11 minuten gewichtsloos

Op 11 september 2014 vloog ik mee met een paraboolvlucht van ESA en Novespace. Wat een fantastische ervaring. Door het vliegtuig tijdens de vlucht op te trekken en het vervolgens in een glijvlucht een ‘parabool te laten vliegen’ maken de piloten alles en iedereen aan boord gewichtsloos. 22 seconden lang. Deze stunt werd maar liefst 31 keer herhaald. In totaal ben ik ruim 11 minuten gewichtsloos geweest, een geweldig gevoel. Zie hier een korte impressie.

Een leuk trucje, de menselijke centrifuge. Bijzonder genoeg werd ik er niet duizelig van:

En zo ziet dat eruit vanaf m’n voorhoofd:

Je kunt dat ook herhalen met een aantal mensen, maar dan is draaien wel een stuk ‘zwaarder’:

Pas als je naar buiten kijkt zie je goed wat het vliegtuig doet. Praktisch neerstorten…

Het leukst is vrij spelen in de zogenoemde ‘free floating zone’:

“Kom maar naar het plafond, daar is het iets rustiger.”

Laatste vlucht

De vlucht was onderdeel van de 61e parabolische vluchtcampagne van ESA . Het was de laatste vlucht van de ‘A300 Zero-G’, een toestel uit 1973 en tevens de oudste nog vliegende Airbus. Vanaf volgend jaar heeft Novespace, het bedrijf dat de vluchten uitvoert, de beschikking over een nieuwere Airbus A310.

Deze capriolen worden voornamelijk uitgevoerd voor wetenschappelijk onderzoek. In totaal waren er tien teams van wetenschappers aan boord, die onder andere onderzoek deden naar het oriëntatievermogen van proefpersonen, veranderingen in hersenactiviteit door gewichtsloosheid, vloeistofdynamica en een apparaat voor een toekomstige Marsmissie.

Dat weerhield de wetenschappers (en journalisten) er niet van te genieten van het leukste gevoel in de wereld: gewichtsloosheid. Wederom, een impressie. De foto’s zijn van ESA/Anneke Le Floc’h.

Zo werkt een paraboolvlucht:

In eerste instantie ervaren alle passagiers normale zwaartekracht (1 g). Het vliegtuig vliegt rechtdoor op ongeveer 6 kilometer hoogte.

Vervolgens trekt het toestel op, tot de neus een hoek van maar liefst 47 graden bereikt. Steil omhoog. Tijdens deze periode van 18 seconden ervaren we 1,8 g, je bent dan bijna twee keer zo zwaar. Ik hou mijn hoofd stil omdat deze fase een beruchte ziekmaker is.

Als de piloot ‘injection’ over de intercom roept, gaan de motoren van het vliegtuig uit en volgt toestel een glijvlucht in de vorm van een parabool met de top op 8,5 kilometer hoogte. In pakweg een halve minuut is het vliegtuig 2,5 kilometer gestegen! Vervolgens daalt het weer snel. Gedurende de gehele parabool, zowel het stuk omhoog als omlaag, ervaart iedereen gewichtsloosheid (0 g). Dat duurt 22 seconden.

De piloot moet weer optrekken en er volgt weer een periode van 1,8 g, van ongeveer 18 seconden. Het vliegtuig is dan weer op 6 kilometer hoogte en iedereen kan zich voorbereiden op het volgende speelkwartier, ongeveer een minuut later.

Advertenties

Een telescoop bouwen – Poedertjes uit Gent

De een puzzelt, de ander verspeelt zijn tijd aan Candy Crush. Andrés en ik besloten iets anders met onze vrij tijd te gaan doen: het bouwen van een telescoop. Waarom? Simpel, omdat het gaaf is! Deze blog geeft een idee van hoe je zelf een telescoop bouwt.

Een grote Dobsontelescoop. (Halfblue)

Een grote Dobsontelescoop. (Halfblue)

We volgen het concept dat de Amerikaanse uitvinder John Dobson midden jaren 50 uitdacht en dat inmiddels verreweg de populairste methode is om in je garage een telescoop van formaat te bouwen.

Afgelopen winter begonnen we met informatie zoeken. We bestelden een aantal boeken over telescoopbouw en leefden ons uit op google. Opvallend was dat binnen het Nederlandse taalgebied de edele kunst van het telescoopbouwen vooral in België lijkt te worden beoefend.

Wat we toen nog niet wisten is dat we op een mooie dag in april naar het Vlaamse Gent zouden rijden. Jean Pierre Grootaerd van Kijkerbouw zou ons daar ondersteunen met het maken van het eerste en belangrijkste onderdeel van onze telescoop: de spiegel.

Hoewel de eerste telescopen lenzen hadden om het licht te concentreren is het makkelijker om een holle spiegel te gebruiken. De telescoop kan zo gemakkelijker opgeschaald worden. En hoe groter de diameter van de telescoop, hoe meer licht hij vangt en hoe gevoeliger hij wordt.

We gaan het helemaal zelf doen. We beginnen met een platte doorzichtige glasschijf die we handmatig (!) aan een kant hol gaan maken. Van te voren hebben we bij Jean Pierre aangegeven wat voor spiegel we willen. Ruwweg geldt dus, groter is beter. Maar groter is ook moeilijker. Imperfecties die tijdens het slijpen ontstaan, zijn moeilijker weg te werken. We besluiten om een middelgrote spiegel te maken met een doorsnede van 27 centimeter.

Deze glasschijf is voor een iets ambitieuzer project...

Deze glasschijf is voor een iets ambitieuzer project…

Nadat we een tour hebben gemaakt langs de uitgebreide faciliteiten van Kijkerbouw – ik zou het bijna als een soort ambachtelijke telescoopfabriek bestempelen, daarover later meer – komen we in onze werkplaats. Tussen de werkbanken, lege telescoopbuizen en glasschijven worden we aan het werk gezet.

Het doel is simpel. We nemen onze glasschijf en strooien daarop wat poeder van siliciumcarbide (dat spul is zo hard dat er kogelvrije vesten van gemaakt worden). We maken het nat met een plantenspuit beginnen met een ándere glasschijf over de bovenkant van onze spiegel in spe te wrijven. Steeds een stuk of tien, twintig keer in een richting, en dan een halve slag draaien en herhalen.

Er gebeurt iets wonderbaarlijks. De wrijving van het poeder zorgt ervoor dat de glasschijven slijten. De onderste schijf wordt daarbij altijd hol (wat we willen voor spiegel), de bovenste wordt bol. Dat heeft te maken met het feit dat een perfect bol en perfect hol voorwerp precies over elkaar heen kunnen vallen. Zitten er oneffenheden in de vorm van de schijven, dan zullen ze vanzelf in dit proces weggeslepen worden.

Door twee glasschijven over elkaar heen te schuren wordt de onderste bol, de bovenste hol.

Door twee glasschijven over elkaar heen te schuren wordt de onderste hol, de bovenste bol.

Het is best flink werken, die twee schijven steeds over elkaar heen wrijven. Zeker als het water steeds opdroogt en de wrijving toeneemt. Maar na vier keer pakweg een half uur te hebben gezwoegd (waarbij de spiegel om beurten boven en onder ligt) slaagt onze schijf voor de tussentoets. Met een dieptemeter kunnen we de curve precies bepalen. De meter wijst 0,91 millimeter aan. Over de hele glasschijf gerekend betekent dat het midden van de schijf pakweg 2 millimeter lager ligt dan de randen.

We komen deze dag niet verder dan twee ‘schuurpoedertjes’. De overige poedertjes – met een steeds fijnere korrel – gaan mee naar Nijmegen, samen met het olievat dat de volgende slijpsessie gaat dienen als werktafel.

Andrés, het olievat en ik op weg naar huis.

Andrés, het olievat en ik op weg naar huis.

Lees hier het volgende deel van mijn telescoopblog: Een trillende naald

Futuristische dromen van Ray Kurzweil zijn bedrog

Brief aan NRC Handelsblad. Anna Tuenter en ik lazen een artikel in de krant waarop wij nogal wat aan te merken hadden. We klommen in de pen:

Het artikel van Niki Korteweg in de zaterdagkrant van 28 september doet vermoeden dat wij mensen al over 16 jaar zullen versmelten met onze computer. Dit op basis van de uitspraken van zakenman en futurist Ray Kurzweil, neurobioloog noch natuurkundige.

(amy leonard via CC BY-ND 2.0)

Hebben supercomputers straks een bewustzijn? (amy leonard via CC BY-ND 2.0)

Het omvangrijke artikel bevat opmerkelijk weinig ruimte voor nuance: in slechts vier zinnen wordt vluchtig aangestipt dat hersenonderzoekers en natuurkundigen scherpe kritiek hebben. Om vervolgens niet in te gaan op deze kritiek, maar het verhaal te hervatten met de ergernis van Kurzweil dat deze critici niet luisteren naar zijn antwoorden.

Wat ons betreft is dit de omgekeerde wereld: Kurzweils verhaal behoeft juist een sterke relativering. Hij onderschat de complexiteit van de menselijke hersenen inderdaad, hetgeen getuigt van zijn gebrek aan kennis. Zo wil hij computers de menselijke taal aanleren. Natuurlijk kan je zo’n apparaat instellen om woorden correct te gebruiken en zinnen te vormen, maar dit komt geenszins in de buurt bij hogere cognitieve en daarom zeer complexe en nog steeds onbegrepen vormen van menselijke taalbeheersing en -beleving. Lachen en huilen met een dergelijke computer, waar Kurzweil zich al op verheugt, zien wij dus niet gebeuren.

De voorziene taalbeleving waar hij het over heeft, kan namelijk niet ontstaan zonder bewustzijn; deze twee ontwikkelen zich hand in hand. Volgens Kurzweil geen probleem: als zo’n computer de taal eenmaal begrijpt, ‘heeft’ hij dus ook gewoon bewustzijn. Een belediging van het hersenonderzoek. De Europese Unie heeft dit voorjaar een miljard euro geïnvesteerd in het Human Brain Project (HBP), waarin Europese topwetenschappers de komende tien jaar hun krachten zullen bundelen om een zo goed mogelijk computermodel van het brein te ontwikkelen. Op zich komt dat streven nog overeen met de ideeën van Kurzweil, die sterk leunen op het feit dat computers de komende jaren veel krachtiger zullen worden. Maar of we zo’n supercomputer binnen 16 jaar bewust kunnen maken? Optimistische deelnemers van het HBP hopen dat ze aan het einde van de rit hoogstens een aantal basale functies van het brein kunnen simuleren. Maar bewustzijn creëren, dat is een heel ander verhaal.

Bewustzijn ‘krijg’ of ‘bouw’ je namelijk niet zomaar, dat ontstaat door de complexe wisselwerking tussen het plastische, lerende brein en zijn lichaam en omgeving. Bewustzijn is een van de minst begrepen emergente fenomenen ter wereld, een mysterie waar neurowetenschappers de vinger nog steeds niet op kunnen leggen terwijl ze er hun brein murw op kraken. Wij hebben op Kennislink niet voor niets uitgebreid onderbouwd waarom het nog maar de vraag is of bewustzijn zich ooit kunstmatig zal laten creëren, alleen al vanwege de ethische bezwaren die hier aan kleven.

Daarnaast stelt Kurzweil de communicatie tussen hersencellen voor als een simpel stroompje. Hij ‘vergeet’ even dat deze een product is van ongekend complexe chemische reacties die in zo’n hersencel plaatsvinden, en gaat voorbij aan het feit dat in deze processen ons leervermogen, ons geheugen en daarmee eigenlijk onze identiteit ligt besloten. Mede daarom laat de hersenschors zich in zijn ‘eenvormigheid’ niet zomaar nabouwen, zoals Kurzweil beweert. En is het juist van essentieel belang dat je ‘de bomen van het bos’ (zoals Kurzweil de hersencellen beschrijft) stuk voor stuk namaakt: zonder begrip van hun individuele functies kan de dynamiek van ‘het bos’ nooit worden begrepen.

Kortom, de wellicht tot de verbeelding sprekende maar weinig wetenschappelijke ideeën van deze futurist gaan compleet voorbij aan de werkelijkheid. Zolang we er niet in slagen om deze vraagstukken op te lossen, om precies te ontdekken hoe onze hersenen functioneren, dan zal ook Kurzweils ‘triljoen keer zo krachtige’ computer niet weten dat hij zelf bestaat.

Roel van der Heijden (redacteur Natuurkunde en Techniek kennislink.nl) en Anna Tuenter (redacteur Hersenen & Gedrag kennislink.nl)

Er is zaterdag 5 oktober een ingekorte versie van deze brief in het NRC Handelsblad gepubliceerd.

Stad in de nacht

Credit: ESA/XMM/R. Willatt

Prachtig, deze stad die midden in de nacht en recht van boven op de foto is gezet. We zien verschillende geconcentreerde buitengebieden om elkaar heen cirkelen naar het heldere centrum. Ook zijn er een aantal stedelijke gebieden waar te nemen die nog binnen de invloedssfeer van deze ongetwijfeld belangrijke metropool vallen.

Het is een flink eindje reizen van de buitenwijken naar het centrum, zo’n 85.000 lichtjaar. En het is onduidelijk of er enige vorm van openbaar vervoer is.

Ook over het aantal inwoners van de stad is weinig bekend. Het is nog nooit gelukt te communiceren met de stad. Begrijpelijk. Zou je al kunnen bellen met deze plaats dan zul je minstens 40 miljoen jaar moeten wachten op een antwoord…

Het zogenoemde Windmolenstelsel, ook wel M101 genoemd, is een 
relatief nabij gelegen sterrenstelsel. Met zijn diameter van 
170.000 lichtjaar is hij zo'n 70 procent groter dan onze 
eigen Melkweg (met een diameter van 100.000 lichtjaar). Het 
precieze aantal sterren van M101 is onbekend, maar astronomen 
hebben eens uitgerekend dat het er wel een biljoen 
(1.000.000.000.000) kunnen zijn. De Europese ruimtetelescoop 
XXM-Newton maakte recentelijk deze foto waarop zowel optische 
als ultraviolette straling te zien is. 
Credit: ESA/XMM/R. Willatt

Waarom worden mannen kaal?

Waarom worden mannen kaal? 101 slimme vragen (Uitgeverij Bertram+de Leeuw)

(Uitgeverij Bertram+de Leeuw)

Vandaag verscheen hij, het Kennislinkboek ‘Waarom worden mannen kaal? 101 slimme vragen’! Maanden werkte ik mij met mijn 13 collega-redacteuren door de spreekwoordelijke stapels lezersvragen die de afgelopen tien jaar bij Kennislink zijn opgehoopt.

Uiteindelijk werden de 101 (want 101 is beter dan 100) allerleukste, beste of verrassende lezersvragen geselecteerd en minutieus uitgewerkt op papier.

We googelden, zochten in boeken, belden wetenschappers en gebruikten ons verstand om alle 101 antwoorden te vinden.

Ik zou bijna zeggen, ‘traditioneel’ zijn de natuurkundige en in het bijzonder de vragen over de astronomie goed vertegenwoordigd. Ik nam 12 vragen voor mijn rekening:

  • Is er leven op Venus? (p18)
  • Waar blijft het licht van de sterren? (p33)
  • Zie je overal ter wereld dezelfde sterren? (p59)
  • Wat gebeurt er als een astronaut in de ruimte overlijdt? (p84)
  • Waarom zien bijzienden onderwater soms scherper? (p95)
  • Hoeveel keer spiegelt een spiegel zich in een spiegel? (p103)
  • Stopt de tijd ooit? (p109)
  • Wat is de temperatuur van een vacuüm? (p134)
  • Houdt een zwart gat de Melkweg bij elkaar? (p184)
  • Dijt het universum sneller uit dan het licht zich verplaatst? (p226)
  • Kunnen we afval dumpen op de maan? (p238)
  • Hoe lang brandt de zon nog? (p243)

Maar natuurlijk zijn er nog 89 andere wetenschappelijke en minder wetenschappelijke vragen plus antwoorden van mijn collega’s te vinden in het eerst boek van Kennislink. Dus ren als de wiedeweerga naar de boekenhandel en koopt! (Vergeet niet 12,50 euro mee te nemen.)

Astronaut André Kuipers was erg tevreden toen ik hem het boek 'Waarom worden mannen kaal?' overhandigde.

Astronaut André Kuipers leek erg tevreden toen ik hem het boek ‘Waarom worden mannen kaal?’ overhandigde in Science Center NEMO.

Recensie: De deeltjesdierentuin – Jean-Paul Keulen

Het is een hele prestatie, een boek schrijven over deeltjesfysica dat zo fijn leest dat ik mijn werk en deadlines even links liet liggen. Toch lukte dat Jean-Paul Keulen. Hij schreef De deeltjesdierentuin en levert daarmee een compleet en zeer goed leesbaar werk af over een van de lastigste en abstracte gebieden van de natuurkunde.

De deeltjesdierentuin (Uitgeverij Unieboek | Het spectrum)

De deeltjesdierentuin (Uitgeverij Unieboek | Het spectrum)

Want hoe vertel je een leek over spontane symmetriebreking en quantumchromodynamica, of hoe leg je makkelijk uit wat een sneutrino is? Dat kan alleen als je de moeilijke materie stapje voor stapje uit de doeken doet en dat is precies wat Keulen doet. Daarnaast is alles prima aan elkaar geschreven, waardoor het boek leest als een trein. Ook de analogieën zijn goed gekozen en regelmatig zorgen (grappige) anekdotes over de soms rare snuiters van deeltjesfysici voor wat luchtigere stukken in het boek.

Ondanks dat de lezer de áller moeilijkste stukken van de deeltjesfysica worden bespaard (velen zullen daar wellicht dankbaar voor zijn) moet je soms toch flink aan de bak. Het is als schrijver dan ook bijna onontkoombaar om in korte tijd veel nieuwe concepten te moeten introduceren (in bijvoorbeeld het hoofdstuk over quarks). Hoewel het boek dan overigens goed leesbaar blijft, moest ik af en toe een paginaatje terug bladeren om te kijken hoe het ook al weer zat.

Natuurlijk komen ook de meest mediagenieke deeltjes van de afgelopen tijd voorbij: het Higgs- en Majoranadeeltje. Keulen doet hier een poging om verder te gaan dan wat er zo gemiddeld over in het nieuws verscheen (en dat is niet zo moeilijk). Het stuk over het Higgsdeeltje is overigens lastig en bij het concept supersymmetrie gaat Keulen helemaal los. Een knappe kop die dat in één keer begrijpt. Gelukkig plaatst hij na afloop van dat stuk de verzachtende opmerking: ‘Duizelt het je een beetje?’ Hij lijkt de lezer daarmee steeds net op tijd wat lucht te geven in een naar mijn mening geslaagde poging de deeltjesdierentuin aan de man te brengen.

Recensie: Kleine twittercursus van het heelal – Govert Schilling & Marcus Chown

Het hele heelal beschrijven met alleen maar tweets van maximaal 140 tekens, dat moet een uitdaging zijn. Toch gingen Govert Schilling en Marcus Chown deze uitdaging aan en publiceerden de Kleine twittercursus van het heelal (juli 2012, Fontaine Uitgevers).

Kleine twittercursus van het heelal (Fontaine Uitgevers)

Kleine twittercursus van het heelal (Fontaine Uitgevers)

Misschien denk je dat dit boek niet alleen voor de schrijvers een uitdaging was, maar ook voor de lezers die een gefragmenteerde tekst voorgeschoteld krijgen. Dat klopt enigszins, een lopend verhaal is prettiger om te lezen en toch vind ik dat het boek verrassend leesbaar is.

Mijn advies is wel om er niet té lang achter elkaar in te lezen. Aangezien alle niet essentiële zinnen en woorden in de tekst ontbreken is de informatie-dichtheid van het boek erg hoog. Daarnaast worden sommige wetenschappelijke termen helaas niet geïntroduceerd of uitgelegd.

Een plus is dat het boekje heel erg compleet is. Systematisch worden alle onderdelen van het heelal behandeld. Van de aarde, naar de maan, het zonnestelsel, de Melkweg en het gehele heelal. Uiteindelijk komt ook nog de vraag of er aliens bestaan aan bod, samen met de geschiedenis van de sterrenkunde en de telescoop.

Ik verwacht niet dat ik het boek nog eens in zijn geheel ga lezen. Maar daar is het wellicht ook niet voor bedoeld… Ik zet het in ieder geval binnen handbereik in mijn boekenkast, omdat het waarschijnlijk een ideaal naslagwerk(je) zal zijn voor de astronomische kwesties die ik snel wil opfrissen. De tweet-structuur maakt het boek namelijk uitermate geschikt om snel iets op te zoeken. Ik heb het inmiddels al op die manier gebruikt, en ik vermoed dat het niet de laatste keer zal zijn.