20 september 2021

Sterrenkunde in de Telegraaf

Jawel, ook de Telegraaf doet aan sterrenkunde. Op 25 augustus 2020 stond er een groot artikel in deze krant over mijn boek ‘Telescopen en tijdmachines‘. Het artikel is online te lezen voor abonnees van de Telegraaf (zie telescopen-net-tijdmachines). Wie geen abonnement heeft, kan het artikel vinden bij de visboer, of in de papierbak van de buurman.

De journalist, Menzo Willems, had veel werk. Voordat hij mij ging interviewen moest hij 280 pagina’s aan sterrenkunde lezen. Kudo’s aan Menzo voor zijn inzet om een gedegen artikel te produceren. In mijn boek passeren talloze telescopen de revue, maar deze journalist wist precies dat de Nederlandse telescoop LOFAR het schoolvoorbeeld was van een tijdmachine. LOFAR kan immers miljarden lichtjaren ver weg kijken en kijkt daarmee ook miljarden jaren terug in de tijd. Er volgde vragen over aliens en zelfs over klimaatverandering. Hoewel dit laatste niet in mijn boek voor komt. Menzo wilde graag horen of Mars een ‘plan B’ zou kunnen zijn, indien we het hier op aarde goed verpesten. Het eindresultaat is een leuk artikel. Maar er slopen wel een paar kleine misvattingen tussen de mazen door. Het is een mooi excuus om wat dieper in te gaan op een paar sterrenkundige feitjes.

 

 

Het centrum van de LOFAR-radiotelescoop ligt in het Drentse Exloo en kan radiogolven waarnemen van sterrenstelsels op een afstand van vele miljarden lichtjaren. Bron: LOFAR / ASTRON, CC BY 3.0

Reizen met de lichtsnelheid

In mijn boek bespreek ik wat er gebeurt wanneer je probeert te reizen met de snelheid van het licht. Een van de gevolgen is dat je massa toeneemt wanneer je versnelt. Jawel, hoe sneller je beweegt, hoe zwaarder je wordt. Hierdoor kost het steeds meer energie om nog verder te versnellen. Dit is een gevolg van de relativiteitstheorie van Einstein. En warempel, dit mysterieuze feitje heeft het artikel gehaald. Er staat echter nog iets over reizen met de lichtsnelheid. In het artikel staat dat je er 4.5 jaar over zou doen indien je met de lichtsnelheid naar Proxima Centauri zou reizen. Deze ster staat op een afstand van 4.24 lichtjaar. Dus dat zit aardig in de buurt. Maar als ik heel kritisch ben, klopt deze stelling niet. Het werkelijke antwoord is namelijk dat het helemaal geen tijd kost om bij Proxima Centauri te komen indien je met de lichtsnelheid reist. Ook dit is een gevolg van de relativiteitstheorie. Wanneer je met de lichtsnelheid reist, dan ervaar je dat de ruimte tussen de aarde en de ster inkrimpt tot 0 meter! Dit heet Lorentzcontractie. Het kost jou, als supersnelle ruimte-reiziger, helemaal geen tijd om bij Proxima Centauri te komen. Vanuit de aarde zou het echter lijken alsof jij er 4.5 (of eigenlijk 4.24) jaar over doet. Dit verschil in het verloop van tijd heet tijddilatatie. Het ging wat te ver om dit allemaal in het artikel van de Telegraaf op te nemen en dus sloop er een kleine misvatting in.

FRB’s

Het artikel is royaal met het geven van erkenning. Zo wordt de ontdekking van de zogenaamde Fast Radio Bursts (FRB’s) beschreven als een ontdekking van Smits en zijn collega’s. Deze auteur had daar echter niets mee te maken. De eerste FRB was gevonden door David Narkevic. David ploeterde zich door talloze diagrammen heen. Deze diagrammen toonden data afkomstig van de Australische Parkes telescoop. Hij deed dit in opdracht van zijn promotor Duncan Lorimer. Daarbij kwam David per toeval een uitzonderlijk heldere flits tegen met een duur van slechts enkele milliseconden. Deze snelle radio-flits, oftewel Fast Radio Burst, leek uit het niets te komen. Net als bij de ontdekking van pulsars dacht men eerst dat deze FRB een lokale storing was. Bizar toevallig zaten er inderdaad stoorsignalen in de diagrammen die net als de FRB slechts enkele milliseconde duurden. Deze bleken afkomstig te zijn van de magnetron van het bezoekerscentrum. Omdat de eerste FRB zoveel leek op de stoorsignalen, duurde het lang voordat de sterrenkundige gemeenschap erkende dat deze flits werkelijk uit de ruimte kwam. Het bleek zelfs dat de FRB uit de hele diepe ruimte kwam. De flits was miljoenen jaren geleden uitgezonden door een nog onbekende bron. Deze FRB kreeg de naam Lorimer burst, vernoemd naar de promotor van de ontdekker. Inmiddels zijn er vele honderden FRB’s gevonden. Ze komen vanuit verschillende plekken in de ruimte. Nu zijn ze nog mysterieus. Maar er wordt momenteel veel onderzoek naar gedaan. Ik vermoed dan ook dat het slechts een kwestie van tijd is voordat de sterrenkundigen FRB’s volledig doorgrond hebben.

LGM

Bij de eerste waarneming van de pulsar dacht men eerst dus ook aan een stoorsignaal. Pulsars zien we als korte flitsjes van radiogolven. Het verschil met een FRB is dat pulsars veel dichterbij staan en dat de pulsjes heel regelmatig terugkeren. Die regelmaat is zo ongelofelijk precies, dat men even dacht dat het geen natuurlijk verschijnsel kon zijn. En dus speculeerden de sterrenkundigen dat het signaal van kleine groene mannetjes afkomstig was. Vandaar dat het signaal LGM werd genoemd. Dat staat voor Little Green Men. Menzo had dit echter verkeerd verstaan. Hierdoor suggereert het artikel dat pulsars vernoemd zijn naar een enkele Little Green Man.

De dampkring van Mars

Het einde van het artikel gaat over de snelle klimaatverandering. Ja, het zijn de mensen die daar verantwoordelijk voor zijn. Hoe eerder we dit met zijn allen accepteren, hoe eerder we de huidige klimaatverandering ongedaan kunnen maken. Maar zouden we niet gewoon op Mars kunnen gaan leven? Nee, dat is zeer beslist geen goed idee. Het artikel vermeldt dat leven op Mars geen pretje is. Mars heeft immers geen dampkring. Maar ook hier moet ik een aantekening maken. Je hebt op Mars inderdaad een ruimtepak nodig om buiten te kunnen rondwandelen. Mars heeft echter wel degelijk een dampkring, maar deze is heel erg dun. De dampkring van Mars is ijl om twee redenen. Op de eerste plaats is de zwaartekracht op Mars ongeveer een derde van de zwaartekracht hier op aarde. Dat komt omdat Mars kleiner is dan de aarde. Maar nog belangrijker is het feit dat Mars vrijwel geen magneetveld meer heeft. Zo’n vier miljard jaar geleden is Mars namelijk zijn magnetisch veld kwijtgeraakt. Daardoor kan de zonnewind (dit zijn geladen deeltjes die vanaf de oppervlakte van de zon de ruimte in stromen) de buitenlagen van de atmosfeer van Mars bereiken. Door deze interactie verdwijnen de moleculen uit de atmosfeer en blijft er een ijle lucht over.

En zo leren we toch weer wat feitjes over sterrenkunde, met dank aan de Telegraaf.

Meer sterrenkunde vind je op mijn website: roysmits.nl

Comments

  1. Dat het (voor de lichtsnelle reiziger) helemaal geen tijd kost om naar Proxima Centauri te reizen is in essentie juist, maar in de praktijk valt dat natuurlijk tegen: je moet eerst versnellen tot de lichtsnelheid en naderhand ook weer afremmen (tenzij je alleen een flyby wilt doen, maar dan ga je weinig te zien krijgen). Uiteraard heb je dat detail hier gemakshalve even weggelaten, maar mijn vraag in dit verband is: hoeveel tijd kost dat versnellen en afremmen zo ongeveer? Het lijkt me niet bepaald verwaarloosbaar. En de tijddilatatie komt ook pas op stoom in de buurt van c, toch? M.a.w., gegeven de technologie en hoogste g-krachten die we aankunnen, wat is dan een realistische schatting van de tijd voor de reiziger enerzijds, en voor de achterblijvers hier anderzijds?

    • Met een versnelling van 2G een klein half jaar van de aarde gezien. Afremmen idem dito. Voor de reiziger wat korter. De helft?

    • Hoi HC,

      Je hebt helemaal gelijk. Het kost erg veel tijd om tot in de buurt van de lichtsnelheid te komen. Om werkelijk te versnellen tot in de buurt van de lichtsnelheid, dien je de Algemene Relativiteitstheorie toe te passen. En die is erg lastig. Maar grofweg duurt het een jaar om in de buurt van de lichtsnelheid te komen, indien je versnelt met 1g. Afremmen duurt dan nog eens een jaar. Praktisch is dit nooit haalbaar omdat je een immense hoeveelheid brandstof nodig zult hebben.

      Het lijkt me een leuke rekensom om uit te rekenen hoe snel je bij Proxima Centauri zou kunnen komen, wanneer we praktische bezwaren als brandstof achterwege laten. Misschien een onderwerp voor een volgende blog.

      Groeten,
      Roy

      • Oké, dankjewel, ook aan Johan.
        Mvg, HC

      • Peter van der Werf zegt

        Hallo Roy,

        Het beste zou zijn om te blijven versnellen met 1g tot halverwege Proxima Centauri en vervolgens met 1g af te remmen om je bestemming te bereiken. De reistijd wordt misschien niet zo erg veel bekort, maar de Lorentzfactor wordt wel aanzienlijk verhoogd. En je ondergaat gedurende de hele reis de voor ons normale zwaartekracht.
        Cool Worlds heeft een leuke video over waar je in een mensenleeftijd uit zou kunnen komen als je onbeperkt zou kunnen versnellen met 1g. Het stuk tussen 3 en 11 minuten beschrijft een reis naar Alpha Centauri (iets verder dn Proxima). Volgens David Kipping duurt deze reis ongeveer 6 jaar en voor de reizigers is er dan ca. 3,5 jaar verstreken vanwege de Lorentzfactor.
        https://www.youtube.com/watch?v=b_TkFhj9mgk

        Mvg,
        Peter

  2. Jisk Liemburg zegt

    De mens is niet verantwoordelijk voor de klimaatverandering, dat is niet bewezen. Het beetje CO2 dat de mensheid uitstoot ten opzichte van de uitstoot die de natuur zelf doet, kan dit niet veroorzaken. Er zijn vele andere mogelijke natuurlijke oorzaken. Het is dus onzin te proberen er iets aan te doen, anders dan er mee leren leven en rekening te houden met de eventuele gevolgen. Daarnaast moet men uiteraard naar de echte oorzaken zoeken. De CO2 hype komt alleen ten goede aan degenen die er fors aan kunnen verdienen. Ofwel, met alle respect voor de hier lezende astronomen en liefhebbers, lees je eens goed in.

    • Jisk, ik denk dat je een goed punt hebt. Citaat” De CO2 hype komt alleen ten goede aan degenen die er fors aan kunnen verdienen.”

    • Kijk anders hier eens naar Jisk: https://blogs.scientificamerican.com/life-unbounded/the-crazy-scale-of-human-carbon-emission/
      Er is toch inmiddels echt wel consensus onder de geleerden dat de mens de oorzaak is. Eigenlijk de enigen die nu nog zeggen dat het een natuurlijke oorzaak heeft zijn de mensen en bedrijven die met olie, gas en of kolen geld verdienen. En de mensen die betaald worden om dat te zeggen. Over die mensen vraag me dan wel af of ze wel echt van hun kinderen en kleinkinderen houden. Want die zitten straks met de gebakken peren.

      • Angele van Oosterom zegt

        Hoe zou men deze glaciale periode, terwijl er maar iefst 4000 ppmv van het CO2 aanwezig was, dan verklaren; “The killer proof that CO2 does not drive climate is to be found during the Ordovician- Silurian and the Jurassic-Cretaceous periods when CO2 levels were greater than 4000 ppmv (parts per million by volume) and about 2000 ppmv respectively. If the IPCC theory is correct there should have been runaway greenhouse induced global warming during these periods but instead there was glaciation.”

        https://www.skepticalscience.com/co2-higher-in-past-intermediate.htm

        https://en.wikipedia.org/wiki/Late_Ordovician_glaciation

        • Misschien toch zelf eerst even lezen?

        • Als ik de wikipediapagina goed lees, dan lijkt die te zeggen dat het begin van die periode samenviel met een daling van de CO2-niveaus en het einde met een stijging. Dat is m.i. niet strijdig met het idee dat CO2 “does (xxx) drive climate”. In dit soort discussies wordt echter al te vaak alleen maar naar één aspect gekeken, m.n. de hoeveelheid CO2, alsof het de enige factor is die er toe doet en alle condities toen en nu perfect vergelijkbaar zijn, ergo van nul en generlei waarde. Het is wat complexer dan dat, en het vreemde is wel dat de ‘ontkenners’ aan de ene kant maar wat graag toeteren dat de zaak complexer is dan de ‘wetenschappers’ voorhouden (want: “we kennen de echte oorzaken niet”), en aan de andere kant de zaak versimpelen tot “zie je wel, CO2 was toen ook hoog, dus…”.

      • Jisk Liemburg zegt

        @Harry.
        Bedankt voor het mij laten lezen van dat artikel.
        1. Er wordt wel erg veel met hele grote getallen geschermd, zodat we ervan moeten schrikken. Alweer een voorbeeld van paniek zaaien. De natuurlijke uitstoot van oceanen en land probeert men al jaren in kaart de brengen en men komt op ongeveer 210 gigaton Koolstof (let wel alleen de C van CO2). Maar men geeft toe (IPCC in AR5) dat er een foutenmarge van 20% is. De menselijke (antropogene) uitstoot is 5% van de totale uitstoot.
        2. Schrijver kaart de isotopische mix aan zonder te vertellen waar hij het over heeft. Het gaat over de verhouding C12 en C13 die daalt en dus aantoont dat de toename van CO2 alleen veroorzaakt wordt door de mens, maar science is ook hier niet “settled”. Immers sinds de afgelopen 60 jaar is de maisproductie meer dan verviervoudigd en mais consumeert gaarne C13.
        3. En de belangrijkste opmerking die ik wil maken is, dat niet klakkeloos alles wat de “wetenschap” roept zomaar geaccepteerd moet worden. Men moet zelf de literatuur onderzoeken en zelf nadenken en conclusies trekken. Gelukkig zie ik in alle reacties op deze site bij alle artikelen dat men dat wel doet.

        Overigens, dit is natuurlijk niet de plaats om de klimaatdiscussie te voeren en

    • Hoi Jisk,

      Bedankt voor je berichtje.

      Mijn visie is dat de wetenschappers en de media meer moeite moeten doen om het algemene publiek te informeren over hoe de conclusies tot stand komen. Pas dan kan men zelf beoordelen wat de waarde is van het onderzoek en hoe financiële belangen een rol kunnen spelen.

      Ik word vaak gevraagd om te spreken over wetenschap en het valt me keer op keer op dat men niet bekend is met de methodieken die ontwikkeld zijn waarmee de wetenschappelijke gemeenschap werkt. Een groot probleem is dat de media te snel rapporteert over bevindingen, nog voordat dit wetenschappelijke proces gedegen heeft kunnen plaatsvinden. Dit leidt tot talloze misverstanden. Een groot voorbeeld daarvan is ‘An inconvenient truth’ van Al Gore. Dit is niet de manier waarop men wetenschapscommunicatie moet doen. Inmiddels zijn we 14 jaar verder en is het wetenschappelijke proces omtrent klimaatverandering uitgebreid gevoerd. Nu zou het tijd zijn om het algemene publiek te informeren over alle meningen en methodes die gebruikt zijn die tot de heersende overtuiging leidt dat de mens grotendeels verantwoordelijk is voor de huidige klimaatverandering. Maar dat is niet aan te tonen in een enkele post. Wie weet gaat iemand daar ooit een keer een eerlijke film over maken.

      Groeten,
      Roy

      • “In het artikel staat dat je er 4.5 jaar over zou doen indien je met de lichtsnelheid naar Proxima Centauri zou reizen. […] Maar als ik heel kritisch ben, klopt deze stelling niet. Het werkelijke antwoord is namelijk dat het helemaal geen tijd kost om bij Proxima Centauri te komen indien je met de lichtsnelheid reist. Ook dit is een gevolg van de relativiteitstheorie.”

        Klopt als een bus. Maar hoewel ik begrijp dat je een en ander eenvoudig probeert te houden, is diezelfde argumentatie ook van toepassing op een ander hardnekkig misverstand, namelijk deze:

        “Een van de gevolgen is dat je massa toeneemt wanneer je versnelt. Jawel, hoe sneller je beweegt, hoe zwaarder je wordt.”

        Het is alleen voor de achterblijvers dat de reiziger in massa lijkt toe te nemen, en het is zelfs dan niet eens echt massa maar de (kinetische) energie die toeneemt. De reiziger zelf vindt dat hij zich in rust bevindt en nog steeds net zoveel massa heeft als toen de reis begon.

        Dit is toch vrij makkelijk te illustreren? De zon draait niet echt rond de aarde, dat lijkt alleen maar zo vanuit ons perspectief. Zo ook voor een hypothetische reiziger die zelf met 0.99 c reist: die vindt zelf dat hij stilstaat en dat wij degenen zijn die met hoge snelheid bewegen. Verandert onze massa als zo’n reiziger (bijv. een neutrino) langsflitst? Nee: het perspectief van de reiziger heeft op onze massa geen werkelijke invloed, vanuit onszelf bekeken. Dan is dat andersom ook zo: wie met hoge snelheid reist, merkt niets van een toename in massa, want die is er niet in dat referentiekader. Hoe sneller je beweegt, hoe meer je nog net zoveel weegt 😛 😉

        • Hoi June,

          Daar heb je helemaal gelijk in. De toename in massa is ook een relatieve eigenschap. Het belang hiervan in het betreffende artikel is dat het verklaart waarom je niet eindeloos kunt versnellen vanuit de aarde gezien.

          Het lijkt mij overigens wel correct om te stellen dat de massa toeneemt. Maar omdat massa een vorm van energie is, kun je de extra massa inderdaad ook beschrijven als een toename in impuls, zoals in deze formulering van Einsteins beroemde vergelijking: https://en.wikipedia.org/wiki/Energy%E2%80%93momentum_relation

          Groeten,
          Roy

  3. Ha Roy,

    Ik snapte eigenlijk de keuze niet om het FOV van de reiziger te gebruiken voor de “geen reistijd” uitleg, om dan ineens ons aardse FOV te gebruiken voor de “wie sneller reist heeft meer massa” uitleg.
    Je zegt dat het helpt te verklaren waarom je niet eindeloos kunt versnellen vanuit de aarde gezien, en zo gezegd klopt dat natuurlijk. Maar zoals je het in het artikel schrijft, alsof de reiziger zelf een toename in zijn massa zou kunnen meten, vind ik het verwarrend – altijd al gevonden, het is niet pas nu.

    Bij mijn eerste kennismakingen met de relativiteitstheorie stond deze verklaring er ook op zo’n wijze. Mijn reactie ging ongeveer zo: “O, ok, meer snelheid is dus meer massa. Meer massa is meer zwaartekracht. Meer zwaartekracht is meer gewicht. De echte reden dat je nooit de lichtsnelheid kunt halen, is dat je voor het zover is verpletterd bent.” Of: “Meer snelheid is meer massa. Meer massa is meer energie. Meer energie is meer vermogen. Meer vermogen is meer snelheid. Perpetuum mobile.”

    (Daar zitten natuurlijk helemaal geen redeneerfouten in 😀 )

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.