motl) en tegenstanders (zoals Peter Woit). Als het voorspelde signaal inderdaad bestaat zal het zeer lastig zijn om het te ontdekken, omdat het nog gevoeliger zal zijn voor storende invloeden van andere factoren, nog meer dan het signaal van de primordiale zwaartekrachtsgolven in de CMB, waar stof uit de Melkweg de storende factor bleek te zijn. Naast de CMB zouden sterrenstelsels ook kunnen helpen bij de bevestiging van de claim van Arkani-Hamed en Maldacena en daarmee van de snaartheorie. Wellicht dat er in de verdeling van sterrenstelsels of in hun rotatierichting lichte voorkeuren bestaan, die anders niet te verklaren zijn. Hieronder een video van de Strings 2015 Conference, welke van 22 tot en met 26 juni in het Indiase Bangalore werd gehouden. In deze boeiende, maar o zo technische video praat Juan Maldacena over de theorie van hem en Arkani-Hamed.

Bron: Symmetry Magazine + The Reference Frame + Not even Wrong.

Nog even en de Astroblogs bestaat tien jaar!

Het duurt nog maar enkele maanden en dan bestaat de Astroblogs tien jaar! Op 5 december 2005 hield niet alleen Sinterklaas z’n zoveelste verjaardag, maar toen zag ook de eerste echte Astroblog het levenslicht, een blog gewijd aan de resultaten van de Huygens lander, die op 14 januari van dat jaar op de maan Titan van Saturnus was geland. Hier zie je die blog nogmaals, maar dan zoals ‘ie er toen uitzag. Tien jaar Astroblogs mogen we natuurlijk niet ongemerkt voorbij laten gaan, dat moet met lezers en auteurs gevierd worden. Vorig jaar hadden we ook iets te vieren, vanwege de 10.000e verschenen Astroblog (dit is nr. 11.685), en dat deden we toen met de Astroblogs Meet & Greet op 1 november 2014. Toen kregen de lezers en auteurs in Volkssterrenwacht Mercurius drie prachtige presentaties te zien van Daniela de Paulis (inmiddels wereldwijd bekend vanwege haar Moonbounce en ‘sending brainwaves into space’), André van der Hoeven (inmiddels wereldwijd bekend vanwege zijn astrofotografie) en Daniëlle Futselaar (inmiddels wereldwijd bekend vanwege haar ‘space-art’). Over de vraag hoe we tien jaar Astroblogs kunnen vieren heb ik uiteraard nagedacht. Ik zou net als vorig jaar iets vanachter mijn bureau kunnen verzinnen en dat samen met wat anderen in klein comité kunnen voorbereiden, maar eigenlijk vind ik dat niet zo leuk. Astroblogs is inmiddels uitgegroeid tot de meest populaire website op het gebied van sterrenkunde en ruimtevaart van Nederland en daar hebben de lezers een heel groot aandeel in, niet alleen via hun talloze reacties op de blogs, maar ook door de Astrocorner.

Vandaar dat ik bij deze de oproep aan de lezers doe om met ideeën te komen hoe we samen – lezers en auteurs (inmiddels 13!) – tien jaar Astroblogs kunnen vieren. Wees creatief, bedenk alleen of samen met anderen een leuke manier om het te vieren en stuur dat naar mij op. Ik geef jullie daar de maand september voor, dat moet toch wel voldoende zijn? Op of rond 1 oktober a.s zal ik dan aan jullie laten weten wat er allemaal aan ideeën naar voren is gekomen en dan gaan we vervolgens met elkaar kijken wat haalbaar en betaalbaar is (‘ja gezellig met elkaar een suborbitale vlucht in Virgin Galactic’s SpaceShopTwo’ lijkt mij tamelijk duur, ik noem maar even wat). Ik ben benieuwd!

Een realistische animatie van New Horizons’ flyby langs Pluto

We komen weer even terug op de enerverende scheervlucht van de Amerikaanse New Horizons sonde op 14 juli j.l. langs Pluto en z’n vijf manen, op twitter omgedoopt tot de #PlutoFlyby. Stuart Robbins, post-doc student bij het Southwest Research Institute, heeft op basis van echte foto’s en baangegevens een zeer realistische animatie ervan gemaakt en die zie je in de video hieronder.

Eh… dat het volgende doel van de New Horizons al bekend is, dat wisten jullie al h

Delftse onderzoekers meten verstrengeling informatie van deeltjes 1,3 km van elkaar vandaan

Credit afbeelding: Hanson et al.

Een groep wetenschappers van QuTech-lab, onderdeel van de TU Delft, is er onder leiding van Ronald Hanson in geslaagd om bij een experiment kwantuminformatie te verstrengelen van deeltjes, die maar liefst 1,3 km van elkaar vandaan waren (tussen A en B, zie afbeelding hierboven). Deze deeltjes – elektronen in diamant – waren daarmee verstrengeld en dat betekent dat ze elkaars eigenschappen deelden. Zou het ene elektron plotseling van spin veranderen, dan zou het andere elektron dat gelijktijdig ook doen (licht doet 4,27 microseconde over die afstand). De wetenschappers hebben met de test laten zien dat de vreemdste eigenschap van de kwantumtheorie bestaat, namelijk dat informatie over een afstand geteleporteerd kan worden. Bij teleportatie wordt informatie niet verplaatst tussen twee punten, maar vindt de overdracht plaats door de verstrengeling van de eigenschappen van die deeltjes. Veranderingen hebben dus ook onmiddellijk, zonder tijd ertussen, invloed op het andere deeltje. Omdat deze eigenschappen ingaan tegen het idee dat niets sneller dan het licht kan reizen, vermoedde Einstein dat er nog verborgen variabelen moesten bestaan. Die lijken nu echt niet te bestaan. Het gaat hier dus ná­et om het teleporteren van fysieke objecten zoals we uit de Star Trek’s kennen, maar om informatie. Hieronder een illustratie van de NASA over kwantum teleportatie, in die geval niet met elektronen, maar fotonen.

Credits: Félix Bussières/University of Geneva

Afgelopen donderdag werd hierover in Nature een artikel gepubliceerd, gebaseerd op een voorpublicatie van de onderzoeksgroep zelf, die op de arXiv verscheen. Bij eerdere kwantumexperimenten waren ook al deeltjes verstrengeld en informatie overgebracht, maar daar zaten altijd ‘loopholes’ in, de verborgen variabelen waar Einstein op wees, mogelijke manieren dat die informatie niet via kwantumteleportatie werden overgebracht, maar op een andere manier. Hanson’s groep wist echter door de elektronen te koppelen aan fotonen en die naar een derde locatie te sturen (‘C’ in de afbeelding) aan te tonen dat zijn experiment vrij is van loopholes. Bron: Tweakers.net.

NASA kiest de volgende mogelijke bestemming van New Horizons: KBO 2014 MU69

Een impressie van de New Horizons sonde, die langs KBO MU69 vliegt.

De NASA heeft besloten dat het volgende doel van de New Horizons sonde, die op 14 juli j.l. langs Pluto en z’n manen vloog, het

Zestig dagen en nachten achtereen in bed liggen… voor ruimtevaartonderzoek

Op woensdag 9 september gaan twaalf mannen naar bed. Dat gaan mannen wel vaker, maar dit keer gaan ze maar liefst zestig dagen lang naar bed en ze komen er ook niet uit, behalve dan voor wat sanitaire stops. Het gaat om een onderzoek dat door de Duitse ruimtevaartorganisatie DLR wordt gehouden in de ‘Envihab’ faciliteit in Keulen (zie afbeelding hieronder) en het is bedoeld om te kijken welke effect continue liggen heeft op het menselijk lichaam. Het gaat er om dat de botten en spieren niet worden gebruikt, iets wat ook de astronauten in de ruimte overkomt door de gewichtsloze toestand aldaar. Met name bij toekomstige lange afstandsmissies is het belangrijk te weten wat de effecten hiervan zijn op het menselijk lichaam.

De mannen komen onder een hoek (inclinatie genoemd) van 6

The Martian promo: Neil deGrasse Tyson kondigt de Ares 3 missie met Hermes naar Mars aan

Stel je toch eens voor dat het 2029 is en een veertien jaar oudere en wat grijzer geworden Neil deGrasse Tyson de reis van de zes astronauten aan boord van de Hermes voor de Ares 3 missie naar Mars aankondigt. Dát is te zien in deze fantastische promo voor The Martian, de SF-film van regisseur Ridly Scott, met Matt Damon in de hoofdrol, die op 2 oktober a.s. in premiére gaat.

Bron: Space.com.