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”.’

M57 en Schwassmann-Wachmann

Vanavond ben ik uit wezen eten met vrouw en schoonouders bij de Wok of Fame, dus ik heb even geen zin om een uitgebreide astrowok, eh.. sorry astroblog te schrijven. Kan gebeuren. Maar ik zag wel een mooie foto van de samenstand tussen M57 (de bekende Ringnevel in Lier) en de komeet P73 Schwassmann-Wachmann 3. Gisteren was het astronomische plaatje van de dag al over de samenstand. De foto die ik vandaag zag (zie hierboven) laat zien dat de komeet zo’n beetje recht over de Ringnevel heen ging. En dat alles geschiedde anno domini 8 mei om 5 uur in den vroege ochtend.
Mooi hoor. O ja, ook nog even een vermelding van de makers van de foto: Sean Walker en Sheldon Faworski.

Naschrift
Als ik nog eens naar die foto van Walker en Faworski kijk denk ik ‘goh, het lijkt wel een soort kosmische bevruchting van een eitje (M57) en een zaadcel (de komeet)’. Vergeef mij de vergelijking, maar er zit wel iets in. Ben benieuwd wat er uit voorkomt 🙂 Even negen kosmische maanden wachten.

“May the fourth be with you”

Vandaag, 4 mei, kijken we terug in de tijd. Op dodenherdenking herdenken we de slachtoffers van de Tweede Wereldoorlog en andere oorlogen sindsdien waar Nederlanders bij betrokken waren. Bij de herdenking op de Dam legden 61 kinderen een bloem op het nationaal monument, omdat het 61 jaar geleden is dat WOII afliep.
De tijd is ook onderwerp waar het Amerikaanse tijdschrift Scientific American in een speciale Engelstalige editie aandacht aan besteedt. In 14 interessante artikelen worden alle aspecten van tijd belicht. Zo zijn er twee artikelen van de hand van de bekende wetenschapper en auteur Paul Davies, over het mysterieuze vloeien van de tijd en over tijdmachines. In dat laatste artikel komt Davies te spreken over wormgaten, tunnels die twee lokaties in de ruimte met elkaar verbinden. Wormgaten zouden theoretisch de mogelijkheid bieden om terug te reizen in de tijd. Maar ja, zie maar eens ergens in het heelal een wormgat te vinden en probeer daar vervolgens maar eens heelhuids doorheen te vliegen. Interessant is Davies’ suggestie dat een volgende generatie deeltjesversnellers wellicht in staat is om wormgaten te produceren. Kijk, dat zet tenminste zoden aan de dijk! De relativiteitstheorie van de heer Einstein is trouwens duidelijk over tijdreizen naar de toekomst: dat kan sowieso en het is nog een stuk makkelijker dan tijdreizen naar het verleden. Kwestie van proberen zo snel mogelijk te reizen, zodat de lokale tijd van de reiziger langzamer gaat lopen dan van de achterblijvers. Je hoeft daar ook niet per sé de snelheid van het licht voor te halen. Een vliegtuig dat gedurende acht uren met 920 km per uur heeft gevlogen, een dagelijkse bezigheid voor veel piloten en reizigers, schijnt al 10 nanoseconden achter te lopen t.o.v. niet bewegende mensen. Andere artikelen in het themanummer gaan o.a. over de psychologie van tijd, de biologische klok en de wijze waarop we tijd meten. Voor astronomen zijn naast Davies’ artikelen ook de laatste drie interessant: eentje van John D.Barrow en John K.Webb over natuurconstanten die niet zo constant blijken te zijn, eentje van Gabriele Veneziano [1]degene die eind jaren zestig als eerste de string-theorie verzon. over het onvermijdelijke onderwerp ‘het begin van de tijd met de Big Bang’ en tenslotte Lee Smolin over atomen van ruimte en tijd. Die laatste heb ik begin januari nog besproken over z’n felle strijd tegen het anthropologische principe. Kortom, een interessant nummer over tijd van Scientific American waar we de komende tijd tijdelijk ’n tijdje uitgebreid de tijd voor gaan nemen 🙂 Mocht ik nog nuttige gedachtenspinsels tegenkomen dan zal ik daar op dit podium uiteraard aandacht aan besteden.

References[+]

References
1 degene die eind jaren zestig als eerste de string-theorie verzon.

1000 jaar geleden verscheen helderste supernova uit geschiedenis

Op 30 april of 1 mei 1006, duizend jaar geleden dus, verscheen in het sterrenbeeld Lupus (Wolf) de helderste supernova uit de tijd van de beschreven geschiedenis. Beschrijvingen ervan zijn teruggevonden in Zwitserse, Iraakse, Chinese, Japanse en Egyptische kronieken [1]Zo is er de beschrijving van de Egyptische astroloog Ali bin Ridwan, die in zijn commentaar op Ptolemeus’ Tetrabiblos schreef dat er een object verscheen dat 2,5 tot 3 keer zo groot was als … Continue reading. Sterrenkundigen van de Universiteit van Barcelona denken dat deze supernova van type Ia moet zijn geweest en dat twee botsende witte dwergen de oorzaak waren. De supernova van 1006 – kortweg SN 1006 genoemd – vond 7000 lichtjaar van de aarde plaats en onderzoek van de omgeving van waar de explosie plaatsvond laat zien dat een gewone stellaire begeleider van een witte dwerg moet worden uitgesloten. Een ster die bij de witte dwerg stond zou in die omgeving sporen hebben nagelaten (apart van het supernova-restant, dat je in de afbeelding hiernaast ziet), maar die zijn niet gevonden. Twee botsende witte dwergen die samen zwaarder worden dan de kritische massa van 1,44 zonmassa – de beroemde Limiet van Chandrasekhar – zouden de supernova van 1006 beter verklaren. Die verklaring sluit goed aan bij recente studies, die uitwijzen dat type Ia supernova maar twee oorzaken kunnen hebben, namelijk een witte dwerg die een thermonucleaire explosie ondergaat door massatoevoer van een gewone ster of door de botsing met een andere witte dwerg. Bron: Science Daily.

References[+]

References
1 Zo is er de beschrijving van de Egyptische astroloog Ali bin Ridwan, die in zijn commentaar op Ptolemeus’ Tetrabiblos schreef dat er een object verscheen dat 2,5 tot 3 keer zo groot was als Venus en een kwart de helderheid van de Maan had. Sommige bronnen zeggen dat de heldere verschijning schaduwen wierp en dat sommige mensen bij het licht ervan ’s nachts een manuscript konden lezen. Astronomen die zich met historische gebeurtenissen bezighouden schatten de maximale helderheid van SN 1006, zoals de supernova wordt genoemd, op -6,5 tot -9m.

Cassini blijft mooie plaatjes schieten


Het filmrolletje in het ruimtevaartuig Cassini is nog steeds niet vol, want er komen opnieuw de meest wonderlijke foto’s vanaf Saturnus richting Aarde. Op 28 april 2006, gisteren dus, nam Cassini een foto van de manen Epimetheus, Titan en een deel van het ringenstelsel van Saturnus. Een heel mooie foto (zie boven). Op de voorgrond zien we het kleine maantje Epimetheus (Saturnus XI), die een gemiddelde diameter heeft van 113 km. Het maantje is nogal gebutst en gehavend, en daarom is hij niet exact sferisch (eh.. zeg maar rond). Achter Epimetheus zien we een deel van Saturnus’ ringen en daarachter doemt Titan op, die met z’n 5150 km diameter een ‘stukje’ groter is dan Epimetheus. Toen de foto werd genomen stond Cassini op een afstand van 667.385 km van Epimetheus. Als je de foto zo ziet verbaas je je eigen toch hoe groot Titan wel niet is. Het lijkt bijna een collage van drie verschillende foto’s. Jammer dat Titan niet helemaal scherp is, maar ja, het diafragma van Cassini kan niet altijd perfect werken:-) Bron: Spaceref.

Komeet Schwassmann-Wachmann valt nog verder uiteen

Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de ESO hebben Europese astronomen waargenomen dat de komeet P73/Schwassmann-Wachmann 3 (SW3) nog verder aan het uiteenvallen is. SW3 is een periodiek terugkerende komeet, die in 5,4 jaar een baantje om de zon maakt. In 1996 was al waargenomen dat de komeet eerst in drie en later in vijf stukken was gedes

Astrochemie, leven en het heelal

Komende vrijdag, 28 april 2006, houdt Suzanne Bisschop voor sterrenkundevereniging Christiaan Huygens in Papendrecht een lezing over “Van interstellaire wolken tot leven”. De wetenschap die zich hiermee bezighoudt is de zogenaamde astrochemie, oftewel de wetenschap die scheikundige processen in de ruimte bestudeerd. Diverse stofjes zijn gedetecteerd in de ruimte. Sommige simpele, veel voorkomende, organische moleculen zijn alcohol, koolstofdioxide en water, maar ook vele heel exotische stoffen die op aarde nauwelijks voorkomen. Het begrijpen van de scheikundige processen is heel belangrijk aangezien het informatie geeft over de vorming van nieuwe zonnestelsels en de materialen die wellicht onder de juiste omstandigheden kunnen leiden tot leven. Suzanne Bisschop is werkzaam als promovenda in de vakgroep Moleculaire Astrophysica van professor Ewine van Dishoeck op de Universiteit van Leiden. Meer info over astrochemie is te vinden op de website van Ewine van Dishoeck. Toegang alleen voor leden van de vereniging Christiaan Huygens en voor geïnteresseerden die lid van de vereniging willen worden. Die laatste groep betaald echter wel € 7,- toegangsgeld.

Licht-achtergrond van het heelal gemeten door gammastraling van quasars

gammastraling van quasars worden geabsorbeerd door diffuse achtergrondfotonen

Engelse astronomen van de universiteit van Durham zijn er in geslaagd om met behulp van hoog energetische gammastralen van ver verwijderde quasars meer te weten te komen over de zogenaamde licht-achtergrond van het heelal. Sinds het begin van het heelal wordt door vele astronomische objecten licht uitgezonden. Dat licht vormt bij elkaar een diffuse zee van fotonen (lichtdeeltjes), die de gehele ruimte vult. Dit wordt door astronomen de diffuse “extragalactic background light” (EBL) genoemd. Deze EBL moet niet verward worden met de kosmische microgolfachtergrondstraling, want dat is een overblijfsel van de hete Big Bang explosie. De EBL is een overblijfsel van sterren, quasars, gasnevels, etc.. die na de Big Bang licht hebben verspreid. De EBL is lange tijd erg lastig geweest om te meten, maar nu is men er dan toch eindelijk in geslaagd om er meer over te weten te komen. De astronomen deden dat door gammastralen van twee quasars te bestuderen met behulp van de “High Energy Stereoscopic System” (HESS) gammastraling-telescopen in Namibië. Het idee is simpel: quasars zenden door zeer explosieve gebeurtenissen in hun kernen zeer energierijke gammastraling uit. Die gammastraling komen onderweg richting Aarde fotonen tegen die deel uitmaken van de EBL. Dat kan betekenen dat een gammafoton wordt geabsorbeerd door een minder energierijk foton en op die manier de Aarde nooit zal bereiken. Metingen aan de spectra van quasars geven daarmee een indicatie voor de hoeveelheid EBL in het heelal. Uitkomst van het onderzoek was dat de hoeveelheid achtergrondlicht een stuk lager ligt dan eerdere schattingen aangaven. En dat betekent op haar beurt weer twee dingen: 1. dat het heelal voor gammastralen een stuk makkelijker is om ongestoord doorheen te reizen en 2. dat sterrenstelsels een grotere bron van diffuus achtergrondlicht zijn dan de eerste generatie sterren in het heelal. Het verhaal van de groep astronomen is op 20 april verschenen in het wetenschappelijk tijdschrift Nature. Wat ik mij nou afvraag is hoe men in staat is in de metingen onderscheid te maken tussen absorptie van gammastraling door EBL-fotonen en absorptie door fotonen van de CMB (cosmic microwave background). Van die laatste categorie zitten er zo’n 400 in iedere kubieke centimeter van het heelal. Ik heb het artikel van de vakastronomen zelf niet gelezen (Nature gaat m’n portemonnee iets te buiten), maar er zal vast een verklaring zijn. Wie het weet mag het zeggen. Bron: PParc.

Hubble Space Telescope 16 jaar actief

Op 24 april 1990, vandaag dus precies 16 jaren geleden, werd de Hubble Space Telescope (HST) van ESA en NASA samen gelanceerd en in de ruimte geactiveerd. Altijd leuk om op zo’n verjaardagsfeestje even wat gegevens op een rijtje te zetten over de HST:

  • in de 16 jaar van z’n bestaan heeft de HST 750.000 opnames gemaakt en daarbij ongeveer 24.000 objecten aan de hemel nader bestudeerd;
  • HST heeft in die tijd zo’n 93.500 rondjes om de Aarde gedraaid en daarbij pak ‘m beet een slordige 4 miljard kilometer afgelegd;
  • Al die waarnemingen van 16 jaar bij elkaar hebben 27 terabyte aan gegevens opgeleverd. Dat is zo’n 400.000 CD’s. Als je die CD’s op elkaar zou stapelen zou je een toren krijgen twee maal zo hoog als de Eiffeltoren;
  • Dagelijks braakt de HST zo’n 10 gigabyte aan informatie uit.
  • Er hebben zo’n 4.000 astronomen gewerkt met de HST. Leuk speeltje, h