10 artikelen ANW heelal

Grootste sterrenstelsel in
heelal ontdekt
Een internationale groep wetenschappers heeft het grootste stelsel in het
heelal ooit gevonden. Het gaat om een groep van objecten, die maar liefst 4
miljard lichtjaar in doorsnee is. Dat is 40.000 keer zo groot als onze Melkweg.
De ontdekking is bekendgemaakt in het Britse wetenschapsblad Monthly Notices of
the Royal Astronomical Society. De objecten zijn zogeheten quasars. Dat zijn
mysterieuze hemellichamen in de kernen van melkwegstelsels uit de begintijd van
het heelal. De afstand tot de aarde is gigantisch, maar quasars zijn zo helder dat
astronomen ze desondanks kunnen zien.
De ontdekte quasargroep tart wat wetenschappers voor mogelijk hielden.
Sterrenkundigen dachten dat stelsels nooit zo groot zouden kunnen worden. De
limiet zou een doorsnee van 1,2 miljard lichtjaar zijn, maar deze cluster blijkt dus ruim
3 keer zo groot.
"Het is moeilijk om de omvang van deze groep te bevatten, maar we kunnen zeker
zeggen dat dit de grootste structuur is die ooit in het heelal is gezien. Dit is
opwindend, zeker omdat het ingaat tegen onze kennis van het universum", zegt de
Britse hoogleraar Roger Clowes in een verklaring.
www.hln.be
Het heelal is zoek (of we
begrijpen het niet)
Over het heelal is één ding met zekerheid bekend: het bestaat voornamelijk uit
raadsels. Er moet bijvoorbeeld veel meer materie zijn dan de standaardtheorie
voorspelt, maar niemand weet uit wat voor deeltjes die bestaat. Kosmologen slaan
elkaar om de oren met nieuwe theorieën.
door Govert Schilling
Het rommelt in de kosmos. Of liever gezegd: in de kosmologie. Naar buiten toe doen
sterrenkundigen alsof ze het allemaal roerend eens zijn over de samenstelling van
het heelal. Maar in hun eigen gelederen is er steeds meer twijfel, en hier en daar
wordt driftig gezaagd aan de poten van het ‘concordantiemodel’. Want een kosmos
die voor 96 procent uit raadsels bestaat, dat gaat veel wetenschappers net wat te
ver.
Het klinkt allemaal zo mooi: het heelal is 13,7 miljard jaar oud; het bestaat voor 73
procent uit energie en voor 27 procent uit materie, en het zal in de toekomst steeds
sneller uitdijen. Dat is sinds een paar jaar de catechismus van de kosmoloog. Elke
nieuwe meting en waarneming lijkt dat standaardbeeld te bevestigen, en dan krijg je
als buitenstaander al snel het idee dat de sterrenkunde er wel zo’n beetje uit is.
Supernova-explosie (linksonder) in een sterrenstelsel op 40 miljoen lichtjaar afstand.
Maar in feite zijn er voornamelijk vraagtekens. Bijna alle materie is onzichtbaar, het
overgrote deel moet uit onbekende elementaire deeltjes bestaan, en niemand kent
de ware aard van de donkere energie. Het is vooral die donkere energie die veel
sterrenkundigen zorgen baart. ‘Ik had van meet af aan al twijfels,’ zegt kosmoloog
Vincent Icke van de Leidse Sterrewacht, ‘en mijn skepsis is in de loop van de tijd
alleen maar toegenomen.’
Aan het bestaan van sterrenstelsels, nevels, sterren en planeten twijfelt niemand.
Maar er is meer dan wij kunnen zien. De oerknaltheorie voorspelt ruwweg hoeveel
atoomkernen het heelal bevat, en de zichtbare materie vormt daar hooguit een kwart
van. Dus driekwart van de gewone materie in het heelal is donker – wij zien alleen
het topje van de ijsberg.
Niks mis mee natuurlijk – niemand verwacht dat alle materie in het heelal straling
produceert. Het grootste deel van die onzichtbare atoomkernen bevindt zich
waarschijnlijk in buitengewoon ijle slierten van gas, die een soort spinrag vormen in
de ‘lege’ ruimte tussen de sterrenstelsels. Aanwijzingen voor het bestaan van dat
intergalactisch spinrag zijn vorig jaar gevonden door NASA’s röntgensatelliet
Chandra.
Maar zwaartekrachtmetingen wijzen keer op keer uit dat de hoeveelheid donkere
materie in het heelal veel en veel groter moet zijn. Meet de draaisnelheid van
sterrenstelsels, of de bewegingen van sterrenstelsels in clusters, en je komt uit op
ruwweg zeven keer zoveel materie als wat de oerknaltheorie voorspelt. Al die extra
materie kan dus nooit uit gewone atomen bestaan.
Aan het bestaan van deze ‘vreemde’ donkere materie is ‘geen twijfel mogelijk,’ zegt
Icke, maar om wat voor deeltjes het gaat is onduidelijk. Ze moeten wel massa
hebben, maar nauwelijks wisselwerking met gewone deeltjes vertonen, anders waren
ze al lang ontdekt. Zoekacties naar deze hypothetische deeltjes (met fraaie namen
als neutralino’s en axionen) zijn in volle gang, maar er is nog nooit iets gevonden.
Bandwagon
Tot overmaat van ramp werd zeven jaar geleden ontdekt dat de uitdijing van het
heelal aan het versnellen is (zie kader), en dat valt alleen te verklaren door een
mysterieuze donkere vacuümenergie, die nog eens driemaal zoveel heelal-inhoud
vertegenwoordigt als alle materie bij elkaar. Ziedaar het moderne beeld van de
kosmos: in zekere zin een keizer zonder kleren, zonder paleis en zonder land.
Dat iedereen het ondanks al die witte plekken zo stellig met elkaar eens is, is volgens
Icke een veeg teken. ‘Het bandwagon-effect is beangstigend,’ zegt hij. ‘Concordantie
in de wetenschap is natuurlijk de dood in de pot.’ Het kan er bijvoorbeeld toe leiden
dat je nieuwe meetresultaten niet meer objectief genoeg bekijkt, en ze vooral in
overeenstemming wilt brengen met de heersende opvattingen.
Moet de hele oerknaltheorie dan maar op de helling? Dat gaat de meeste
kosmologen te ver, hoewel er de afgelopen decennia tientallen serieuze en minder
serieuze alternatieven zijn bedacht, zowel door vakastronomen als door gedreven
amateur-theoretici. Maar dat driekwart van het heelal uit raadselachtige donkere
energie zou bestaan, voelt op de een of andere manier ook niet goed.
Volgens kosmoloog Sysky Räsänen van Oxford University valt het met het
conservatisme van zijn collega’s wel mee. ‘In het algemeen staat men zeer open
voor nieuwe ideeën,’ zegt hij. Maar die moeten dan wel hout snijden, en niet met
overdadig tromgeroffel gepresenteerd worden. ‘Als je een halfbakken theorie lanceert
en in een persbericht rondbazuint dat je de crisis in de kosmologie hebt opgelost – ja,
dan kun je kritiek verwachten.’
Dat overkwam de gerenommeerde deeltjesfysicus Edward Kolb van Fermilab in
Chicago de afgelopen weken. Samen met Italiaanse collega’s publiceerde hij half
maart een nieuwe heelal-theorie op internet. Daarin zou de versnellende uitdijing niet
veroorzaakt worden door donkere energie, maar door gigantische ‘rimpels’ in de
ruimte-tijd die zich uitstrekken tot ver buiten het waarneembare heelal.
Hoewel dat al eens eerder was geopperd, werd het idee van Kolb met veel tamtam
en bombarie de wereld in geholpen, zelfs nog voordat het artikel aan referenten was
voorgelegd en voor publicatie was geaccepteerd. Dat zette volgens Räsänen kwaad
bloed. Verschillende vakbroeders, waaronder Räsänen zelf, hebben inmiddels gaten
geschoten in het Kolb-model, en het lijkt dan ook onwaarschijnlijk dat het in de
huidige vorm de vakpers gaat halen.
Open Bubble
Geen wonder dat David Wiltshire van de Universiteit van Canterbury in Christchurch
(Nieuw-Zeeland) wat voorzichtiger te werk gaat. Ook hij had snel door wat er mis was
met de theorie van Kolb, maar Wiltshire werd wel op een idee gebracht. Samen met
zijn collega’s werkt hij nu aan een variant (het ‘Open Bubble Model’), waarin niet
alleen wordt afgerekend met donkere energie, maar ook met de ‘vreemde’ donkere
materie. Volgens Wiltshires model is er ook helemaal geen sprake van een
versnellende uitdijing.
Veel wil de Nieuw-Zeelander er nog niet over kwijt. Hoewel er een zeer technische
verhandeling op internet staat, heeft hij besloten geen interviews te geven totdat het
artikel geaccepteerd is voor publicatie in Physical Review Letters. Maar, laat Wiltshire
via e-mail weten, ‘als ik gelijk heb, en daar begin ik steeds meer van overtuigd te
raken, is dit natuurlijk groot nieuws.’
Räsänen denkt daar overigens heel anders over. ‘Wiltshire heeft het ook bij het
verkeerde eind,’ zegt hij; ‘je kunt het eigenlijk geen serieus voorstel noemen.’ Toch
blijft ook hij zijn twijfels houden over het bestaan van donkere energie. ‘Om het
probleem op te lossen heb je aan een nieuwe theorie waarschijnlijk niet genoeg,’
zegt hij. ‘Er zijn ook veel nauwkeuriger waarnemingen nodig.’
En die komen er hopelijk snel aan. De ontdekkers van de versnellende uitdijing van
het heelal hebben een satelliet in voorbereiding die veel preciezere metingen kan
doen dan een telescoop op de grond. Op basis van die metingen moet het mogelijk
zijn om het bestaan van donkere energie te bevestigen of te weerleggen.
Smart
Het is zelfs niet uitgesloten dat de benodigde informatie al binnen in. Kosmologen
wachten al ruim een jaar met smart op een gedetailleerde analyse van de metingen
van WMAP – een satelliet die de straling van de oerknal heeft opgemeten. Het
WMAP-team blijft de publicatie maar uitstellen, vertelt Icke, en ze houden hun lippen
stijf op elkaar. ‘Dat riekt naar problemen.’
Misschien blijken de WMAP-gegevens toch niet zo mooi in overeenstemming te zijn
met het concordantiemodel, en staat de volgende revolutie in de kosmologie voor de
deur. Of misschien weet Wiltshire straks zijn critici toch te overtuigen, en gaan we
verder zonder donkere energie en zonder donkere materie. Of héél misschien zit er
toch een kern van waarheid in een van de talloze oerknal-alternatieven die af en toe
de kop opsteken.
Hoe het ook zij, dat kosmologen soms de indruk wekken dat alle problemen zijn
opgelost terwijl 96 procent van het heelal zoek is (en al heel lang zoek blijft) is ronduit
gênant te noemen. Icke hoopt dat er aan die situatie in 2007 een einde komt, met de
lancering van de Europese Planck-kunstmaan, die de polarisatie van de
oerknalstraling gaat onderzoeken. ‘Als dat lukt, moet het varkentje binnen een paar
jaar linksom of rechtsom gewassen zijn.’
De energie van het vacuüm duwt alles uit elkaar. De ontdekking van de versnellende
uitdijing van het heelal werd door het Amerikaanse weeblad Science uitgeroepen tot
grootste wetenschappelijke doorbraak van 1998. Twee teams van astronomen
hadden metingen verricht aan supernova’s in ver verwijderde sterrenstelsels. Die
exploderende sterren bleken systematisch wat zwakker te zijn dan je zou
verwachten. Dat komt volgens de onderzoekers doordat de uitdijingssnelheid van het
heelal een paar miljard jaar geleden begon toe te nemen. De oorzaak van die
versnellende uitdijing wordt gezocht in een mysterieuze vacuümenergie die als een
soort anti-zwaartekracht werkt. Veel theoretici hebben moeite met die verklaring:
sommige natuurkundetheorieën voorspellen wel zo’n vacuümenergie, maar dan
onvoorstelbaar veel groter. Ook lijkt het verdacht dat de donkere energie toevallig nét
merkbaar begint te worden op het moment dat de mens op het toneel verschijnt.
Precisiemetingen aan veel meer supernova’s, op grotere afstanden in het heelal,
maakt hopelijk duidelijk of er echt sprake is van een versnellende uitdijing, en zo ja,
waar die dan door veroorzaakt wordt. Met de SNAP-satelliet (Super-Nova
Acceleration Probe) moet dat gaan lukken. SNAP zou in 2010 gelanceerd kunnen
worden, maar het is nog onzeker of het project wel doorgaat.
Dit artikel is eerder verschenen in de Volkskrant
'Lege ruimte' tussen
sterrenstelsels is toch
niet leeg
De 'lege' ruimte tussen de sterrenstelsels is niet echt leeg, maar is 'gevuld' met
donkere materie. Het is al langer duidelijk dat er ongeveer zes keer zoveel
mysterieuze donkere materie in het heelal is als normale zichtbare materie.
Hoe die donkere materie exact in de ruimte is verdeeld, is echter niet nauwkeurig
bekend.
Op basis van waarnemingen van miljoenen sterrenstelsels, aangevuld met
gedetailleerde computersimulaties, tonen Japanse onderzoekers nu aan dat de
donkere materie niet alleen in sterrenstelsels is geconcentreerd, maar ook de ruimte
ertussen vult.
Terwijl de zichtbare materieverdeling in een sterrenstelsel (gas en sterren) een vrij
duidelijke grens vertoont, blijken alle sterrenstelsels te zijn omringd door uitgestrekte
wolken en slierten van donkere materie, die tot aan naburige stelsels reiken.
Verschenen in de AD
'Goddelijk deeltje' in
heelal bijna gevonden
Amerikaanse wetenschappers zijn het ontbrekende puzzelstuk in het heelal op
het spoor gekomen. Sporen van het zogeheten Higgs-boson zijn gevonden bij
proeven met een deeltjesversneller in de staat Illinois. De bevinding wordt
vandaag gepresenteerd op een congres in Italië.
De onderzoekers hebben uitgerekend waar het Higgs-boson ongeveer te vinden
moet zijn. 'Helaas is de aanwijzing niet duidelijk genoeg om te concluderen dat het
boson bestaat', zeg Rob Roser van het laboratorium Fermilab.
Fermilab beheert de deeltjesversneller Tevatron, waar de onderzoeken zijn gedaan.
Het apparaat werd vorig jaar gesloten, maar wetenschappers zijn nog altijd bezig de
experimenten te bestuderen.
Natuurkundigen hebben uitgerekend dat het Higgs-boson moet bestaan, maar het
deeltje is nog nooit waargenomen. Het boson zou ervoor zorgen dat alle minieme
deeltjes in het heelal massa hebben.
Massa beïnvloedt hoe deeltjes zich gedragen. Higgs-bosonen bepalen dus
uiteindelijk wat wij om ons heen zien, van de kleinste levende wezens tot de grootste
sterrenstelsels. Omdat het zo belangrijk is, noemen wetenschappers het boson ook
wel het God-deeltje.
Het belangrijkste wapen in de jacht op het Higgs-boson is de grote deeltjesversneller
LHC, op de grens van Frankrijk en Zwitserland. De wetenschappers daar maakten in
december al 'een belangrijke vooruitgang' in de zoektocht naar het goddelijke deeltje
bekend.
Verschenen in de AD
'Heelal opgeslokt door
ander universum'
AMSTERDAM - Ons heelal zoals we nu kennen, is gedoemd te verdwijnen. Een
nieuw universum zal alles opslokken. Dat concluderen wetenschappers, die het
Higgs-Bosondeeltje hebben geanalyseerd.
Het bijzondere puzzelstukje, waar vijftig jaar naar gezocht is, werd in juli aangetoond
door het CERN. Higgs-bosonen bepalen dus uiteindelijk wat wij om ons heen zien,
van de kleinste levende wezens tot de grootste sterrenstelsels. Het zogenaamde
God-deeltje verschaft ons niet alleen inzicht over het ontstaan van het heelal, maar
ook hoe het zal verdwijnen.
Natuurkundige Joseph Lykken, die werkzaam is voor het CERN: "Het is goed
mogelijk dat het universum waarin we leven inherent onstabiel van aard is, waardoor
we op een gegeven moment vernietigd worden", aldus Lykken.
Het verdwijnen van het heelal zou pas over tien miljard jaar geschieden. Lykken zegt
dat er in ons universum uiteindelijk een nieuw universum zal ontstaan. Dat nieuwe
universum blijft zich verder ontwikkelen en zal ons heelal inclusief alle sterren en
planeten vernietigen met de snelheid van het licht.
Van onze aarde zal al lang geen sprake meer zijn op het moment van de rampspoed.
Binnen 4,5 miljard jaar zal de zon opzwellen tot een rode reuzenster en de aarde
verzwelgen.
Verschenen in De Volkskrant
Het einde van het heelal
lettergrootte lettergrootte verkleinen Lettergrootte verkleinen Print E-mailadres
Beoordeel dit item1 2 3 4 5 (0 stemmen)
Zoals er gissingen en theorieën bestaan over wat er gebeurde in het erg vroege
heelal zijn ook hier fundamentele vooruitgangen in de fysica nodig als we willen
weten wat er met enige zekerheid met ons heelal zal gebeuren. In dit artikel
overlopen we kort enkele van de meest gangbare mogelijkheden rond het einde van
het heelal.
Dovende hitte, 1 - 100 triljoen jaar
Dit scenario wordt beschouwd als de meest aannemelijke theorie als het heelal zou
blijven uitzetten zoals het al sinds het begin gebeurde. Binnen een goede triljoen jaar
zullen de bestaande sterren opgebrand zijn en het merendeel van het universum
wordt donker. Het heelal bereikt een vorm van maximale homogeniteit waarin alle
materie een gelijke temperatuur heeft. Op een veel langere tijdschaal in de
gebeurtenissen die hierop volgen beginnen sterrenstelsels in te storten in zwarte
gaten die vervolgens verdampen langsheen de Hawking straling. In sommige
eenmakingstheorieën zal door protonenverkleiningen het overblijvende interstellaire
gas omzetten naar positronen en elektronen, die zich dan hervormen naar fotonen.
In dit geval zal het heelal voor onbepaalde tijd bestaan uit een soep van uniforme
straling, die langzaam door trage roodverschuiving een steeds lagere energie krijgt
en het doet vervriezen.
De Big Crunch, 100 miljard jaar tot ... jaar
Als de energetische dichtheid van donkere energie negatief was of het universum
gesloten is, dan zou het mogelijk zijn dat het uitdijen van het universum zich zou
omkeren en zou het universum naar een hete dichte vorm gaan. Dit zou analoog
lopen met een omkering in te tijdlijn van de Big Bang. Dit wordt meestal voorgesteld
als deel van een oscillerend universum zoals het cyclisch model. Huidige
waarnemingen tonen aan dat dit model van het universum onjuist lijkt te zijn en de
uitdijing zal verdergaan.
Big rip
Dit scenario is alleen mogelijk als de energetische dichtheid van donkere energie
stijgt zonder een tijdslimiet. Zulke donkere energie wordt de spookenergie of
"phantom energy" genoemd en is niet zoals de andere gekende energievormen. In
dit geval zal de uitzettingsgraad verhogen zonder limiet. Zwaartekrachtgebonden
systemen zoals clusters van sterrenstelsels of sterrenstelsels, het zonnestelsels en
ook de Aarde zal uit elkaar getrokken worden. Uiteindelijk zal het heelal zo snel gaan
dat het de elektromagnetische krachten, die de moleculen en atomen bijeenhouden,
zal overtreffen. Uiteindelijk zullen zelfs atoomkernen uit elkaar getrokken worden en
het universum zoals we het kennen zal eindigen in een ongewone vorm van
singulariteit van de zwaartekracht. Het universum zal zodanig uitzetten dat het
elektromagnetische veld die alles bijeenhoudt uit elkaar zal vallen door de expansie
en alles uit elkaar trekken.
Vals vacuüm
Indien ons heelal in een erg lang levend vals vacuüm bevindt is het mogelijk dat ons
heelal in een lagere energievorm een tunneleffect zal ondergaan. Indien dit gebeurt
zal alles direct vernietigd worden zonder enige waarschuwing.
In het heelal wemelt het
van leven
Onze Melkweg, een sterrenstelsel met honderd miljard sterren, met samen een
miljard planeten in de leefbare zone. Deze week werd bekend dat er drie zijn
gevonden bij de ster Gliese 667c.
Het heelal is niet dood, zegt astronoom Marco Spaans. Alleen de Melkweg telt al zo'n
miljoen planeten met primitief leven. 'Maar beschavingen, als die er al zijn, vinden we
vermoedelijk nooit.'
Het is nog maar twintig jaar geleden dat de mens niet meer planeten kende dan de
negen van het eigen zonnestelsel.
Zijn wij alleen? De eeuwenoude vraag werd deze week nieuw leven ingeblazen met
de ontdekking van drie planeten die zich in de leefbare zone van een nabije ster
bevonden. Zie je wel, zei een grote groep mensen, het heelal telt miljarden
sterrenstelsels die ieder miljarden sterren bergen met minstens evenzoveel planeten.
Het kan toch niet zo zijn dat het leven alleen op de planeet aarde tot wasdom is
gekomen?
Niet zo snel, reageerden de anderen. Een planeet in een leefbare zone is nog geen
planeet met leven. Dan heb je pas een planeet met vloeibaar water. Er zijn vele
factoren nodig geweest om het leven op aarde mogelijk te maken. En met diezelfde
aarde als enige voorbeeld is er geen zinnig woord te zeggen over de kansen elders.
Om die discussie handen en voeten te geven hakte de Amerikaanse sterrenkundige
Frank Drake al in 1961 de vraag in stukjes. Hij stelde een formule op waarmee hij
kon berekenen hoeveel beschavingen er waren in ons eigen sterrenstelsel, de
Melkweg, waarmee de mens kon communiceren. De formule bevatte termen als het
aantal sterren in de Melkweg, de fractie waar planeten omheen draaiden, het
percentage planeten waar leven zich kon ontwikkelen, de kans dat dat leven tot een
beschaving uitgroeide en de levensduur van zo'n beschaving.
Waar zijn ze dan?
Van de meeste termen had men destijds in de verste verte geen idee hoe groot ze
waren, maar daar liet Drake zich niet door weerhouden. Hij vulde voor al die termen
iets in wat hem wel redelijk leek en kwam zo uit op 10.000 beschavingen, alleen al in
de Melkweg. Een uitkomst die hem op de nodige hoon kwam te staan. Waar zijn al
die beschavingen dan? had de natuurkundige Enrico Fermi al in 1950 uitgeroepen en
met deze 'paradox van Fermi' wist Drake niet af te rekenen.
Inmiddels is de kennis over het heelal en de omstandigheden elders enorm
toegenomen. De formule van Drake is uitgebreid en verfijnd, maar een harde
uitkomst is nog ver weg. "Maar als je de formule opdeelt, is er over enkele delen wel
het een en ander te melden", zegt Marco Spaans, hoogleraar theoretische
astrofysica aan de Rijksuniversiteit Groningen. Spaans onderscheidt een
astronomisch, een biologisch en sociologisch deel.
Op zijn eigen terrein is flinke vooruitgang geboekt. Het is nog maar twintig jaar
geleden dat de mens niet meer planeten kende dan de negen van het eigen
zonnestelsel. Sindsdien is Pluto weliswaar als planeet afgevallen, maar daarvoor zijn
zo'n duizend planeten in de plaats gekomen die om andere sterren dan de zon
draaien, de zogeheten exoplaneten. "Elke dag komen er nieuwe bij", zegt Spaans.
"Ik durf gemakkelijk te stellen dat we er over een jaar 2000 kennen."
De eerste exoplaneten waren 'hete Jupiters': grote gasbollen die dicht om hun ster
draaiden. Onleefbaar dus. Maar de technieken zijn verbeterd en astronomen
ontdekken nu ook kleinere, aarde-achtige planeten op een prettige afstand van hun
ster, in de leefbare zone. Er zijn er nu enkele tientallen bekend, zodat Spaans een
schatting kan maken. "Een paar procent van de planeten zitten in die zone. Dus met
100 miljard sterren in de Melkweg, de meeste van het huis-tuin-en-keuken-type als
de zon, en met een gemiddelde van zeker één planeet per ster, kom ik op een miljard
planeten in de leefbare zone."
Tijd van leven
Maar leefbaar is nog geen garantie voor leven. "Nee, natuurlijk niet. Er moet wel
enige continuïteit in de leefbaarheid zitten. Verder is de aanwezigheid van water
cruciaal, maar dat is in het heelal ruim voorhanden. En we hebben wat
bouwmateriaal nodig. Organische moleculen. Maar ook wat dat betreft is de
chemische rijkdom van het heelal enorm. Als astronoom zeg ik daarom: het heelal is
een bijzonder gunstige omgeving voor het ontstaan van leven. De vraag is: krijgt het
leven kans om te overleven?"
Krijgt het leven tijd van leven, wil hij bijna zeggen. De bouwmaterialen mogen er dan
wel liggen, voordat je iets hebt dat energie weet om te zetten, dat kan communiceren
met zijn omgeving en dat zich kan vermenigvuldigen, kortom, voordat je een vorm
van leven hebt, moet er het een en ander gebeuren. "De cruciale stap in dat geheel
is de vorming van een cel. We hebben wel een idee hoe dat zou kunnen. Lipides,
vetachtige stoffen, kunnen zich oprollen tot een bolletje. Als je dan het geluk hebt dat
er iets als DNA of RNA in dat bolletje zit, heb je een cel. Dat gaat niet zomaar. Op
aarde heeft dat een miljard jaar geduurd. Laten we maar aannemen dat het op een
andere planeet minstens zoveel tijd kost."
Eén op de duizend
Hij beseft dat een miljard jaar voor een bioloog erg lang is. De omstandigheden
moeten al die tijd redelijk stabiel zijn. "Op aarde was dat allemaal goed geregeld. Zo
zitten we hier in een stabiele baan, hebben we een grote maan die de aardas mooi
staande houdt, een magneetveld dat kosmische straling buiten de deur houdt en
worden we beschermd door Jupiter die veel puin in het zonnestelsel opzuigt."
Het is niet helemaal duidelijk hoe belangrijk al die factoren zijn geweest. Vaak zijn ze
cruciaal, zegt Spaans. "Neem Mars. Zit ook in de leefbare zone, al is het op het
randje. We denken dat Mars vroeger erg op de aarde leek en dat daar ook leven kan
zijn ontstaan. Maar Mars is net iets kleiner en lichter, waardoor de zwaartekracht
maar 40 procent is van die van ons. Daardoor is de atmosfeer van Mars verdwenen.
En is al het mogelijke leven uitgestorven. Tja, dan heb je een planeet. In een leefbare
zone. Dan heb je leven. Is de planeet niet zwaar genoeg."
Het gaat dus vaak mis, neemt hij aan, maar niet altijd. "Ik zal u de wetenschappelijke
argumentatie erachter besparen, maar we hebben goede gronden om aan te nemen
dat het in één van de duizend gevallen lukt. Dus als er in de Melkweg een miljard
planeten in de leefbare zone zitten, dan zijn er een miljoen waar een vorm van
primitief leven voorkomt."
Omdat het met bacteriën moeilijk communiceren is, luidt de volgende vraag: op
hoeveel van die miljoen planeten is er uit dat primitieve leven iets intelligents
gegroeid? "Tja, dit is dus het deel waar we het minste van af weten. Een bioloog zou
kunnen zeggen: vanaf hier kan het snel gaan. Maar bedenk wel: 99,99 procent van
het leven op aarde is nog altijd van die primitieve soort. En van de resterende 0,01
procent bestaat het merendeel uit plantjes of kwallen. Wij mensen zijn maar het
topje."
Bedenk maar eens wat we zelf deden toen wij in het verleden een nieuw continent
betraden.
Een oogwenk
Daar zit meteen het grote probleem. De aarde is meer dan 4,5 miljard jaar oud, maar
de mens gaat pas een paar miljoen jaar mee. Spaans: "De beschaving gaat niet veel
meer dan 10.000 jaar terug en ons technologisch vermogen is nog veel jonger. Wij
zelf zenden pas vijftig jaar krachtige radiosignalen uit en misschien hebben we
onszelf over één of tweehonderd jaar van de kaart geveegd. Een paar eeuwen zijn
op vier miljard jaar niet meer dan een flits, een oogwenk. Voor een andere
beschaving zijn wij daarom heel moeilijk te vinden. En dat is vice versa ook zo."
De vraag of wij alleen zijn in dit heelal, of eigenlijk zelfs binnen de Melkweg, is
praktisch gezien niet relevant. "Laten we eens heel gunstig rekenen en ervan uitgaan
dat één promille van die miljoen planeten met primitief leven ook intelligent leven
kent. Dat zijn duizend planeten. Maar de Melkweg is ontzagwekkend groot. Het licht
doet er 60.000 jaar over om het te doorkruisen. Dat betekent dat die duizend
planeten op zo'n duizend lichtjaren van elkaar vandaan liggen. Erheen gaan is
daarom geen optie. En als je hun radiosignalen wil opvangen, danwel hoopt dat zij
ons waarnemen, moet je het geluk hebben dat je precies in het goede tijdvak zit om
dat hele zwakke, kortdurende signaal op te vangen. Antwoorden zijn helemaal
uitgesloten."
Hij vergelijkt het op zijn colleges wel eens met een dansvloer. Een dansvloer zo
immens dat je 100.000 jaar aan het lopen bent eer je aan de overkant komt. "Je leeft
maar honderd jaar. Op die dansvloer lopen misschien een paar honderd partners
rond, maar je zult er in je hele leven vermoedelijk nooit een tegenkomen."
Dat laatste kun je ook omdraaien. Het feit dat wij nog niets gehoord hebben, is nog
geen bewijs dat er elders geen leven is. Spaans: "Twintig jaar geleden kenden wij
nog geen enkele exoplaneet. Nu beginnen we de dampkring van leefbare planeten te
bestuderen. Dus, wie weet, hoe ver we over twintig jaar zijn en wat we dan over die
vraag kunnen zeggen."
Met tien kilometer per seconde komen we er nooit
In 1977 werd de Voyager gelanceerd voor een lange reis langs Jupiter, Saturnus en
verder. Aan boord een gouden schijf met wat boodschappen, wiskundige formules en
muziek, bedoeld als groet aan andere beschavingen. Het ruimteschip heeft de grens
van het zonnestelsel bereikt. Pas over 40.000 jaar zal het andere sterren passeren.
Dat is onze score tot nu toe, zegt sterrenkundige Marco Spaans. Mannen op de
maan, karretjes op Mars en die Voyager. "Een reis naar exoplaneten met mogelijk
leven is andere koek. Als we er zo een zouden weten te vinden, doet het licht er al
naar schatting duizend jaar over om er te komen. Voor een raket gaat het dan om
miljoenen jaren."
Een raket bereikt nu snelheden in de orde van tien kilometer per seconde. Dat zou
zeker een factor duizend beter moeten. "Afgezien van het feit dat nog ondenkbaar is
hoe dat zou moeten, stuit je met zulke snelheden op andere problemen. Interstellaire
wolken bijvoorbeeld. Normaal zijn die geen probleem, maar met zulke snelheden wel.
Dan is zandstralen er niets bij."
Maar goed, er zijn ideeën hoe je dat gevaar zou kunnen ontwijken, en als je er dan
ook in slaagt de raket bijna de lichtsnelheid te geven, krijg je van Einstein een
cadeautje: dan gaat de tijd langzamer. "En dan zou je zo'n reis in tien jaar kunnen
doen. Ik zeg niet dat het kan, maar het is ook niet uit te sluiten. Zelfs niet dat een
andere samenleving daartoe in staat is. Maar ik moet er niet aan denken dat zij ons
dan komen bezoeken. Bedenk maar eens wat we zelf deden toen wij in het verleden
een nieuw continent betraden."
Voor het eerst een
regenboogachtige ‘glorie’
gekiekt op Venus
Het is onderzoekers gelukt om een glorie – een regenboogachtig verschijnsel –
op Venus te fotograferen. Het is voor het eerst dat onderzoekers erin geslaagd
zijn om een glorie op een andere planeet op de foto te zetten.
Wie regelmatig met het vliegtuig reist, heeft op aarde vast wel eens een glorie gezien. De glorie
omringt dan de schaduw van het vliegtuig op de wolken eronder. Net als regenbogen ontstaat
een glorie wanneer zonlicht op druppels schijnt. Maar terwijl regenbogen grote delen van de lucht
in beslag kunnen nemen, is een glorie vaak kleiner en bestaat deze uit een serie gekleurde
ringen en een heldere kern.
Twee eisen
Een glorie kan ontstaan als er aan twee eisen wordt voldaan: de druppeltjes zijn bolvormig (en
dus waarschijnlijk vloeibaar) en ze zijn allemaal ongeveer even groot. Op aarde wordt dus aan
die voorwaarden voldaan. Maar hoe zit dat op Venus? Onderzoekers vermoeden dat de
atmosfeer van de planeet druppels bevat die rijk zijn aan zwavelzuur. Door de wolken in die
atmosfeer te bestuderen vanaf een locatie waarop de zon zich direct achter de waarnemer (in dit
geval ruimtesonde Venus Express) bevindt, hoopten de onderzoekers een glorie te kunnen
spotten.
Afbeelding: ESA / MPS / DLR / IDA.
De foto
En dat lukte! U ziet de glorie op de afbeelding hierboven. De glorie ontstond zo’n 70 kilometer
boven het oppervlak van Venus en is, gezien van een afstand van ongeveer 6000 kilometer, zo’n
1200 kilometer breed.
Door de glorie te bestuderen, kunnen de onderzoekers ook meer te weten komen over de
atmosfeer van Venus. Zo schatten de onderzoekers dat de deeltjes die het zonlicht reflecteren
ongeveer 1,2 micrometer breed zijn (eenvijfde van een menselijke haar). Het feit dat de glorie
1200 kilometer breed is, wijst erop dat de deeltjes aan de bovenzijde van de wolken in ieder
geval op deze schaal uniform zijn. De glorie bestaat verder uit ringen waarvan de variatie in
helderheid anders is dan de onderzoekers op basis van de aanwezigheid van wolken bestaande
uit zwavelzuur en water verwachtten. Het suggereert dat een andere stof nog een rol speelt.
Mogelijk gaat het om een mysterieus deeltje dat UV-licht absorbeert en eerder al voor donkere
plekken op de wolken van Venus zorgde wanneer onderzoekers deze in ultraviolet bestudeerden.
Baanbrekende ontdekking
ontstaan heelal
Oerknal
Amerikaanse astronomen hebben een baanbrekende ontdekking gedaan die de
theorie ondersteunt dat het heelal na de oerknal razendsnel is uitgebreid. Met een
telescoop op de Zuidpool hebben ze naar eigen zeggen zwaartekrachtgolven
waargenomen, bijna een eeuw nadat Albert Einstein het bestaan daarvan had
voorspeld.
Het opvangen van het oeroude signaal geldt als wetenschappelijke 'heilige graal': er
wordt al tientallen jaren naar gezocht, omdat het een direct bewijs vormt voor de
aanname dat het heelal in een minuscule fractie van een seconde een
duizelingwekkende uitbreiding heeft doorgemaakt.
,,Het opvangen van dit signaal is een van de belangrijkste doelen van de
hedendaagse kosmologie'', aldus onderzoeksleider John Kovac van het HarvardSmithsonian Center for Astrophysics.
Andere wetenschappers spraken direct van een spectaculaire ontdekking. ,,De
argumenten zijn overtuigend en de betrokken wetenschappers behoren tot de meest
voorzichtige en conservatieve mensen die ik ken'', zei bijvoorbeeld professor Marc
Kamionkowski van de Johns Hopkins Universiteit in Baltimore tegen de BBC.
Als herhaling van het onderzoek dezelfde resultaten oplevert, is dat vrijwel zeker
goed voor een Nobelprijs, stelde de Britse omroep vast na diverse opgewonden
deskundigen te hebben geraadpleegd.
De zoektocht naar het signaal komt voort uit een heel specifieke verwachting,
namelijk dat het uitdijen van het heelal onuitwisbare sporen moet hebben acherlaten
in het oudste licht dat in het heelal te vinden is. Met computermodellen was al
vastgesteld welk patroon die sporen zouden moeten hebben. Uit de waarnemingen
met de telescoop op de Zuidpool rolde precies dát patroon.
Het ontstaan van de
aarde; de oerknal
De oerknal (big bang)
Volgens de geleerden die de snelheid waarmee het heelal uitzet, meten, waren de
planeten die we nu in de ruimte kunnen zien zo’n 10 miljard tot 20 miljard jaar
geleden samengeperst in een enorme massa. De oerknal was een explosie
waardoor alles in de ruimte uit elkaar werd geslingerd, zoals melk doet als het kookt
in de pan, vandaar de naam Melkweg. Niemand weet, tot op heden hoe groot het
heelal is en of er nog een buitenkant omheen zit, en wat daar weer achter zit en ga
zo maar door. Toch zijn de cijfers en afstanden die zijn gebruikt bij de berekening
enorm en mogen we er dus van uitgaan dat het heelal ongelofelijk groot is. Het
heelal sterkt zich veder uit dan we met onze sterkste telescopen kunnen zien. Zelfs
licht, dat een snelheid heeft van ongeveer 300.000 kilometer per seconde, doet er
10.000 miljoen jaar over om van de verste planeet die we kunnen zien bij de aarde te
komen. De afstand is dan ook ongeveer 95 triljard (95.000.000.000.000.000.000.000)
kilometer.
De ster die het dichtst bij de zon staat, heet Alpha Centauri, en is 4,3 lichtjaren ver
weg. Dit betekent dat we haar op aarde kunnen zien zoals ze er 4,3 jaar geleden
uitzag. De verste zichtbare objecten in de ruimte zijn tot 10 tot 20 biljoen lichtjaren
van ons verwijderd; we zien ze dus zoals ze waren voordat de aarde is ontstaan. Dus
je ziet sterren/andere objecten nooit ‘live’ maar in licht jaren.
De laatste jaren hebben wetenschappers een lichte achtergrondwarmte ontdekt die
zich door de ruimte verspreidt, mogelijk de overgebleven warmte van de vuurbal van
de oerknal. De ruimte is dus niet helemaal koud, maar heeft een tempratuur van 2,7
graden. Deze graden zijn doorberekent vanaf het absolute nulpunt dat +/- 273
graden Celsius is.
Het heelal in de toekomst
Er bestaat een theorie dat de expansie langzamer zal gaan en dat het heelal gaat
krimpen totdat er een tweede oerknal plaatsvindt. Anderen denken dat het heelal
voor altijd doorgaat met uitdijen en inkrimpen. Moderne astronomen kunnen geen
aanwijzingen vinden dat de expansie langzamer gaat. Ze denken dat het universum
zal doorgaan met het uitzetten totdat alle sterren uitgedoofd zijn en het heelal
helemaal donker is, en later zelfs onleefbaar wordt.