We hebben er lang op moeten wachten, maar vannacht om 02.00 uur Nederlandse tijd is het dan zo ver. Dan wordt het artikel van Erik Verlinde over zijn zwaartekrachtstheorie op de preprintserver arXiv geplaatst! In dat ruim 40 pagina’s tellende artikel zal Verlinde komen met een baanbrekende theorie, waarmee volgens zeggen de donkere materie niet meer nodig is. Morgenochtend als we wakker zijn zullen we ’t allemaal weten en kunnen lezen. Morgen vast meer over Verlinde’s ideeën! Tip voor deze blog kwam van Jan Heuser, waarvoor dank! Bron: Volkskrant.
[Update 8 november 07.10 uur] Tataratááá, daar is ‘ie:
Credit: SPACE TIME TRAVEL/CREATIVE COMMONS ATTRIBUTION-SHARE ALIKE 2.5 GENERIC
Om een zwart gat te krijgen is een lange weg te gaan. Het zijn de meest compacte objecten in het heelal, zo compact zelfs dat hun kern, hun singulariteit zoals dat heet, niet beschreven kan worden met de twee grootste natuurkundige theorieën van de twintigste eeuw, de relativiteitstheorie en de kwantum mechanica. In de ‘compactheid’ van astronomische objecten kunnen we nogal wat variaties onderscheiden en die zijn door de sterrenkundigen in de twintigste eeuw nauwkeurig gedefinieerd. Zo zijn daar:
witte dwergen, die ontstaan uit sterren zoals de zon en die voornamelijk bestaan uit gedegenereerde of ‘ontaarde’ elektronen. Dan zit er pakweg één zonsmassa in een bol ter grootte van de aarde. De Indische natuurkundige Subramanyan Chandrasekhar ontdekte eind jaren twintig reeds op twintig jarige leeftijd dat witte dwergen een maximum aan gewicht kunnen hebben en dat ze daarboven, als ze bijvoorbeeld massa aantrekken van een nabije compagnon, ineen moeten storten. Die limiet wordt de Limiet van Chandrasekhar genoemd en de waarde ervan is ongeveer 1,4 zonsmassa.
boven die limiet storten witte dwergen in en dan zullen de elektronen en atoomkernen in elkaar gedrukt worden, totdat een zee van gedegenereerde of ontaarde neutronen ontstaat. Dán heb je een neutronenster en da’s dan pakweg anderhalve zonmassa in een bol ter grootte van Amsterdam, zeg een bol van 15 km doorsnede. Ook die heeft een limiet, tot wanneer de neutronen de zwaartekracht kunnen weerstaan. Da’s de Tolman-Oppenheimer-Volkoff (TOV) limiet, in 1939 door Robert Oppenheimer en zijn leerling George Volkoff gepostuleerd. De TOV limiet bedraagt ongeveer drie zonsmassa, daarboven storten neutronensterren in.
Nou denken we meestal dat na de overschrijding van die TOV limiet de gang richting zwarte gaten is gezet, maar er blijkt nog een laatste halte te zijn vóór de daadwerkelijke vorming van een zwart gat. Een object dat sferisch is en een uniforme dichtheid heeft en dat zwaarder is dan de TOV limiet zou in theorie nog stabiel kunnen zijn tot de zogeheten Buchdahl limiet, een limiet die in 1959 geopperd werd door Hans Buchdahl. De limiet is geen massa, maar een afstand, namelijk 9/8e van de Schwarzschild straal. En da’s dan meteen de grens van een echt zwart gat.
Want als een object kleiner wordt dan de Buchdahl limiet, dán kan niets meer de ineenstorting tot een zwart gat tegenhouden en verdwijnt alle massa tot binnen die Schwarzschild straal, die R=2GM/c² bedraagt, waarin R de straal, G de zwaartekrachtconstante van Newton, M de massa en c de lichtsnelheid is. Die straal, ook wel de waarneemhorizon genoemd, is de grens waarbinnen de ontsnappingssnelheid groter is dan de lichtsnelheid en niets meer kan ontsnappen uit het zwarte gat. Voor een zonsmassa bedraagt die straal 3 km, voor de aarde…9 mm.
OK en dan nou de quizvraag van de dag: witte dwergen, neutronensterren en zwarte gaten hebben dus allemaal hun eigen limiet. Welk object hoort dan bij de Buchdahl limiet? Bron: Koberlein.
Marsrover heeft recentelijk een ijzermeteoriet ter grootte van een golfbal ontdekt. Op aarde komen we die meteorietsoort vaker tegen en op Mars zijn er eerder ook al exemplaren van gevonden. Egg rock, zoals ‘ie wordt genoemd, is echter de eerste die experimenteel bevestigd is door een spectrometer, Curiosity’s Chemistry and Camera (ChemCam), die met laserstralen de samenstelling van rotsen kan bepalen. Op 30 oktober j.l. is Egg Rock geanalyseerd met de ChemCam en dat leverde de bevestiging op van wat men al vermoedde, dat het een ijzermeteoriet is.
De meteoriet werd eerder opgemerkt, op 27 oktober met Curiosity’s Mast Camera (Mastcam). Met de ChemCam vond men ijzer, nikkel en fosfor in de kleine rots. IJzermeteorieten zijn afkomstig van planetoïden, waarvan ze ooit tot de kern moeten hebben gehoord. Egg Rock ligt in de Murray formatie, een gebied in de Gale krater, aan de voet van Mount Sharp, waar Curiosity onderzoek doet. Bron: NASA.
In december zal een wetenschappelijk artikel worden gepubliceerd over de ‘beruchte’ EMdrive, het voortstuwingssysteem waar een onderzoeksgroep onder leiding van Harold White (NASA’s Johnson Space Center) al jaren aan werkt en die volgens sommigen voor een revolutionaire raketaandrijving kan zorgen. Het vakblad AIAA Journal of Propulsion and Power heeft ingestemd met publicatie en daarom zal volgende maand “Measurement of Impulsive Thrust from a Closed Radio Frequency Cavity in Vacuum” verschijnen. Het artikel verscheen eerder deze week op Reddit, maar daar is het inmiddels weggehaald door de moderators. De link in de titel van het artikel werkt wel, die verwijst naar het artikel en alle afbeeldingen daarin in een map op Google Drive. White en zijn groep beweren in een afgesloten ruimte in vacuüm een voortstuwing te hebben geproduceerd die 1,2 ± 0,1 mN / kW (millinewton per kilowatt) groot is. Lijkt niet veel, maar het is meer dan wat zonnezeilen en laser voortstuwing produceren, da’s tussen 0,33 en 0,0067 mN / kW. Probleem met die EMdrive is alleen dat het een hypothetische motor is en dat het gewoonweg niet kan werken, omdat het de universele behoudswet van momentum van overtreedt, feitelijk Newton’s derde wet, actie=reactie. Grote kans dus dat die geproduceerde voortstuwing een geheel andere oorsprong heeft, zoals thermische vervormingen door de temperatuurgradiënt in de vacuümkamer of door kleine gaslekken. Onafhankelijk onderzoek door andere groepen moet dat laten zien. Voorlopig overheerst scepsis over de claim van White’s groep, waarover we eerder ook al schreven. Maar even afwachten tot de officiële publicatie in december van het artikel. Bron: Francis Naukas.
Alles beweegt in het heelal. De Griekse filosoof Heraclites zei het al in de Oudheid: Panta rhei, oftewel alles is in beweging. De aarde draait om z’n as, Aarde en maan draaien om een gemeenschappelijk zwaartepunt, het aarde-maansysteem draait om de zon, het zonnestelsel draait om het centrum van de Melkweg, de Melkweg en andere leden van de zogeheten Lokale Groep bewegen naar elkaar toe – uiteindelijk leidend tot een botsing van Melkweg en Andromedastelsel – en de Lokale Groep beweegt weer in de richting van de Virgo cluster van sterrenstelsels. Die laatste beweging is nauwkeurig vastgelegd en de snelheid ervan bedraagt ongeveer 370 km/s – lijkt veel, maar het is slechts 0,12% van de lichtsnelheid. Interessante vraag is hoe we weten hoe snel ons Melkwegstelsel, het Andromedastelsel, de Driehoeksnevel en de andere stelsels van de Lokale Groep (zie afbeelding hieronder) bewegen.
Credit: NASA/Wikipedia
Het antwoord is gelegen in de afbeelding helemaal bovenaan in de blog, de kaart van de zogeheten dipool anisotropie van de kosmische microgolf-achtergrondstraling. Eh… nog een keertje, de dipool anisotropie van de kosmische microgolf-achtergrondstraling? Yep goed gelezen, de dipool anisotropie van de kosmische microgolf-achtergrondstraling. Die straling passeert hier met de regelmaat van de klok de Astroblogs, de straling die nog resteert van de hete oerknal waarmee 13,8 miljard jaar geleden het heelal ontstond en die door de continue uitdijing van het heelal afgekoeld is tot een temperatuur van 2,7 K, ietsje boven het absolute nulpunt. De kosmische microgolf-achtergrondstraling (Engelse afkorting: CMB) werd in 1964 ontdekt door Penzias en Wilson en sinds het verschijnen van het boek Physical Cosmology van Jim Peebles weten we dat er een dipool anisotropie moet zijn.
Dit is ook een kaart van de temperatuurverschillen in de CMB. Hier zijn alleen de dipool anisotropie en lokale effecten van de Melkweg vanaf getrokken. Deze kaart laat de verschillen in het vroege heelal zien, 370.000 jaar na de oerknal. Credit: Planck Collaboration
Zou de CMB overal aan de dezelfde temperatuur hebben, dan zou ‘ie isotroop zijn, zoals dat heet. Maar Peebles wees erop dat de CMB als een kosmische referentie kan werken, ten opzichte waarvan andere dingen kunnen bewegen. De beweging van de Lokale Groep zou als een dipool te zien moeten zijn, een gradatie van temperatuurverschillen in de CMB met twee polen, één pool in de richting waar we vandaan komen, één pool in de richting waar we heen gaan. Afgelopen jaren is de dipool anisotropie met diverse instrumenten gemeten, de laatste keer met de Europese Planck satelliet, en het resultaat is die afbeelding bovenaan. Het verschil tussen de warme pool (rechtsboven, dáár gaan we heen, in de richting van het sterrenbeeld Maagd, Virgo) en de koude pool (linksonder, daar komen we vandaan) is slechts 3,346 micro K, da’s 3,3 miljoenste van een Kelvin. Hoe ontstaat die dipool, waarom zou de beweging van de Lokale Groep zo’n anisotropie met twee polen in de CMB veroorzaken? Het antwoord daarop is de welbekende Doppler verschuiving, het effect dat golflengtes korter worden in de richting waarheen iets beweegt en dan blauwer worden en groter als we ervan af bewegen en dan roder worden – zie onderstaande figuur (geplukt uit deze presentatie).
Het ingewikkelde van de bewegingen op grote, kosmologische schaal is dat die bewegingen op kleinere schaal erin doorwerken en hun effect erop hebben. Het netto resultaat ervan is dat de Lokale Groep niet met 370 maar met 627 km/s naar Virgo vliegt. Ook is er naast de beweging richting de Virgo cluster nog een beweging van de Lokale Groep plus de Virgo cluster (samen de Lokale Supercluster, LSC) in de richting van de ‘Grote Aantrekker’, die in de richting ligt van de Hydra-Centaurus supercluster – om het nog wat ingewikkelder te maken. Bron: In the Dark.
Vorige week zaterdagavond 29 oktober j.l. was het de landelijke “Nacht van de nacht”.
Om een impressie te geven van deze avond heb ik een aantal foto’s gemaakt die hier te zien zijn:
Tijdens de Nacht van de Nacht konden mensen bij Sterrenkundevereniging Christiaan Huygens door telescopen kijken en kon iedereen zie hoe mooi de nachtelijke hemel is.
Op deze avond was het nieuwe maan wat betekent dat deze niet te zien is en dus de nacht donker is. Het was helder weer en je kon bijvoorbeeld het Andromeda stelsel zien. Het is het verste object dat met het blote oog is te zien, 2,9 miljoen lichtjaar! Een sterrenstelsel vergelijkbaar met dat van onze eigen Melkweg. Op de laatste foto heb ter verduidelijking getoond hoe dit sterrenstelsel er uit ziet en wanneer je deze met een fototoestel + telescoop langer zou belichten.
Op 19 oktober j.l. crashte de Europese Schiaparelli lander in het Meridiani Planum gebied bij de evenaar op Mars – niet volgens plan, maar vanwege ‘een communicatiestoornis tussen de software van een radarhoogtemeter en van de navigatie‘. Met 300 km per uur stortte de lander neer en daar bleef toen weinig van over. Op 1 november fotografeerde NASA’s Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) met z’n High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) camera de crash site in kleur en het resultaat zie je hierboven. Op de bovenste foto zie je de ‘inslagkrater’ van Schiaparelli zelf, linksonder de parachute en het achterste hitteschild, die aan elkaar verbonden waren, rechtsonder het voorste hitteschild. De witte puntjes zijn vermoedelijk restanten van de gecrashte lander. De MRO had het allemaal eerder al gefotografeerd, op 25 oktober j.l. Op de foto’s van de 12 meter grote parachute is te zien dat deze iets verplaatst is, hetgeen door de wind komt.
De video staat al meer dan een jaar op YouTube, maar ik kwam ‘m van de week pas tegen: Op zoek naar de kern – Deel 1: De deeltjesversneller van CERN. Het is een boeiende video, waarin de mensen van Tweakers, de website die ons dagelijks nieuws en informatie over hardware, software, games en internet geeft, ons meenemen naar Genève, waar de Large Hadron Collider staat, ’s werelds grootste deeltjesversneller van CERN. Met die versneller hebben ze in 2012 het Higgs deeltje ontdekt en nu zijn ze er op zoek naar natuurkunde die voorbij het Standaard Model gaat en die bijvoorbeeld de donkere materie kan verklaren.
Nou ben je natuurlijk ook benieuwd naar de andere delen van de video. Alle drie delen van deze interessante serie kan je hier vinden.
Van 31 oktober tot en met 4 november brengen zijne Majesteit Koning Willem-Alexander en Hare Majesteit Koningin Máxima een staatsbezoek aan Australië. Het staatsbezoek aan Australië stond in het teken van het bevestigen en uitbouwen van de historische en brede bilaterale banden die Nederland heeft met Australië. Op 1 november brachten de koning en koningin een bezoek aan de Curtin University voor een uitleg over de Square Kilometre Array. De gemeenschappelijke geschiedenis gaat terug tot het begin van de 17e eeuw. In 1606 zette de Nederlandse VOC-vaarder Willem Janszoon als eerste Europeaan voet aan wal op Australische bodem. Tien jaar later ging Nederlander Dirk Hartog met zijn VOC-schip De Eendracht voor anker aan de westkust van Australië. Dit wordt in 2016 gevierd tijdens het Dirk Hartog jaar.
Hoewel Nederland en Australië samen een rijke geschiedenis hebben wordt er ook goed gekeken naar de toekomst. Een voorbeeld hiervan is het Square Kilometre Array (SKA) project. In dit vooruitstrevende wetenschappelijke project om de grootste en meest gevoelige radiotelescoop ter wereld te bouwen, werken astronomen en engineers uit Nederland en Australië weer nauw samen.
De Square Kilometre Array zal gebouwd worden op twee continenten, namelijk Zuid-Afrika en West-Australië. In West-Australië, zal SKA-LOW gebouwd worden in het zeer afgelegen en radiostille Murchison gebied ten noordoosten van Perth. De SKA-LOW telescoop zal bestaan uit zo’n 130,000 kleine antennes in combinatie met een geavanceerd glasvezelnetwerk en een supercomputer. Daarnaast zijn er big data faciliteiten geschikt voor de verwerking van de enorme hoeveelheden data die door de antennes geproduceerd worden. SKA-LOW bouwt onder andere voort op technologie ontwikkeld voor de Low Frequency Array (LOFAR) telescoop in Nederland en Europa, gebouwd en ontwikkeld door ASTRON.
De koning en koningin brachten daarom een bezoek aan de Curtin University, waar zij een uitleg kregen over het project en de samenwerking tussen Nederland en Australië. Ze zagen o.a. een opstelling met 16 prototype antennes – die in de komende maanden in een prototype station op de SKA-site opgenomen zullen worden. Voor Beide landen een mooie kans om te laten zien wat hun rol is in het SKA project. Meer weten over het SKA project? Kijk dan eens op de SKA website. Bron: SKA.
Voorstelling van het ontstaan van B3 1715+425. Credit: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF.
We blijven even bij de zwarte gaten – na ons eerdere bericht vanavond over de poging die ze volgend jaar april gaan doen om een zwart gat direct te fotograferen. Wat is ’t geval: sterrenkundigen zijn erin geslaagd om met behulp van de Very Long Baseline Array (VLBA), een grote serie radioschotels in de VS, een superzwaar zwart gat te ontdekken, dat vrijwel alleen door de ruimte suist, met een snelheid van zo’n 3000 km/s. Het gaat om het object genaamd B3 1715+425, gelegen in de cluster van sterrenstelsels ZwCl 8193, twee miljard lichtjaar van de aarde verwijderd. Nader onderzoek heeft uitgewezen dat B3 1715+425 een superzwaar zwart gat is, dat omgeven is door een zeer klein sterrenstelsel van slechts 3000 lichtjaar groot – onze Melkweg is 100.000 lichtjaar groot. B3 1715+425 en omringende stelsel moeten ooit veel groter zijn geweest, maar door een botsing met een groter naburig sterrenstelsel moet het helemaal uit elkaar getrokken zijn en sindsdien zweven het zwarte gat en z’n directe omgeving door de intergalactische ruimte van het cluster, een spoor van geïoniseerd gas achterlatend. Dat spoor wijst erop dat het overblijvende stelsel materie verliest en dat de stervorming er zal afnemen. Over een miljard jaar zal vermoedelijk niets meer te zien zijn van B3 1715+425. Hieronder een video, waarin de sterrenkundige Jim Condon verklaart hoe B3 1715+425 als vrijwel ‘naakt’ superzwaar zwart gat is ontstaan.
