Sterrenkijken bij jou thuis

Het kampvuur knispert en in de verte klinkt een uil. Samen met je geliefde kijk je naar de onmetelijke kosmos vol fonkelende sterren boven je. Wauw, die ene heldere ster springt er écht uit. Nú is het moment om indruk te maken en te zeggen welke ster het is. Het blijft stil.

Wil je weten hoe je planeten kan spotten? Hoe je aan de hand van de sterrenbeelden de noordpoolster vindt? Waar de Melkweg loopt? Je leert het in mijn nieuwe Huiskamerplanetarium. Ik kom graag bij je thuis om je alles te vertellen over wat je aan de hemel kan zien. Dat doe ik met een mobiele planetariumshow én met een telescoop die bij helder weer paraat staat. Ik ben in te huren voor (kinder)feestjes, bedrijfsuitjes en voor lessen op school.

Neem eens een kijkje op mijn nieuwe website, waar je mijn blog over sterrenkijken vindt en op de hoogte blijft van de shows die ik geef. Zo weet je de volgende zomernacht zeker indruk te maken.

Het mobiele planetarium tijdens een kinderfeestje.

Prijzenslag in Scandinavië

Vandaag worden de Nobelprijzen van 2012 officieel uitgereikt. Terwijl de winnaars van de prijzen voor natuurkunde, scheikunde, geneeskunde en literatuur naar Stockholm gaan, reizen de winnaars van de vredesprijs af naar Oslo. Ook Mark Rutte zal daar vandaag, in het stadhuis van Oslo plaatsnemen om uitreiking van de prijs aan de Europese Unie bij te wonen. En precies dáár, was ik enkele maanden geleden ook al voor een prijsuitreiking.

De hal van het stadhuis van Oslo. Ik was hier uitgenodigd voor een diner met de Kavli-prijswinnaars en de Noorse koning Harald V. Helaas zaten we niet aan dezelfde tafel.

Begin september werden namelijk de Kavli-prijzen uitgereikt. Drie prijzen voor wetenschappers in verschillende wetenschapsgebieden die volgens de Kavli-jury uitmuntende bijdragen hadden geleverd in hun vakgebied. Wetenschappers in de gebieden astrofysica, nanowetenschappen en neurowetenschappen gingen (per prijs) met één miljoen dollar naar huis.

Ik was op uitnodiging van de Noorse Academie van de Wetenschap en het Noorse Ministerie voor Onderwijs en Onderzoek aanwezig. Samen met zeven andere wetenschapsjournalisten van over de hele wereld deed ik verslag van alle evenementen in Oslo. En gedurende de week zag ik behoorlijk wat overeenkomsten tussen de prijzen van Fred Kavli en Alfred Nobel.

Overeenkomsten Kavli en Nobel

De vergelijking tussen Kavli en Nobel ligt voor de hand. In beiden gevallen zijn de prijzen bedacht en gefinancierd door een rijke Scandinavische weldoener. Nobel (uit Zweden) wist een fortuin te vergaren door het dynamiet uit te vinden. Fred Kavli (uit Noorwegen) verdiende een vermogen door luchtvaartsensoren te ontwikkelen en verkopen.

De grote, puur gouden, medaille die de Kavli-prijswinnaars ontvangen.

Ook de prijzen hebben sterke overeenkomsten. Zo worden ze uitgereikt aan de wetenschappers die een ‘opmerkelijke prestatie’ hebben geleverd, het prijzengeld is nagenoeg hetzelfde en de winnaars ontvangen een grote gouden medaille (‘wat moet ik daar nu mee?’ liet prijswinnaar Michael Brown mij ontvallen).

Ik denk dat de overeenkomsten tussen de twee prijzen niet geheel toevallig zijn. Vermoedelijk heeft Kavli heel goed naar de Nobelprijzen gekeken. Omdat hij wíl dat er veel overeenkomsten zijn. Omdat hij wíl dat zijn prijzen uiteindelijk evenveel aandacht en aanzien krijgen als de Nobelprijzen.

Er moet gezegd worden dat Kavli meer doet dan tweejaarlijks prijzen uitdelen. Wereldwijd zijn er een twintigtal door hem gefinancierde wetenschappelijke instituten die zijn naam dragen. De meeste daarvan bevinden zich in de Verenigde Staten, maar ook in Delft is er een Kavli-instituut.

Niet kopieerbaar

Overigens kan één traditie vooralsnog niet overgenomen worden van de Nobelprijzen. Dat is de uitreiking op Nobels sterfdag. Fred Kavli leeft immers nog! Ik sprak de 85-jarige tijdens een deftige receptie. Toen hij plots even alleen kwam te staan bij een tafeltje greep ik mijn kans en kon zo even met hem babbelden. Over Oslo en de prijzen. Hij vertelde dat hij graag prijzen uitreikt voor het allergrootste (astrofysica), het allerkleinste (nanowetenschappen) en het meest complexe (neurowetenschappen).

Uitzicht op het Noorse parlementsgebouw van het dakterras van het Grand Hotel.

Alles uit de kast

Dit jaar werd er tijdens de Kavli-evenementen, die in totaal bijna een week in beslag namen, alles uit de kast getrokken. De koning van Noorwegen was present om de prijzen te overhandigen, de premier van Noorwegen – Jens Stoltenberg – deed zijn zegje, een bekende acteur – Alan Alda – werd ingevlogen om de ceremonie aan elkaar praten en bekende wetenschappers – o.a. Lisa Randall – gaven lezingen. Alle evenementen vonden bovendien plaats op de chicste locaties in Oslo.

Als kers op de taart werden acht journalisten (waaronder ik) naar Oslo gehaald. Natuurlijk in de hoop dat we aandacht zouden geven aan de Kavli-prijs. Ik moet overigens nog het goedkoopste ticket hebben gehad, want mijn collega-journalisten kwamen onder andere uit Rio de Janeiro, New York en Singapore.

Nog even warmdraaien

Of al deze investeringen helpen de Kavli-prijzen het aanzien te geven waar men op hoopt? Dat is lastig te zeggen, want hoe meet je het prestigegehalte van een prijs? Als we naar de aandacht voor de Kavli-prijzen kijken is dat geenszins te vergelijken met de aandacht die de Nobelprijzen in de Nederlandse en internationale media krijgt. En zelfs de Noorse pers was niet in grote getale aanwezig op de persconferentie met alle prijswinnaars en Fred Kavli zelf.

De persconferentie met de Kavli-prijswinnaars 2012. Fred Kavli himself is de op een-na-rechtse man.

Het zou kunnen dat de prijs nog even moet ‘warmdraaien’. Nobel gaat immers al een eeuwtje of wat mee, terwijl Kavli net de derde uitreiking achter de rug heeft. Misschien is er ook niet echt plaats voor nóg een grote wetenschapsprijs, à la Nobel. Er worden volgens mij steeds meer prijzen uitgereikt, met wellicht wat ‘prijzeninflatie’ als gevolg.

Aan de andere kant maakt dat wat mij betreft ook niet uit. Er kunnen niet genoeg filantropen opstaan die jaarlijks met miljoenen beginnen te strooien. De wetenschappers (en journalisten) zijn ze dankbaar.

Einsteins batterij

Wanneer ik met de trein reis ben ik overgeleverd aan de gratis kranten die men bij de ingang van het station al in je handen duwt, en die hopeloos opstapelen op de treintafeltjes. Helaas beleef ik zelden plezier aan het lezen van deze blaadjes.
Begin deze maand was ik op weg naar Den Haag en vond mijn tafeltje volledig bezet met gratis Metro’s en Spitsen. Om plaats te maken voor mijn koffie greep ik tegen beter weten in een Metro.

En warempel, tussen de advertenties en non-nieuwsartikelen was er een klein artikeltje in de kantlijn dat mijn aandacht trok. De rubriek Vraag & antwoord. De vraag van die dag was: Wat is er zwaarder: een laptop met een volle accu of met een lege?

Ik dacht even na. Mijn eerste ingeving: geinige vraag, maar natuurlijk is dat niet waar. Ik dacht nog iets meer na en wist bijna zeker dat het niet waar kón zijn.

Een batterij raakt nooit deeltjes kwijt. (James Almond via CC BY-SA 2.0)

Want wat wist ik nog van school: een batterij levert energie door elektronen van de minpool door een draadje via het apparaat naar de pluspool te laten lopen. Elektronen worden daarbij niet verbruikt en de batterij raakt ze evenmin kwijt. Eigenlijk is het enige wat er gebeurt dat de elektronen zich met een omweggetje verplaatsen (positieve ionen bewegen trouwens ook maar blijven te allen tijde binnen de batterij).

Maar wat las ik in de Metro? ‘De lege accu is wel degelijk lichter dan de volle, maar het verschil is zo klein dat het niet meetbaar is.’ Aandachtig las ik verder hoe men tot dit verrassende inzicht kwam.
In het artikel wordt de beroemde formule van Albert Einstein E = mc² gebruikt. Daar staan drie termen in. Te beginnen met ‘E’, de energie die er in een object zit. ‘m’, De massa van dat voorwerp en ‘c²’, de lichtsnelheid in het kwadraat. Die laatste term is altijd constant – gezien de constante lichtsnelheid – en monsterlijk groot.

Om het vermeende massaverschil tussen een volle en een lege batterij uit te rekenen berekent de auteur van het Metro-artikel eerst de energiecapaciteit van die batterij. Het is dan een koud kunstje om dat samen met de constante ‘c^2’ in te vullen in de formule en een massaverschil uit te rekenen: 2,4 picogram, oftewel 0,0000000000024 gram.

Natuurlijk is dat verschil te verwaarlozen, zelfs de beste weegschaal ter wereld kan het niet oppikken. Maar dat vond ik niet zo opmerkelijk. Ik werd getroffen door de bewering dát een verschil was. Ik besloot het uit te zoeken.

Geen internetconsensus
En waar begint de moderne mens – en de moderne wetenschapsjournalist – met zoeken: Google. Ik kom meteen op Yahoo Answers, Big Question en het FOK!-forum. Natuurlijk geen geijkte bronnen, maar wellicht hebben briljante (en waarschijnlijk ook minder briljante) geesten zich al over dit probleem gebogen en kan mij dat dichter bij een antwoord brengen.

Een consensus blijkt er allerminst te zijn. Bij Yahoo is het ‘meest gewaardeerde antwoord’ op de vraag of een batterij lichter wordt als hij leegloopt: ‘not at all!!!!’. Een alternatief antwoord is ‘ja’ en berust, net als het Metro-artikel, op E = mc². Een volgende Yahoogebruiker is het daar weer niet mee eens en zegt dat deze formule alleen gebruikt mag worden bij kernreacties, zoals die in een kernreactor of tijdens een atoombomontploffing plaatsvinden. Ik ben verward en niet dichter bij een antwoord.

Bij een kernbomexplosie wordt er zeker massa omgezet in energie. (U.S. Government via Public domain)

Ik laat er mijn gedachten nog eens over gaan. De essentiële vraag is of de massa-energierelatie van Einstein toegepast kan worden voor de zogenoemde potentiële energie van de elektronen in de batterij. De elektronen stromen van een hoog potentiaal bij de ene elektrode naar een laag potentiaal bij de andere elektrode, waarbij ze deze energie verliezen en dus wel of niet lichter worden.

Profje bellen
Die avond leg ik het probleem voor aan mijn studievrienden. Een aantal van hen vermoeden dat het waar zou kunnen zijn. Anderen zijn onzeker.
De dikke boeken natuurkunde- en scheikundeboeken die nog in mijn boekenkast prijken is mijn volgende inzet. Maar na verschillende indexen door te hebben gespit lijkt het antwoord niet aanwezig. Ik begin een beetje hopeloos te worden.

Een Kennislinkcollega tipt mij: ‘profje bellen dan maar?’ Mijn vriendin denkt dat fysicus Hugo Meekes van de Radboud Universiteit het wel zou moeten weten en ik klim in de digitale pen.

Verrassende conclusie
In een uitgebreide mail schrijft hij dat hij de toepassing van E = mc² eigenlijk alleen toegepast heeft gezien worden bij kernreacties. Maar ook hij is gaan zoeken vond op einsteingenootschap.nl een duidelijke interpretatie van de originele publicatie van de Albert Einsteins speciale relativiteitstheorie uit 1905.

Albert Einstein heeft mijn vraag in 1905 al beantwoord. (Orren Jack Turner via Public domain)

Einstein schrijft daarin dat een voorwerp dat een hoeveelheid energie afgeeft in de vorm van straling, en daarbij geen snelheidsverandering ondergaat, lichter wordt.
Meteen daarna maakt hij duidelijk dat het eigenlijk helemaal niets uitmaakt wat voor soort energie dat is. Het principe geldt voor alle energievormen.

Einsteingenootschap.nl vat dit samen: ‘Een voorwerp kan zijn energie verliezen via warmtegeleiding, door uitzetting (een gas), via een elektrisch veld of wat niet al, zodat verlies van iedere vorm van energie voor een voorwerp verlies van massa betekent.’

Ik ben overtuigd. Dit moet ook gelden voor de elektronen in een batterij die (potentiële) energie verliezen. Een lege batterij is dus lichter dan een volle.

Een uitslaande balans
Meekes geeft aan de telefoon toe dat dit voor hem ook een verrassing is. “Maar het effect is bij een laptopbatterij zo klein dat je hier nooit last van hebt,” voegt hij toe. “Interessanter getallen krijg je misschien wel met een batterij van een volledig elektrische auto.”

Deze elektrische Opel Ampera is helemaal leeg gereden 0,64 microgram lichter dan zijn volle collega. Met dank aan Einstein (KacperK_ via CC BY-ND 2.0)

Neem de Opel Ampera, die 198 kilo aan accu’s aan boord heeft met een capaciteit van 16 kWh (ruim 266 keer de laptopbatterij). Als we dat getal op dezelfde manier invullen in E = mc² kom je op een gewichtsverschil van 0,64 microgram.

“Dat zal ook niet gemakkelijk te meten zijn op de eerste de beste weegbrug”, zegt Meekes. “Maar een beetje gevoelige balans met links een leeggereden Ampera en rechts een vers geladen exemplaar zou wel eens kunnen uitslaan.”

Zo kreeg ik na een week plots antwoord op mijn toch wel prangende vraag en ik heb in mijn ijverige zoektocht onverwacht wel uren plezier gehad van de gratis Metro op mijn treintafeltje.

Nalezen
Het metro-artikel is online nog terug te vinden omdat het 
een rechtstreekse kopie van dit faqt.nl-artikel blijkt te zijn.

Verslag Helmholtz Gemeinschaft-persreis, september 2011

Beter laat dan nooit. Zie hier een verslag van een 
persreis die ik afgelopen jaar maakte. 
Wil je 'de beelden' zien, klik dan hier voor een video-
impressie van Liesbeth Jongkind.

Eind september 2011 reis ik met de trein naar München. Niet om me in het feestgedruis van de Oktoberfesten te storten, maar voor een persreis van de Helmholtz Gemeinschaft (vergelijkbaar met de NWO in Nederland). De Duitse organisatie heeft een 13-tal journalisten uit heel Europa op bezoek. Via de VWN hoorde ik van de reis, ik twijfelde niet, en schreef me in.
We zullen de komende vijf dagen door heel Duitsland van laboratorium naar laboratorium worden gesleept om te zien welk onderzoek de Gemeinschaft allemaal in huis heeft.

Bij aankomst in ons (eerste) hotel blijkt de Nederlandse delegatie groot te zijn. Ik ontmoet Helene van Beek, Liesbeth Jongkind, Pieter Loomans en Elmar Veerman. Verder zijn de Italianen talrijk en worden we nog vergezeld door een Duitse, Hongaarse, Engelse en Russische journalist.

Na een diner, een drankje en een korte introductie over de organisatie gaan de meesten snel naar bed. Het programma voor de komende dagen is bomvol en uitslapen zal er zeker niet bij zijn. Gelukkig slapen we op de vierde verdieping zodat we die nacht geen last hebben van de stomdronken schreeuwlelijkerts die vanuit de receptie het hotel proberen wakker te houden. Een bijeffect van de feesten in de stad neem ik aan.

Dag 1 – Environmental Health & Comprehensive Pneumology Center (München)
De wekker gaat om 7 uur. Vandaag bezoeken we het Helmholtz Center in München. Onder het genot van koffie en koekjes worden we geüpdatet over diabetes, het onderzoeksthema van deze instelling. We leren dat zo’n zes tot zeven procent van de wereldbevolking lijdt aan de ziekte. Een aandeel dat steeds groter wordt, omdat we gemiddeld steeds ouder en dikker worden.

In dit Zentrum proberen wetenschappers de oorzaken van de diabetes te ontrafelen. Een combinatie van genen en omgevingsfactoren. Ook wordt ons voorgehouden dat de Duitse gezondheidszorg meer geld kwijt is aan diabetes dan aan kanker. Er volgt nog een bezoekje aan het lab . Hier is men bezig met metabolomics, het bestuderen van de gehele ‘afdruk’ van alle metabolieten in een al dan niet zieke cel.

Er is niet veel tijd, want de motor van onze privé-bus draait weer om ons naar het Comprehensive Pneumology Center te brengen. Hier onderzoeken ze longziekten. En ook hier vertelt een wetenschapper over de noodzaak van zo’n groot en duur onderzoekscentrum: longziekten zijn de tweede doodsoorzaak in Europa. We leren in no time een aantal dingen: longen hebben de oppervlakte van een tennisveld, door de constante luchtuitwisseling met de omgeving is het een kwetsbaar orgaan, te schone lucht is niet goed voor je en heel recentelijk is aangetoond dat er ook stamcellen in je longen zitten. Eén van de focussen van onderzoek in dit centrum is het disfunctioneren van het proteasoom, het eiwit dat andere (kapotte) eiwitten voor je opruimt.

Dan zitten we voor deze dag vol genoeg met kennis. Onze bus vertrekt naar Heidelberg, waar we ’s avonds voldaan in onze hotelbedden kunnen kruipen.

Dag 2 – Cancer center (Heidelberg) & Neurodegenerative Disease (Bonn)
Na de drukke eerste dag is het vandaag wederom aanpoten. De eerste stop is het Cancer center in Heidelberg. De ontvangst is vriendelijk met veel koekjes (een handelsmerk van de Duitsers) en koffie.
We leren tijdens een aantal presentaties over de stamcellen van tumor. Daarmee kan een tumor groeien en zij zijn dus een uitstekend doelwit voor behandelingen.
Eén behandeling berust op het eiwit interferon dat stamcellen ‘activeert’. Als een celvernietigende therapie net na het toedienen van interferon plaatsvindt dan worden de voor de tumor belangrijke stamcellen extra hard getroffen. Een ontdekking die in dit onderzoekscentrum is gedaan.

Nadat ons wordt verteld dat er een grote koppeling is tussen overgewicht en kanker en ons een blik in de toekomst van gepersonaliseerde kankermedicijnen wordt gegund is het tijd om de onderzoeksfaciliteiten zelf te gaan kijken.
Ze hebben een sterke 7 Tesla-MRI-scanner. De ‘kracht’ ervan wordt gedemonstreerd met een grote plaat aluminium die in het magneetveld bijna lijkt te zweven. Gaaf.

Maar we hebben nog meer te doen vandaag. We brengen een bliksembezoek aan het Neurodegenerative Dissease Center in Bonn, waarvoor we dus weer de bus moeten nemen. Bizar genoeg slapen we die nacht in Berlijn: we nemen het vliegtuig om ons richting de Oostelijke onderzoekscentra in Duitsland te begeven.

Dag 3 – Center for Molecular Medicine (Berlijn)
Aangemoedigd door de journalisten slaan de wetenschappers van het Center for Molecular Medicine vandaag het algemene praatje over en gaan meteen de wetenschappelijke diepte in. Het schijnt dat een medicijn tegen lintwormen ook tegen darmkanker lijkt te werken en dat het drinken van water overgewicht bestrijdt. Vooral deze laatste presentatie wordt met veel interesse gevolgd.

Die middag hebben we voor het eerst vrij! Daar maken we dankbaar gebruik van door Berlijn op een Segway te verkennen. Onze begeleidster Nora werk namelijk ook als gids bij een Segway-tour-bureau. Ondanks een crash in het drukke stadsverkeer komen we allemaal weer levend op onze bestemming aan.
En dan dringt de tijd, voor sommigen van ons althans. We krijgen ongeveer een half uurtje om ons ‘sjiek te maken’ voor het jaarlijkse Helmholtz-gala. Een paar honderd wetenschappers komen vanavond samen om aan elkaar te laten zien wat ze doen, prijzen uit te delen en te etaleren hoe goed de Gemeinschaft bezig is.
Het is een van de weinige keren dat onze immer koele gids Nora een beetje in de stress schiet. We komen uiteindelijk slechts enkele minuten te laat aan bij het gala. Alsof het zo gepland was blijkt de laatste rij stoelen in de grote zaal voor ons gereserveerd te zijn. We kunnen zonder veel knieën aan te hoeven stoten aanschuiven.

Er liggen zendertjes klaar die de hele avond voor ons zullen vertalen in het Engels, ik besluit die van mij in de verpakking te laten zitten.
Wat volgt is een strak geregisseerde show, die voor mij net niet helemaal te volgen in het Duits. Het doet er denkt ik niet zo toe, het gala lijkt mij als een ‘moetje’ in het programma van onze persreis. Na de show volgt een uitgebreid buffet met live jazzband en de Duitse minister voor de wetenschap die zich ook nog even laat zien.

Dag 4 – Center for Environmental Research (Leipzig)
Dag vier brengen we door bij het Center for Environmetal Research. De berichten die we daar krijgen zouden je nog bijna bang maken om je eigen huis binnen te gaan. Het gaat over zogenoemde VOC’s, Volatile Organic Compounds. Oftewel schadelijke organische deeltjes die vrijkomen uit bijvoorbeeld nieuwe meubels. Ze komen door betere isolatie in steeds hogere concentraties in onze huizen voor. Naast het onderzoek daaraan bestudeert men de schadelijke effecten van schimmels in huis. Het uiteindelijke doel is om richtlijnen op te stellen voor luchtkwaliteit in uit, aldus de aanwezige wetenschapper.

Na een ochtend vol praatjes is het tijd om weer wat van de praktijk te gaan proeven. Buiten blijken de Duitsers hun eigen muggen te kweken, in het kader van een andere belangrijke onderzoekstak van dit centrum. De wetenschappers willen weten hoe ze het best een muggenplaag te lijf kunnen gaan. Een gecombineerde aanpak van (biologische) insecticiden, het droogleggen van moerassen en het uitzetten van predatoren voor de muggen blijkt de beste remedie te zien.

De buschauffeur brengt ons naar het volgende hotel, alwaar we een goede maaltijd nuttigen. De persvoorlichters van het Helmholtzcentrum dat we morgen bezoeken hebben ook wel zin in een diner en schuiven aan om alvast kennis te maken met ons. Uiteindelijk belanden we met ze in de bar van het hotel voor een gezellige avond.

Dag 5 – Center for Infection Research
Vandaag is de laatste dag van onze bijna doldwaze wetenschappelijke tour door Duitsland. We belanden bij het Center for Infection Research waar ons in de eerste presentatie wordt voorgehouden dat infectieziekten wereldwijd in de top drie doodoorzaken staat. In dit wetenschappelijke centrum probeert men nieuwe antibiotica en vaccinaties te ontwikkelen.

Bijzonder is dat ze hier (normaalgesproken) ziekteverwekkende bacteriën gebruiken om kanker te lijf te gaan. Blijkbaar werd er in de 19e eeuw al geëxperimenteerd met deze behandelmethode maar wist men toen nog niet goed welke bacteriën men moest gebruiken.

In de 21e eeuw injecteren de wetenschappers muizentumoren met salmonellabacteriën. Onderzoek laat zien dat de tumoren daardoor krimpen. Omdat de bacteriën uitstekend leven in de ietwat zuurstofarme omgeving in de kern van een tumor (tumorcellen in het midden van een tumor sterven vaak door zuurstofgebrek). Dode tumorcellen zijn daarbovenop nog een excellente voedingsbodem voor de bacteriën.
Helaas krimpen tumoren in de huidige experimenten om na zo’n tien dagen weer op volle sterkte te zijn. ‘Om de tumoren echt te vernietigen moeten we de bacteriën andere functies geven met behulp van genetische manipulatie’, concludeert de wetenschapper.

De middag eindigt voor alle aanwezige journalisten met een mondkapje voor de mond. We mogen met onze eigen ogen zien hoe een muis geïnjecteerd wordt met bacteriën en hoe ze vervolgens een enorme tumor op de buik van beestje te lijf gaan. ‘Het enige grote nadeel van deze methode is dat de helft van de muizen na de behandeling doodgaat aan de bacteriën zelf’, laat de wetenschapper ons weten. Er is nog een hoop werk te doen.

Slot
Het is ongelofelijk maar waar, maar de week zit erop. We moeten afscheid nemen van de buschauffeur die ons de hele week door Duitsland heeft getoerd en van gids Nora, die ons bekwaam heeft begeleid. Wat we mee naar huis nemen is een berg artikelideeën en de goodies waarmee we bij elk zentrum werden overladen.

Een prima basis om thuis meteen artikelen te gaan schrijven met onze Helmholtz-mokken, -pennen en –kladbokken.

Acht keer goud

Het lot van een schrijver. Je maakt iets en dan wordt het niet gepubliceerd. Zo gebeurde mij dat met dit stuk. Een korte column over goud, die de kersteditie van de VOX niet haalde. Toch wil ik hem graag delen met de wereld, want goud, dat is toch iets bijzonders. Maar waarom eigenlijk?

Zo eerlijk als goud. Een bekende uitdrukking. En goud staat symbool voor zuiverheid. We kennen het edelmetaal symbolisch nogal wat nobele eigenschappen toe. Maar hoe staat dat met het echte spul? Acht bijzondere eigenschappen van goud.

Goud is onaantastbaar. Het roest onder geen enkele omstandigheid. Het wordt niet lelijk, zelfs niet als je het jarenlang als sierraad draagt. We hangen ons er sinds de oudheid al vol mee.

Goud doet wat jij wil. In een blokje puur goud kun je met je nagel een afdruk maken en een kilogram goud (een blokje dat in je handpalm past) kun je zo plat slaan dat het twee tennisvelden bedekt. Het edelmetaal neemt iedere gewenste vorm aan.

Goud. (Szaaman via Public Domain)

Goud is schaars. Schattingen lopen uiteen maar men denkt dat er wereldwijd zo’n 150 miljoen kilo goud is gedolven. Dat lijkt veel, maar maak je er een blok van dan kom je niet verder dan een kubus van ongeveer 20 bij 20 bij 20 meter.

Goud blinkt. Goud is mooi.

Goud geneest. In de middeleeuwen was men er zeker van dat goud geneeskundige krachten bezat. Hoe kon zo’n mooi materiaal dat niet hebben? Tegenwoordig wordt een radioactieve variant van goud gebruikt in kankerbestrijding.

Goud liegt niet. Al duizenden jaren wordt het edelmetaal gebruikt als betaalmiddel. Geld liegt niet, je weet wat je er aan hebt.

Goud is mythisch. Eeuwenlang zochten alchemisten naar de Steen der Wijzen, de substantie die ieder metaal in goud zou veranderen. Gelukkig werd die nooit gevonden, anders zou het edelmetaal nu knap waardeloos zijn.

Goud is duur. Zo’n 41.000 euro per kilo. Aangewakkerd door de economische crisis schieten goudinwisselkantoren als paddenstoelen uit de grond en deur-aan-deur worden er flyers verspreid: WANTED, goud, ongeacht de conditie. De van Wall Street weggejaagde, goudeerlijke bankiers zetten hun zinnen op het immer begeerlijke edelmetaal.

Het zwarte gat recht in de ogen kijken

Nijmeegs hoogleraar Heino Falcke kreeg dit jaar een Spinozaprijs van 2,5 miljoen euro voor zijn onderzoek naar zwarte gaten. Maandag 7 november gaf hij voor een bomvolle zaal in de bètafaculteit van de Radboud Universiteit een presentatie over zijn onderzoek.

Onvoorstelbaar veel massa

Falcke begint te vertellen over de jaren ’60. Sterrenkundigen ontdekken aan de hemel kleine bronnen van zeer sterke radiostraling, zogenoemde quasars (quasi-stellar radio sources). In eerste instantie weet niemand hoe het kan dat er zo veel straling in zo’n klein gebied ontstaat.

Pas begin jaren ’80 komen wetenschappers met de mogelijke oplossing: super zware zwarte gaten. Met massa’s rond de 100 miljoen keer de massa van de zon zouden zij verantwoordelijk kunnen zijn voor de intense straling die wordt gemeten in quasars. Om dat te begrijpen moeten we eerst even in de schoolbanken bij Albert Einstein.

Deuk in de ruimtetijd

Einstein onthulde in zijn algemene relativiteitstheorie uit 1916 dat zware objecten de ‘ruimtetijd’ vervormen waardoor alle andere objecten met massa worden beïnvloed. Hij stelde zich dat voor als een ‘deuk’ in de normaal gesproken vlakke ruimtetijd-structuur. Alle materie in de buurt wordt beïnvloed door deze ruimtetijd-deuk. Iets wat we ervaren als zwaartekracht.

Een zwart gat maar ook lichtere objecten zoals een planeet vervormen de ‘ruimtetijd’. Andere objecten met massa (bijvoorbeeld de maan en wijzelf) worden door deze vervorming beïnvloed.
Credit: Johnstone, Wikipedia

Als een rollende knikker

Extreem zware zwarte gaten vervormen de ruimtetijd ook, alleen is de vervorming hier sterker dan waar ook in het universum. Materie en zelfs licht die normaal gesproken langs het zwarte gat zouden reizen vallen plots in deze ‘diepe deuk’ om er nooit meer uit te komen.

Net als een knikker die een kegel inrolt kan materie bij een zwart gat, bijvoorbeeld waterstofgas afkomstig uit een nevel, heel lang rondom zo’n zwart gat blijven cirkelen voordat het er definitief invalt. Daarbij geldt dat hoe kleiner de baan rondom het zwarte gat wordt hoe sneller de materie cirkelt. Bij een zwart gat benadert materie aan de binnenkant zelfs de lichtsnelheid.

Je kunt je voorstellen dat zo’n gewelddadige gebeurtenis nogal wat doet met het gas. Ten eerste moet het beangstigend zijn om in een zwart gat te vallen, maar ten tweede warmt het gas op. Uiteindelijk gaat het daarom stralen. En dat brengt ons bij de sterke radiobronnen die in de jaren ’60 werden ontdekt. De straling die we meten kan afkomstig zijn van materie die met (bijna) de lichtsnelheid rondom een zwart gat raast.

De Rosettenevel is een wolk onder andere waterstofgas in de Melkweg. Als dit gas door een zwart gat ‘opgegeten’ zou worden, zendt het net voordat het verslonden wordt een sterke straling uit.
Credit: T.A. Rector, B. Wolpa, M. Hanna (AURA/NOAO/NSF)

Dicht bij huis

Nu willen wetenschappers dat natuurlijk met eigen ogen zien. En daar hoeven ze niet eens zo ver voor de kosmos in te turen. Er zit een zwart gat in ons eigen Melkwegstelsel. Althans, dat vermoeden we. Sagittarius A* is de naam en hij zou zich op een afstand van 26.000 lichtjaar van ons schuilhouden, precies in het hart van de Melkweg.

Bewijzen voor Sagittarius A*

Een zwart gat kun je nooit direct zien, licht zal er alleen maar in verdwijnen. Maar ondanks dat zijn er sterke aanwijzingen voor zo’n superzwaar zwart gat in onze eigen kosmische achtertuin. Falcke legt uit dat er een compacte radiobron waar te nemen is in het hart van de Melkweg. Bovendien komt het spectrum van deze bron overeen met verre quasars waar men het bestaan van zwarte gaten ook vermoedt.

Astronomen besloten in de jaren ’90 nog een test te doen. Ze hielden de bewegingen van de sterren in de regio van Sagitarrius in de gaten. En wat bleek? Ze bewogen zich met enorme snelheden door sterk gebogen banen. Een uitstekende verklaring daarvoor kan de aanwezigheid van een extreem zwaar object zijn, van in dit geval zo’n 4 miljoen zonsmassa’s. En dat is de typische massa van een zwart gat.

Sterren in een klein gebied in het hart van de Melkweg bewegen zich raar. Ze hebben een hoge snelheid en bovendien sterk gekromde banen. De verklaring hiervoor kan een (vooralsnog onzichtbaar) zwart gat zijn.
Credit: VLT

Sagittarius recht in de ogen kijken

Falcke vertelt dat hij nu gaat proberen het zwarte gat veel directer zichtbaar te maken. Als je naar de hoog frequente straling uit dat gebied gaat kijken zou je een zwarte cirkel moeten kunnen observeren. Die ontstaat omdat het zwarte gat die straling uit de omringende nevel opslokt.

Sagittarius zichtbaar maken is wat Falcke de komende jaren gaat proberen met ALMA (Atacama Large Millimeter Array), een enorme radiotelescoop die momenteel op een hoogvlakte in Chili wordt gebouwd.

Op hoogte van meer dan 5000 meter worden in Chili 66 radioschotels neergezet die samen ALMA (Atacama Large Millimeter Array) gaan vormen. Falcke gaat deze telescoop gebruiken om het vermeende zwarte gat in het hart van ons Melkwegstelsel zichtbaar te maken.
Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / L. Calçada (ESO)

Door deze grote telescoop op het tot nu toe voor ons verscholen hart van het Melkwegstelsel te richten zouden we het zwarte monster dat daar wellicht huist recht in de ogen moeten kunnen kijken.

Blijf maar lekker werken

Woensdag pak ik mijn spullen. Het is genoeg geweest. Ik heb het gehad met het tikken van stukjes, me verdiepen in moeilijke wetenschappelijk materie en het interviewen van wetenschappers. Mijn hersenen hebben rust nodig, ik ga op vakantie. Maar is dat wel zo slim?

Volgens dit onderzoek kost het je brein veel energie om gedachten te stoppen. Waarom? Om gedachten (het ‘vuren’ van hersencellen) een halt toe te roepen heeft je brein inhiberende cellen. Ze gebruiken het hormoon GABA (Gamma-aminoboterzuur) om de verbindingen tussen de hersencellen te verzwakken en hersenactiviteit lokaal af te remmen. Er is trouwens ook een stof om de boel weer aan te zwengelen: glutamaat.

Nu zou het een zooitje worden in het brein als deze stoffen zich zouden opstapelen en daarom heb je schoonmakers in de bovenkamer: astrocyten. Stervormige hersencellen die het overtollige GABA en glutamaat opruimen en recyclen. De wetenschappers kwamen er met een wiskundig model achter dat ze hiervoor grote hoeveelheden zuurstof (en dus energie) verbruiken. “Misschien is het daarom wel zo vermoeiend om te relaxen en te proberen over niets na te denken,” liet Daniele Calvetti van het onderzoeksteam van Case Western Reserve University promt weten.

PhysOrg.com kopt in het bewuste artikel dat dit wel eens de reden zou kunnen zijn dat het voor mensen vaak moeilijk is hun werk los te laten op vakantie. Het bewijs hiervoor lijkt mij flinterdun, maar voor het geval dat de wetenschappers toch gelijk hebben kan ik me vanaf woensdag nog altijd suf denken over het op tijd pakken van mijn tas, het niks vergeten mee te nemen, het vinden van de juiste afslag op de route du soleil en het opzetten van de tent. Fijne vakantie!

Slecht-nieuws-reclame

Donderdag werden we overstelpt met slecht nieuws. Niet alleen stond de wereld op het punt te vergaan (ik heb er vandaag nog weinig van gemerkt…) maar bovendien neemt het aantal gevallen van huidkanker schrikbarend toe. Dat laatste was all over the news. Maar waarom?

Niet alleen nu.nl wist het groot te vermelden op de voorpagina, maar ook Trouw, de Volkskrant en EenVandaag meldden het. Van 20.000 gevallen in 2000 naar en geschatte 37.000 gevallen in 2015! Doktoren spreken van een ware epidemie volgens de berichten. Inderdaad, dit is een grote stijging. Maar waarom komt dit nu in het nieuws en wat zijn de oorzaken?

De berichten bieden ons nauwelijks houvast. Daar wordt enkel met de bovenstaande getallen geschermd en wordt ook nog even vermeld dat de ziekenhuizen vandaag een open dag houden om voorlichting te geven over huidkanker.
Aha! Vraag één beantwoord. Dit is de reden dat het nu in het nieuws komt. Want dit is helemaal geen nieuws. Het is al lang bekend dat het aantal gevallen van huidkanker elk jaar toeneemt. Simpel google-werk levert dokter.nl op, waar exact dezelfde getallen al bijna een jaar geleden werden genoemd. En wie het CBS in gaten houdt, kon al heel lang tot de conclusie komen dat huidkanker aan een opmars bezig is.
Maar omdat de ziekenhuizen vandaag een bescherm-je-huid-dag houden is het vanuit PR-technische redenen handig om halverwege de week dit vervelende nieuws te recyclen om het publiek warm te maken voor de open dag. Neem een paar termen uit die campagne: “Epidemie, toekomstige overvolle wachtkamers en verdubbeling van aantal kwaadaardig moedervlekken.” Campagne geslaagd lijkt mij.

Toch blijf ik met de vraag zitten waarom huidkanker zo’n groei doormaakt. Volgens EenVandaag moeten we de hand in eigen boezem steken. Sinds de jaren ’60 hebben we meer tijd om in de zon te liggen en doen we dat dan ook massaal. Het onbeschermd bakken zou inderdaad een goede verklaring kunnen zijn. UV-straling maakt je DNA kapot en dan liggen (kwaadaardige) gezwellen op de loer.
Maar ik heb juist de indruk dat we ons steeds beter beschermen tegen de zon. Waar ik het als jongetje met factor 4 moest doen, kijken je mede-zonnebaders je nu al raar aan als je met minder dan factor 30 aan komt zetten. Ook is iedereen zich – door dit soort campagnes – steeds bewuster van het feit dat de zon ook een kwade kant heeft. In het filmpje van EenVandaag is zelfs een arts die pleit voor schaduw in speeltuinen! Als dat niet het toppunt is van bescherming tegen de zon…

Een collega wijst me op het feit dat de cruciale huidschade door de zon al vroeg geleden kan zijn. Als kind veel onbeschermde zonuren zouden je later kunnen opbreken. En zouden dat misschien niet net de kinderen uit de onbeschermde jaren ’60 kunnen zijn? Als ik de getallen van het CBS nog eens bekijk, dan zie ik dat het aantal sterfgevallen aan huidkanker sterker toeneemt bij 50-plussers, dan in de leeftijdscategorieën daaronder. Dat waren de mensen die toen al veel buiten waren. Toeval of niet?

Een andere geopperde verklaring zou zijn dat de artsen veel sneller de diagnose huidkanker stellen. Het zal niet de eerste keer zijn dat door een betere screening een ziekte ‘explosief toeneemt’. En dan heb ik het nog niet eens over de vergrijzing gehad.

Er zijn dus verschillend redenen te bedenken waarom huidkanker toeneemt. Wat de werkelijk reden is weet ik ook niet, maar ik had ze wel graag ter overweging in de berichtgeving gezien. Als alle artsen het advies van de dermatoloog in het EenVandaag-filmpje voor nog betere screening opvolgen dan voorspel ik over een jaar nog slechter nieuws!

Ctrl+c Ctrl+v

Afgelopen maand schreef ik een stukje op de website van de Radboud Universiteit. Over de veranderingen die de studie Natuurwetenschappen te wachten staan. Bachelor Natuurwetenschappen op de schop, tikte ik.

Nu vroeg een vriendin mij kort daarna: “Hey Roel, heb jij dit geschreven?” Bachelor Natuurwetenschappen flink aangepast, schreef De Gelderlander. Nouja, schreef De Gelderlander… Ze hebben er nog onder kunnen tikken: Gelderlander 2011, op dit artikel rust copyright, maar voor de rest is dit een behoorlijk staaltje copy-paste-werk.

Ok, ze hebben de belangrijkste zinnen uitgekozen en die achter elkaar gezet. En er was zelfs nog wat tijd over om de zinnen iets aan te passen. Het doet mij denken aan de middelbare school, waar werkstukken als warme broodjes werden verhandeld onder de scholieren. Vaak vroeg de copyright-hebbende dan: ‘Pas je het nog wel even wat aan? Anders komt de leraar er misschien achter!’

Het is mooi als je nieuws wordt opgepikt door andere media. Maar neem dan in ieder geval de tijd om er iets fatsoenlijks van te maken. Zes gekopieerde zinnen die een onsamenhangend en ongenuanceerd beeld neerzetten is wat mij betreft geen krantwaardig nieuws…

Gaatjes voor de wetenschap

Je zit wat krap bij kas. Is het dan geen goed idee om de wetenschap een handje te helpen en als proefpersoon meteen wat cash binnen te harken?
Dat dacht ik dus een paar weken geleden. Ik kreeg een mail waarin me werd gevraagd mee te doen aan een EEG-experiment. 1500 Proefpersonen zouden er uiteindelijk meedoen aan dit onderzoek, en daar zou ik er één van worden.

Een paar jaar geleden had ik al mee heb gedaan aan experimenten van het FC Donders Instituut in Nijmegen. Ik heb toen zelfs mijn DNA afgegeven – ik moest even in een potje spugen – zodat de wetenschapper in kwestie mijn genenpakket konden koppelen aan mijn prestaties in de experimenten. Sindsdien ben ik blijkbaar gewild proefpersoon en word ik regelmatig bestookt met mails of ik nog eens mee wil doen. Een aantal uitnodigingen genegeerd dacht ik opeens, ach waarom ook niet. Je bent van de straat, verdient een beetje en help de wetenschap een stapje vooruit. De afspraak stond.

Ik wist ongeveer wat me te wachten stond. Bij EEG (elektro-encefalografie) worden er een aantal elektroden op je hoofd geplaatst die de hersenactiviteit direct onder de hersenpan meten. Kort door de bocht gaat dat zo: hersencellen oftewel neuronen communiceren met elkaar door middel van kleine stroompjes. Die elektriciteit loopt door verbindingen die elk neuron met andere in de buurt liggende neuronen heeft. Als er in een hersengebied veel activiteit is betekent dat dus ook dat daar veel stroompjes lopen. En al die elektriciteit bij elkaar veroorzaakt weer een elektrisch veld, dat tot op kleine afstanden te meten is. En dat is precies wat er gebeurt in een EEG-experiment.

‘Een EEG-experiment levert een verwaarloosbaar risico voor de proefpersoon’, stond  er te lezen op de website van het instituut. Bovendien is het een ‘niet invasieve procedure’, aldus de site. Zelfverzekerd liep ik het gebouw binnen. Tien minuten laten zat ik in een hokje zonder ramen met een computerscherm voor me.
Ik kreeg een tamelijk onmodieuze muts op (zie de foto hieronder) en ik was er bijna klaar voor. Voor me op het scherm verscheen een flink aantal donkerrode puntjes. ‘Dat zijn alle elektroden die nog geen goed contact met je hoofd maken’, liet de onderzoekster mij weten. ‘Om daar iets aan te doen moet ik je hoofd een beetje scrubben.’ Ok, scrubben… Scrub maar raak dacht ik, wat kan mij mis gaan? Er was mij immers belooft dat er niet-invasief te werk zou worden gegaan. Niets zou in mij snijden, boren of binnendringen.
De assistent ging echter niet zo zachthandig te werk. Bij elke elektrode kreeg ik een dot geleidende en vooral schurende gel op m’n hoofd. Door de elektrode met de schuurgel heen en weer te bewegen zag ik het desbetreffende puntje op het scherm groen worden, dat betekende dat de weerstand daar dus optimaal was geworden. Helaas ging dit vergezeld met een scherpe pijn op m’n hoofd. In het begin denk je, ach, kom op. Stel je niet zo aan, dat schuren doet niet zo heel veel pijn. Maar na het systematisch afwerken van alle 64 elektroden in de muts had ik er toch schoongenoeg van. Zeker wanneer het scrubben nog een keer over moest bij tegensputterende elektrodes.

Uiteindelijk was elk puntje op het scherm groen en heb ik het ruim twee uur durende computer-experiment met verve doorstaan. Daarna mocht ik mijn haren was, en kon ik de nu toch wel zuurverdiende 30 euro in Irischeques innen. Na het tevergeefs vragen of ik mijn loon ook niet gewoon in keiharde euro’s kon krijgen verliet ik de faculteit enigszins beteuterd.
Tot overmaat van ramp moest ik thuis in de spiegel constateren dat de rode puntjes op het scherm waren omgeruild voor rode gaatjes in mijn voorhoofd. Ik heb in de weken daarna nog regelmatig korstjes uit mijn haardos gewassen. Een tip voor vervolgonderzoek: misschien moet het FC Donders Instituut de term non-invasief nog eens bestuderen, want dit onderzoek bleek verre van.

De Irischeques liggen nog op mijn bureau. Te wachten tot ik eindelijk naar een winkel ga waar ze worden geaccepteerd. En terwijl ik ze nu aanstaar denk ik aan de 1499 andere proefpersonen 95936 gaatjes die zij zullen gaan oplopen voor de wetenschap.

Een EEG-muts. (Tim Sheerman-Chase via CC BY 2.0)