Germen Roding

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: Wageningen Universiteit, tropisch landgebruik met specialisaties plantenteelt en visteelt (master), natuurkunde (gedeeltelijke bachelor), informatica (praktijkervaring)

Tijdreizen. Zal het ooit lukken? Volgens twee snaartheoretici doen we het al...

‘LHC is eerste tijdmachine’

Toegegeven: je moet er voor in de snaartheorie en Higgsdeeltjs geloven, maar de theorie van fysici Tom Weiler en Choi Man Ho is, als deze klopt, baanbrekend: de enorme versneller LHC zou de eerste tijdmachine ter wereld zijn. Voor steriele neutrino’s, althans.

Treurig snarenspel
Het gaat niet echt goed met de snaartheorie. Ooit bejubeld als de theorie van alles, heeft de theorie in de veertig jaar dat deze bestaat, een indrukwekkende brij aan wiskundige formules opgeleverd, maar weinig concrete, toetsbare resultaten. Ook met het vinden van het Higgsdeeltje, met de bombastische bijnaam The God Particle, wil het niet vlotten. Zelfs het gecombineerde geweld van het Tevatron en de Large Hadron Collider, de twee grootste versnellers ter wereld, heeft nog geen levensteken van het Higgsdeeltje opgeleverd.

Tijdreizen
De theorieën uit het snaarkamp blijven niettemin nog steeds even woest.

Tijdreizen. Zal het ooit lukken? Volgens twee snaartheoretici doen we het al...
Tijdreizen. Zal het ooit lukken? Volgens twee snaartheoretici doen we het al...

Het nieuwste bedenksel, uit de koker van neutrino-onderzoekers en snaartheoretici Tom Weiler en Chiu Man Ho, is, moet eerlijk toegegeven worden, spectaculair en visionair wat betreft de reikwijdte. Een groot deel van de tijd is de LHC bezig protonen zo hard tegen elkaar te beuken dat er biljoenen elektronvolt aan energie vrijkomt. Dat levert een ware regen aan deeltjes op, waartussen, hopen de LHC-experimentatoren, het langverwachte Higgsdeeltje zit (volgens de laatste schattingen moet de massa van het Higgsdeeltje rond de 0,1-0,2 TeV liggen, dat is een paar procent van wat de LHC maximaal aan energie op kan wekken). Het Higgsdeeltje kan verklaren waarom deeltjes massa hebben, vinden de Higgs-gelovigen, doordat het zou kleven aan alle deeltjes waarvan de massa is gemeten.

Je grootvader vermoorden kan niet, een boodschap sturen wel
Volgens sommige varianten van de snaartheorie komt er bij de botsingen zoals in het LHC, naast het hypothetische Higgsdeeltje, ook een Higgs singlet vrij. Volgens Weiler en Ho kunnen deze singlets zowel terug als vooruit in de tijd reizen via een vijfde dimensie. Het Higgs singlet zou alleen op de zwaartekracht reageren. Daarom is het onmogelijk om met dit Higgsdeeltje terug te reizen in de tijd en, bijvoorbeeld, je grootvader te vermoorden (of een overleden popster, als je je doodergert aan zijn muziek), stelt Weiler. Wel kunnen volgens hem wetenschappers boodschappen naar het verleden sturen (wat uiteraard ook moordinstructies op je grootvader kunnen zijn. Foutje, bedankt).

Neutrino’s sneller dan het licht
Weiler begon zich in tijdreizende deeltjes te verdiepen toen hij op bepaalde neutrino-anomalieën stuitte. Hij kon die, stelt hij, verklaren door aan te nemen dat er steriele neutrino’s door een extra vijfde dimensie sneller dan het licht bewogen. Als je je referentieframes slim kiest, betekent sneller dan het licht reizen in bepaalde gevallen: terug in de tijd reizen.  Neutrino’s zijn als uiterst ongrijpbaar sowieso al berucht onder experimentatoren: neutrinotelescopen zijn extreem grote bassins waar uiterst gevoelige detectoren signalen in proberen te vinden. Steriele neutrino’s zijn hypothetische neutrino’s die alleen door hun zwaartekrachtsinvloed te detecteren zijn. Kortom: het zou nog wel eens heel lang kunnen duren voor de mooie theoretische bedenksels van beide heren dor middel van een experiment kunnen worden getoetst…

Bronnen
Science Daily
Arxiv.org

Hotta's gedachtenexperiment voor kwantumtransport van energie.

“Zwaartekracht is gevolg van kwantumverstrengeling”

Zwaartekracht is extreem zwak, werkt op alles in en vertraagt de tijd. Er is maar één invloed in de hedendaagse natuurkunde bekend die al deze eigenschappen in zich verenigt: kwantumverstrengeling. Hieronder zal uiteengezet worden wat kwantumverstrengeling is en hoe het in staat is ruimtetijd te vervormen.

Eisen aan kandidaat-zwaartekrachtstheorieën
Hetgene wat zwaartekracht veroorzaakt, moet op alle fysische objecten inwerken, alsmede op de lege ruimte zelf. Het moet de tijd vertragen en de ruimte doen inkrimpen. Het moet een invloed op massa uitoefenen, evenredig aan trage massa. Zwaartekracht is extreem zwak, dus wat de gevolgen op ruimtetijd ook veroorzaakt, moet extreem zwak, maar wel universeel zijn en universeel invloed uitoefenen. Meer details in ons artikel Schizofrene eigenschappen van het graviton.

Kwantummechanica als allesbeheersende theorie 
Met uitzondering van de algemene relativiteitstheorie maken alle natuurkundige theorieën gebruik van de kwantummechanica. Er zijn op basisniveau drie theorieën: quantum elektrodynamica (QED) die de elektromagnetische kracht op kwantumniveau beschrijft (in essentie bestaat quantum elektrodynamica uit de vier vergelijkingen van Maxwell gecombineerd met relativistische kwantummechanica), QCD (quantum chromodynamica die de sterke kernkracht beschrijft; deze is wiskundig minder rigoreus geformuleerd dan QED) en de kwantumtheorie die de zwakke wisselwerking beschrijft (en samengevoegd is met QED tot de elektrozwakke kwantumdynamica). Al deze drie (of twee) theorieën verklaren, met de algemene relativiteitstheorie, alle waarnemingen. Aangezien de algemene relativiteitstheorie zich met objecten op macroscopische grootte bezig houdt en de kwantumdynamica met de wereld op kwantumniveau, levert dit in de praktijk nauwelijks problemen op, behalve op het gebied van zwarte gaten, theoretische, nog nooit waargenomen objecten met een ontsnappingssnelheid groter dan de lichtsnelheid.
Echter: elke poging om de algemene relativiteitstheorie samen te voegen met kwantumdynamica levert monsterlijke wiskunde op. Bekende voorbeelden hiervan zijn de snaartheorie en loop quantum gravity. Vandaar dat de hedendaagse natuurkunde ruimtetijd laat beschrijven door de algemene relativiteitstheorie en interacties tussen deeltjes en velden door de kwantummechanica in zijn twee (of drie) incarnaties.

De gevolgen van kwantumverstrengeling op ruimtetijd
Kwantumverstrengeling ontstaat als twee kwantumdeeltjes met elkaar in contact komen. Als twee deeltjes, A en B, met elkaar kwantumverstrengeld zijn, betekent dat dat als een meting aan één deeltje wordt verricht, dit een gecorreleerde eigenschap van het andere deeltje vastlegt (bijvoorbeeld: meet van één deeltje de impuls, dan ligt van het andere deeltje de plaats exact vast). Natuurkundig gezien betekent een waarneming: kwantumcorreleer een deeltje met een enorm systeem (bijvoorbeeld een object met veel massa, zoals het geheel van waarnemingsapparaat en waarnemer). Wiskundig gezien beperkt dit de vrijheidsgraden van het hele systeem: wiskundig gezien wordt de ruimte die het systeem hiermee inneemt, kleiner. Stel, een deeltje m in massief object M is kwantumverstrengeld met een deeltje n in object N. Stel, in object M vindt een kwantuminstorting van de golffunctie van m plaats waardoor de impuls van m exact bekend is ten opzichte van de rest van M, dan moet in object N de plaats van n exact bekend zijn ten opzichte van N. Door de nabijheid van M en N vinden voortdurende interacties (geïntermedieerd door virtuele of reële  deeltjes) plaats tussen M en N en ontstaat er dus voortdurend kwantumverstrengeling.

Er is tot op heden niet één waarneming gedaan die in strijd is met de kwantumelektrodynamica of de algemene relativiteitstheorie. Aangezien de wiskundige beschrijving van ruimtetijd volgens de speciale relativiteitstheorie, ook die is volgens de kwantummechanica, komt deze wiskundige ruimte dus volledig overeen met de werkelijke ruimte. Voorlopige onontkoombare conclusie: kwantumverstrengeling zorgt voor een inperking, verkleining dus, van ruimtetijd. Precies het effect waarvan de algemene relativiteitstheorie voorspelt dat massa dat heeft op de omringende ruimtetijd…

Kwantumverstrengeling met virtuele deeltjes in het vacuüm
Uit de onzekerheidsrelatie van Heisenberg volgt dat we op kwantumschaal geen absolute uitspraken kunnen doen over meetbare grootheden als energie, tijd, impuls en plaats. Dat kunnen we alleen over hun product: zo weten we dat een deeltje als een elektron (massa: 9,10938188 × 10-31 kilogram) met het bijbehorende positron (dat even zwaar is) maximaal 1,3×10-21 seconde kan bestaan (de tijd waarin licht een duizendste van de diameter van een atoom, of honderd protondiameters, aflegt). Virtuele deeltjes onderscheiden zich alleen van reële deeltjes door hun energie, die netto nul is. Dit betekent dat het effectieve bereik van alle virtuele deeltjes met massa zeer klein is. Alleen fotonen, lichtdeeltjes, hebben massa nul dus een oneindig bereik. Dit is ook nodig, want in de kwantummechanica worden elektromagnetische interacties veroorzaakt door virtuele fotonen (en, zoals bekend, een bliksem of een sterke elektromagneet heeft heel wat meer bereik dan een duizendste van een atoomkern).

Het is reeds gelukt met behulp van elektromagnetische velden deeltjes met elkaar te kwantumverstrengelen. We weten daarom (en ook uit kwantumtheoretische berekeningen en andere experimenten) dat virtuele deeltjes met reële deeltjes kwantumverstrengeld kunnen zijn. Ok weten we dat reële deeltjes die kwantumverstrengeling via virtuele deeltjes kunnen overdragen aan andere reële deeltjes. Als een reëel deeltje met een virtueel deeltje kwantumverstrengeld is, zal ook dit de vrijheidsgraden van het virtuele deeltje (in de praktijk: een virtueel foton, van de rest, virtuele neutrino’s uitgezonderd,  is het bereik immers extreem klein) inperken, dus ook hier geldt dat ruimtetijd rond massa inkrimpt. Als we aannemen dat het vacuüm bestaat uit een zee van virtuele deeltjes (en zowel waarnemingen als theorie wijzen hierop) is hiermee een mechaniek beschreven waarom massa de ruimtetijd doet inkrimpen.

Echter: omdat virtuele deeltjes massa en energie nul hebben, vindt netto invloed nul plaats van de virtuele deeltjes op reële deeltjes of virtuele deeltjes onderling. Alleen als reële materie in de buurt virtuele deeltjes laadt met energie (een veld opwekt, zou een natuurkundige zeggen) kunnen deze invloed hebben of overdragen op andere deeltjes.

De fundamentele ontdekking van Yasahiro Hotta: energieoverdracht verbruikt kwantumverstrengeling
Virtuele deeltjes zijn per definitie per saldo energieloos. In een artikel dat in februari 2010 is gepubliceerd stelt de Japanse fysicus Hotta echter vast dat er een verband is tussen energietransport en het verbruiken van kwantumverstrengeling: door het verbruiken van kwantumverstrengeling vindt energieuitwisseling plaats.

Hotta's gedachtenexperiment voor kwantumtransport van energie.
Hotta's gedachtenexperiment voor kwantumtransport van energie.

We hebben reeds eerder gezien dat kwantumverstrengeling voortdurend ontstaat, namelijk door de wisselwerking van twee deeltjes (of als een virtueel fotonenpaar dat in de rumte tussen de twee voorwerpen met twee deeltjes m en n  in twee systemen met massa M resp. N reageert). Op het moment dat de kwantumverstrengeling wordt verbroken, stelt Hotta, vindt er energieoverdracht tussen beide systemen plaats.

Je zou het niet zeggen als je er bij stilstaat dat een planeet als de aarde met vele kilometers per seconde rond de zon beweegt, maar natuurkundig gezien hebben voorwerpen in een zwaartekrachtsveld een negatieve energie. Het kost namelijk energie om het voorwerp uit het zwaartekrachtsveld los te peuteren. Het door Hotta beschreven mechanisme kan verklaren hoe de energieoverdracht bij zwaartekrachtsinteracties plaatsvindt. Het vacuüm tussen beide voorwerpen wordt door de uitwisseling van virtuele fotonen “leger” waardoor er aantrekkingskracht ontstaat. In feite is de Casimirkracht (zowel theoretisch als experimenteel aangetoond), die in een vacuüm elektrisch geleidende platen naar elkaar toetrekt, hier het gevolg van.

Massa is energie; energie is relatief; massa is dat niet. Waarom?
Dat massa equivalent is aan energie volgens de wereldberoemde formule van Einstein, energie is massa maal het kwadraat van de lichtsnelheid, weten we al sinds begin vorige eeuw. Echter: de energie van iets is relatief: afhankelijk van welk inertiaalstelsel je kiest (wat je positie als waarnemer is). Als twee waarnemers met een flinke snelheid op elkaar afvliegen en ze gebruiken hun eigen positie als uitgangspunt, hebben ze zelf een bewegingsenergie van nul en de andere waarnemer een energie van de helft van het kwadraat van zijn snelheid. Over elkaars rustmassa zijn ze het echter eens. Wat de rustmassa is van een bepaalde waarnemer, is niet afhankelijk van het referentiestelsel.

In een eerder artikel is uiteengezet hoe uit louter energie massa is te produceren, zonder magische of enge dingen te hoeven doen of een beroep te doen op virtuele deeltjes. In dit gedachtenexperiment is sprake van een grote verzameling lichtdeeltjes. In tegenstelling tot “gewoon” licht zijn deze lichtdeeltjes aan elkaar gekoppeld, in dit geval door een hypothetische massaloze bol. Wat het licht massa verschaft is hiermee de koppeling van de lichtdeeltjes aan elkaar, in dit geval door de massaloze spiegelende bol.

Wat nog ontbreekt
De wiskundige onderbouwing. Er zal moeten worden aangetoond dat uit wat Hotta heeft vastgesteld over energieuitwisseling bij kwantumverstrengeling, logisch de Einsteinvergelijkingen voor de vervorming van ruimtetijd als gevolg van massa (tensoren) rollen. Hierbij is het voorgestelde model van de wisselwerkingen tussen twee holle bollen met weerkaatsende fotonen mogelijk een interessant proefmodel. Een andere optie kan zijn de zwaartekracht tussen twee elektronen af te leiden uit alle mogelijk denkbare kwantumverstrengelingen met positieve energie tussen de deeltjes. Dit gaat de wiskunstige vermogens van schrijver dezes ver te boven, die van veel theoretisch natuurkundigen echter niet. Zou hieruit komen dat er een anomale waarde of gedrag van de zwaartekracht ontstaat, dan is hiermee aangetoond dat dit idee niet klopt. Hiermee voldoet het aan de eisen van een falsificeerbare theorie.

Eén van de miljard apparaten die GPS gebruiken.

Goedkoop boxje legt GPS totaal lam

Stel je voor: je telefoon werkt niet meer, de flappentap staat droog en je tomtom denkt dat je ergens in de Ierse Zee rondrijdt. Met een eenvoudig boxje van een paar tientjes is het GPS-systeem totaal lam te leggen. De gevolgen zijn ernstig. Tijd voor een backup voor het GPS-systeem.

GPS wordt steeds onmisbaarder
Het Global Position System of GPS maakt een stormachtige ontwikkeling door. Geen wonder. GPS werkt door een tijdsignaal uit te zenden dat gekoppeld is aan een atoomklok. Om die reden is GPS extreem nauwkeurig, zo nauwkeurig zelfs dat rekening moet worden gehouden met de relativistische tijdvertraging door het aardse zwaartekrachtsveld. Door middel van GPS is het technisch mogelijk de positie op de aarde in principe tot enkele centimeters nauwkeurig vast te stellen. Behalve in autonavigatie en dergelijke, wordt GPS gebruikt door verkeersleiders, mobieltjes, stroomnetbeheerders en banken. Elk jaar wordt onze afhankelijkheid van GPS groter. Er zijn nu al meer dan een miljard apparaten die gebruik maken van GPS.

Een totale blackout
Januari 2007, kort na twaalf uur in de Californische kuststad San Diego. Luchtverkeersleiders van het plaatselijke vliegveld merkten dat hun systeem om binnenkomende vliegtuigen te volgen, buiten werking was. In het medische centrum van de marine werkten piepers voor artsen niet meer. Ook het verkeersleidingssysteem voor schepen in de haven was uitgevallen. Op straat werkten mobieltjes niet meer en geldautomaten weigerden dienst. Totale paniek brak uit. De problemen hielden aan voor twee uur.

Eén van de miljard apparaten die GPS gebruiken.
Eén van de miljard apparaten die GPS gebruiken.

Pas na drie dagen werd de oorzaak gevonden. Twee marineschepen hadden in het kader van een trainingsoefening, alle radioverkeer verstoord. Zonder het door te hebben, bleken ze ook GPS-signalen te hebben geblokkeerd in grote delen van de stad.  GPS-signalen zijn afkomstig van satellieten hoog boven de aarde en dus erg zwak: het vermogen van de koplampen van een auto op 20 000 km afstand. Het signaal al te veel opkrikken kan niet: satellieten moeten het doen met zonnepanelen. Het vergt daarom niet veel vermogen om een GPS-signaal te verstoren.

Dit geval staat niet op zichzelf. In een marine-experiment van GPS-consultant David Last sloeg het navigatiesysteem van de Britse kruiser Galatea totaal op tilt. Toen Last zijn goedkope jammer aanzette, vloog het  vijfhonderd tonnen wegende ultramoderne marineschip, volgens het navigatiesysteem, plotseling sneller dan het geluid over Noord-Europa. Ook het gyrokompas en het radarsysteem vielen uit, want ook deze maken gebruik van GPS.

GPS: een achilleshiel
Het slechte nieuws: al voor een paar tientjes is een GPS-jammer te koop. Erg handig wanneer je wilt dat je baas er niet achter komt waar je met je vrachtwagen heenrijdt, bijvoorbeeld en daarom erg geliefd bij truckers. Wanneer ongehinderd, kan dit GPS uitschakelen in een gebied van enkele vierkante kilometers. Een kwaadwillende, crimineel of terrorist kan een complete stad lamleggen door het kastje met voldoende vermogen te activeren.  Een beetje handige electronicus kan het bereik zo flink opschroeven.

Zelfs door een goedkoop scannertje is de ravage al aanzienlijk, zo bleek op het vliegveld van Newark vlak bij New York. Sinds het nieuwe GPS-gebaseerde landingssysteem was geïnstalleerd, viel het systeem één tot twee keer per dag om raadselachtige redenen uit. Uiteindelijk kwam de politie er achter wie de boosdoener was: een trucker, honderden meters verderop op de snelweg, die een GPS-jammer in zijn vrachtwagen had geïnstalleerd om zo de tolpoortjes van de noodlijdende staat New Jersey te misleiden en onbedoeld een compleet vliegveld lamlegde.

GPS-spoofing
GPS-signalen kunnen ook vervalst worden, bewees onderzoeker Todd Humphreys van de  Universiteit van Texas in de stad Austin. Zijn spoofer kopieert een authentiek GPS-signaal en zendt het elke seconde bijvoorbeeld drie miljardste seconde later uit. Op een gegeven moment is het tijdverschil enkele seconden en kan hiermee een GPS-apparaat om de tuin worden geleid.

Met behulp van een apparaatje zoals dit legde een asociale trucker een compleet vliegveld plat.
Met behulp van een apparaatje zoals dit legde een asociale trucker een compleet vliegveld plat.

Dat is erg handig voor criminele vissers, die zo hun GPS loggingsapparatuur kunnen misleiden en ongestoord een beschermd visreservaat kunnen plunderen terwijl de loggingsapparatuur denkt dat ze zich netjes aan de voorgeschreven visgronden houden. Ook  beurshandelaars die willen handelen met voorkennis kunnen met een vervalst GPS-signaal flink verdienen. Meten ze een plotselinge piek in de koers van een aandeel, dan plaatsen ze een kooporder, zogenaamd  een paar seconden daarvoor, met behulp van een vervalst GPS-signaal en verkopen direct daarna. Humphreys schat dat het apparaat in massaproductie niet meer dan vijfhonderd dollar hoeft te kosten. Houston, we have a problem.

eLORAN-de redding?
Enhanced LORAN (eLoran) werkt net zo als GPS maar gebruikt grondgebaseerde signalen in plaats van satellieten. LORAN bestaat al tientallen jaren, werkt met een veel hoger transmisssievermogen (op de grond kan je desnoods het vermogen van een complete elektriciteitscentrale de ether in pompen, zoals in de omstreden HAARP faciliteit in Alaska gebeurt) en heeft een veel grotere golflengte. Om die reden is LORAN vrijwel onmogelijk te storen. De verbeterde versie van LORAN, eLORAN, is LORAN met betrouwbaarder zenders, gekoppeld aan een atoomklok.   De Britten zijn reeds voorbereidingen aan het treffen om eLORAN uit te rollen, maar de Amerikanen zijn hun eigen LORAN netwerk nu juist aan het opheffen. De vraag is of dat laatste zo slim is, ook omdat de besparing, twintig miljoen per jaar, niet in verhouding staat tot het enorme strategische voordeel.

Goedkope atoomklokken
Het woord zegt het al. De basis van de ultranauwkeurige atoomklok bestaat uit een enkel atoom. Hoewel atoomklokken nu nog zeer lompe dingen zijn (de reden is de ingewikkelde apparatuur die het atoom afleest), is het actieve deel van een atoomklok extreem klein. verwachten deskundigen dat straks kleine atoomklokken in apparaten ingebouwd kunnen worden. Koppel deze ingebouwde atoomklok aan een gyroscoop en een accelerometer: een apparaatje dat zeer nauwkeurig versnellingen meet, en het apparaat weet altijd precies waar het is. Je krijgt dan een IMU, inertial measuring unit en dit zou GPS voor veel toepassingen overbodig maken. IMU’s raken nu in de war bij snelheden hoger dan 1,5 kilometer per uur (wat oorlogvoering wat moeilijker maakt) en zijn logge apparaten, maar ook hier zal miniaturisatie ze handelbaar maken, verwachten waarnemers.  Tot die tijd kan het zomaar gebeuren, dat je mobiele telefoon plotseling op tilt slaat door een medeburger met psychopate trekjes.

Navigeren als de bliksem
Elk moment van de dag zijn er op aarde enkele duizenden onweersbuien actief – voornamelijk in Centraal-Afrika – waarbij het flink dondert en bliksemt. Bliksems zijn vanuit de gemiddelde militair bekeken machtig mooi. Ze geven een oogverblindende flits, een harde knal, zijn dodelijk en ze produceren zelfs gammaflitsen en antimaterie. Je kon er dus op wachten dat de Amerikaanse defensie-onderzoeksorganisatie DARPA een nuttige toepassing voor dit natuurlijke vuurwerk zou vinden.

Bliksemontladingen produceren natuurlijke radiopulsen – “sferics” met een lage frequentie en daardoor een enorm doordringend vermogen – zelfs diep onder de grond en onder water. DARPA’s S-BUG ontvangers ontvangen signalen van blikseminslagen tot duizenden kilometers ver weg. Als een ander apparaat de exacte plaats en tijd van de sferic aanlevert, kan door driehoeksmeting de precieze plaats bepaald worden. Ook prettig is dat het nog niemand ooit gelukt is een onweersbui plat te bombarderen. Dat is met radarinstallaties op de grond wel anders. S-BUG vereist slechts nieuwe software en een voortdurend contact met een zendstation dat de bliksemontladingen lokaliseert.

Bron:
New Scientist

In de enorme kop van de potvis schuilt het grootste brein op aarde.

“Potvissen hebben namen”

Potvis-onderzoekers zijn er in geslaagd een stukje van de ingewikkelde codes te kraken waarmee potvissen onderling communiceren. Met opmerkelijke uitkomsten. Zijn we missschien toch niet de enige intelligente soort op aarde?

Het grootste brein op aarde
Potvissen
vormen een walvissoort die overal ter wereld voorkomt. De mannetjes bereiken een lengte van iets meer dan twintig meter en een gewicht van tien ton. Potvissen worden tot rond de zeventig jaar oud. Hun enorme hoofd herbergt een brein van maar liefst acht kilogram – het grootste brein dat op aarde bekend is en vermoedelijk ook het grootste dat ooit op aarde heeft bestaan.

In de enorme kop van de potvis schuilt het grootste brein op aarde.
In de enorme kop van de potvis schuilt het grootste brein op aarde.

Ter vergelijking: wij mensen halen maar ongeveer anderhalve kilogram (al zijn we veel kleiner). De dieren leven voornamelijk van reuzenpijlinktvissenArchiteuthis soorten – die in de diepere zeelagen leven. Volwassen potvissen dragen dan ook de littekens van de verwoede pogingen van de twaalf meter lange  Architeuthissen om aan hun belagers te ontkomen. De meedogenloze walvisjacht bracht deze soort tot op het randje van uitsterven, maar tegenwoordig neemt hun aantal dankzij het wereldwijde vangstverbod weer toe.

Wijfjes en jongen leven in langdurig bestaande familiegroepen. Marien bioloog Luke Rendell van de Schotse Universiteit van St. Andrews heeft nu ontdekt dat iedere familiegroep een eigen code heeft, zeg, een achternaam, alsmede een bepaalde individuele code. Leden van deze famliegroep gebruiken alle dezelfde karakteristieke volgorde van pulsen – de coda. Bij een ontmoeting zendt eerst een potvis de groepscode uit. Vervolgens zenden beide potvissen tegelijkertijd een ander patroon uit. De eerste potvis gaat door met dit patroon terwijl de andere walvis de groepscode uitzendt. Uiteindelijk valt de eerste potvis deze bij. De reden is nog onopgehelderd. Onderzoekers vermoeden dat het een vorm van sociale binding is.
Na het gedurende 41 dagen observeren van een potvis die deel uitmaakt van een familiegroep, ontdekte Rendell eveneens dat het dier zich voorstelde met een eigen coda, die afhankelijk was per individu. Een naam, als het ware.

Walvisculturen
De ’taal’ van potvissen is redelijk stabiel en lijkt nauwelijks te veranderen in de loop van generaties. Elke clan heeft zijn eigen groep klikgeluiden (die ljken op morsecodes), waaraan clanleden (en andere clans) elkaar herkennen. Mannetjes gebruiken ingewikkelde patronen om vrouwtjes te verleiden en andere mannetjes op een afstand te houden. Andere walvissoorten kennen snel muterende culturen – zo veranderde de taal van een groep bultrugmannetjes uit de Pacifische Oceaan totaal toen ze twee nieuwkomers uit de Indische Oceaan ontmoetten.  Het walvisequivalent van Elvis Presley of de Spice Girls? Er lijkt ook een sociale diversificatie te zijn die samenhangt met ecologische strategieën. Zo doet een groep met één kliktaal het beter tijdens een warme El Niño, terwijl een andere groep de koudere omstandigheden van La Niña prefereert. Walvissen vormen dus multiculturele samenlevingen.

Het is duidelijk dat we nog maar het topje van de ijsberg hebben opgehelderd van dit fascinerende onderwerp. Walvissen kunnen niet net als landdieren gereedschappen manipuleren, maar kunnen wel een ingewikkelde cultuur ontwikkelen en onderhouden, stelt professor Hal Whitehead van de Dalhousie Universiteit in de Canadese deelstaat Nova Scotia. Hun hersenen zijn hier groot genoeg voor. Worden walvisjagende naties straks voor een inter-soortelijk strafhof gesleept wegens georganiseerde moord op intelligente wezens? In ieder geval hebben de activisten van Sea Shepherd weer een uitstekend argument er bij om de walvisjacht stop te laten zetten…

Bronnen
Daily Galaxy
Oceania.org.au

Reddingswerkers in Colombia proberen op tijd bij slachtoffers van een modderlawine te zijn.

Reddingspolsband voorkomt vermiste slachtoffers

Bij iedere natuurramp, zoals de aardbeving met tsunami in Japan, is het altijd een hels karwei om vermiste personen terug te vinden. Als iedere burger een polsband met een radiozendertje draagt, kan je in het geval van een ramp mensen altijd terugvinden. Om de privacy te waarborgen, moet de radiozender alleen aan worden geschakeld als de drager bijvoorbeeld op een knop drukt of in noodgevallen.

De “gouden uren”
Hulpverleners weten dat het van enorm groot belang is dat slachtoffers snel, de eerste paar uur na de ramp gered worden en medische verzorging krijgen. Het is letterlijk van levensbelang dat slachtoffers snel na het optreden van de ramp worden gelokaliseerd. Vlak na bijvoorbeeld een aardbeving of modderlawine is de omgeving onherkenbaar. Slachtoffers kunnen overal onder liggen. Er zijn ontelbaar veel plaatsen waar de slachtoffers zich kunnen bevinden. Klop- en stemgeluiden kunnen alleen op korte afstand worden gehoord. Ook zijn sommige slachtoffers mogelijk buiten bewustzijn.

Reddingswerkers in Colombia proberen op tijd bij slachtoffers van een modderlawine te zijn.
Reddingswerkers in Colombia proberen op tijd bij slachtoffers van een modderlawine te zijn.

Op dit moment moeten hulpverleners het gehele terrein afgraven om er achter te komen waar zich slachtoffers bevinden. Hiermee gaat kostbare tijd verloren.Veel mensen zijn daarom al dood op het moment dat reddingswerkers ze vinden.
Eigenlijk wil je dus een middel om slachtoffers snel te kunnen lokaliseren als er een ramp optreedt. Je wilt kunnen vaststellen welke slachtoffers nog in leven zijn en welke niet, zodat de reddingsinspanningen zich op de eerste groep kunnen concentreren.

Het idee: de elektronische hartslagmeter
Stel dat de meeste mensen een polsbandje zouden dragen met hierin een stethoscoop en een zender die radiogolven  uitzendt met een golflengte  die door metersdikke lagen modder, water en gesteente heen kan dringen en toch niet zo groot is dat locatie van het slachtoffer lastig is (ELF is dus volkomen onbruikbaar, want dan praat je over golflengtes van vele duizenden kilometers) . Tweehonderd tot duizend kilohertz is wellicht een optie – wanneer gecombineerd met triangulatie en sterkteverschillen. De stethoscoop geeft de hartslag door aan de zender. Van dode slachtoffers houdt het hart op te kloppen, dus de zender geeft hier door dat er geen hartslag meer is.

Privacybezwaren
De ervaring leert dat als de overheid eenmaal over bepaalde mogelijkheden beschikt, ze hier vroeg of laat misbruik van gaat maken. De Nederlandse overheid heeft – denk aan de ervaringen van Willem Oltmans en klokkenluiders als Fred Spijkers – wat dit betreft een betreurenswaardige staat van dienst. De Europese overheid is wat dat betreft nog een stap erger. Een systeem waarmee is vast te stellen waar iedere burger zich op elk moment bevindt, is uiteraard iets waar deze overheden erg blij mee zou zijn. Het zou het equivalent zijn van elektronisch huisarrest – voor iedere burger.

Het systeem moet dus zo worden opgezet dat er geen persoonlijke gegevens van burgers zijn af te leiden uit het systeem. De zender moet dus alleen doorgeven dat er een persoon onder het puin ligt en of deze dood of levend is, niet om welke persoon het gaat. Daarom moeten de polsbandjes het liefst door middel van een publiek-domein ontwerp in elkaar gezet worden door elke fabrikanten in binnen- of buitenland die het maar wil en gewoon in de winkel te koop zijn; desnoods door elektronica-hobbyisten in elkaar te zetten zijn. Uit biometrische gegevens is af te leiden om wie het gaat – een ECG is even individueel als een vingerafdruk – dus moet de hartslagmeter alleen als een soort morseteken de hartpulsen doorgeven.

Een bruine dwerg in een baan om een witte dwerg. Bron: Gemini Observatory

Bruine dwerg: Koude ster of hete planeet?

Een bruine dwerg, is dat een ster, zo warm als een tropisch bad of een planeet, zo heet dat deze uit zichzelf al aangename temperaturen bereikt? De nieuwste ontdekking van infraroodtelescoop Spitzer, een gasreus zeven keer zo zwaar als Jupiter, is waarschijnlijk de missing link tussen planeet en ster.

De bruine dwergster, op 63 lichtjaar afstand van de aarde, wordt voorlopig aangeduid met de weinig poëtische naam WD 0806-661 B. Deze dwerg staat op 2500 astronomische eenheden (een AE is de afstand aarde-zon, 150 miljoen km) van de hoofdster. Aan de oppervlakte van de bruine dwerg, heersen met dertig graden boven nul, aardse temperaturen.

De hoofdster is een A-klasse witte dwerg. Witte dwergsterren zijn het uitgedoofde, witgloeiende restant van een ster met ongeveer de massa van de zon.

Nieuwe spectraalklassen Y en T voor bruine dwerg

Vroeger dachten astronomen dat rode M-dwergen de zwakste sterren zijn. Met de ontdekking van bruine dwergen zijn er twee nieuwe spectraalklassen ingevoerd voor deze extreem zwakke sterren: T en Y, waarbij Y de koelste is. WD 0806-661 B is bijvoorbeeld een Y0-dwerg.

Een bruine dwerg in een baan om een witte dwerg. Bron: Gemini Observatory
Een bruine dwerg in een baan om een witte dwerg. Bron: Gemini Observatory

Bruine dwergen zijn gasbollen met te weinig massa om proton-proton kernfusie in gang te zetten. Voor proton-proton fusie moet een ster minimaal 0,08 zonsmassa zijn (80 Jupitermassa’s). Technisch gesproken zijn bruine dwergen dus geen volwaardige sterren. Wel kan een bruine dwerg van meer dan 0,013 zonsmassa’s (13 Jupitermassa’s) deuterium fuseren. Omdat deuterium zeldzaam is, geven dergelijke dwergen maar weinig straling af en doven op een gegeven moment uit. De ondergrens voor bruine dwergen is omstreden en varieert van 5-60 Jupitermassa’s.

De bruine dwerg ligt qua grootte tussen rode dwergsterren en gasreuzen in.
Een bruine dwerg ligt qua grootte tussen rode dwergsterren en gasreuzen in. Bron

Eigenlijk is zeven maal de massa van Jupiter te klein om zelfs voor bruine dwerg door te kunnen gaan. Het object staat te ver af van zijn ster om zich uit een planetaire schijf te kunnen vormen. Volgens de op dit moment populaire astrofysische modellen, althans; bijvoorbeeld Jupiter staat maar op vijf astronomische eenheden van de zon. Dus wordt er toch van uitgegaan dat WD 0806-661 B een bruine dwerg is.

Nieuw domein voor leven?

Onderzoekers denken door de ontdekking van dit mysterieuze object de invloed van de inwendige temperatuur op atmosferische patronen te kunnen vaststellen.
Het geeft ook exobiologen een nieuwe habitat voor leven om over na te denken. Wellicht komen er waterwolken in voor. En kunnen door het universum zwervende bruine dwergen, bacteriën in waterdruppeltjes, van energie voorzien. Wie weet, zelfs leven dat uit meer cellen bestaat. Op zich bevat dit object genoeg vrije energie voor eenvoudig leven.

Bronnen
Astronomical Journal Letters
New Scientist

De Perzische Golf bevat meer dan de helft van alle bekende olievoorraden in de wereld.

Sinister schaakspel in de Perzische Golf

De bezetting van de overwegend sji’ietische eilandstaat Bahrein door het Saoedische leger is de laatste zet in een zich al langer ontwikkelend geopolitiek schaakspel. Voorlopig is Iran aan de winnende hand. Het land kan alleen overleven als het greep krijgt op de immense olievoorraden in buurland Irak. Escalatie dreigt.

Enorme olie- en gasvoorraden
De grootste olievoorraden ter wereld bevinden zich in een hoefijzervormig gebied dat rond de Perzische Golf ligt.

De Perzische Golf bevat meer dan de helft van alle bekende olievoorraden in de wereld.
De Perzische Golf bevat meer dan de helft van alle bekende olievoorraden in de wereld.

De ene punt van het hoefijzer begint bij de grens van Oman en de Verenigde Arabische Emiraten en strekt zich via de oostkust van de fundamentalistische dictatuur Saoedi-Arabië, Koeweit en Irak tot het aangrenzende Iraanse gebied: Khoezestan. Ten noorden van Qatar ligt een gigantisch gasveld, het grootste ter wereld. De Perzische Golf is daarom voor de wereldolietoevoer van levensbelang: ongeveer een derde van alle aardolie komt hier vandaan. Meer dan de helft van alle aardoliereserves – voor zover we weten – bevinden zich in dit gebied. De directe oorzaak voor de intense Amerikaanse bemoeienis met dit gebied.

Soennieten en sji’ieten
De Perzische Golf scheidt ook soennieten en sji’ieten, de twee voornaamste sektes binnen de islam die elkaar doorgaans vijandig gezind zijn. Aan de zuidelijke, Arabische kant beheersen soennieten de politiek, aan de noordelijke kant ligt het sji’ietische hartland, Iran. Buitenbeentje is Oman, het enige islamitische land waar ibadieten (een minder irrationele islamitische sekte) de meerderheid vormen. De reden dat dit land minder slecht bestuurd wordt dan de overige Arabische landen. In de eilandstaat Bahrein vormen sji’ieten de meerderheid, maar er heerst een soennitisch vorstenhuis. In Irak bestaat zestig procent van de bevolking uit sji’ieten. In de overige landen vormen gastarbeiders en soennieten de meerderheid, al zijn er grote sji’ietische minderheden die worden gediscrimineerd en onderdrukt.

Sji’ieten vormen hefboom
De Iraniërs zijn niet erg dol op Saoedi-Arabië, beheerst door extremistische soennieten, en hun bondgenoot, de Verenigde Staten. Iran wordt vrijwel geheel omringd door vijandige landen, al heeft het land veel  invloed in noorderbuur Azerbeidzjan en staat het op vriendschappelijke voet met buurland Turkije. In de overige landen bevinden zich overal Amerikaanse legerbases.
Iran beschikt over een hefboom om de Amerikaanse greep op de Perzische Golf te verminderen: de sji’ietische minderheden (in Bahrein en Irak meerderheden). De onrust onder deze mensen komt Iran dus erg goed uit.

Geostrategische doelen van Iran
Een probleem voor Iran is dat de olievoorraden liggen in de grensstreek met Irak, Khuzestan. Hier wonen sji’ietische Arabieren, geen Perzen en de Amerikanen doen hier vermoedelijk hun best hier de etnische onrust op te stoken. De hoofdprijs voor Iran is daarom buurland Irak, want zo wordt de westgrens en Khuzestan veilig. De meerderheid van de Irakezen is sji’iet. Ook bevat Irak enorme olievoorraden, veel meer dan in Iran zelf.

De voornaamste bondgenoot voor de Iraakse soennieten is Saoedi-Arabië. Dit land verzwakken of vernietigen is voor Iran dan ook erg belangrijk, want zo kan het land de soennitische minderheid uitschakelen (de Koerden hebben Iran nodig als tegenwicht tegen Turkije en hebben, gezien de uiterst wrede behandeling door de Arabische soennieten, weinig sympathie voor deze groep). Als Iran er in slaagt Bahrein in handen te krijgen, is het land in staat om Saoedi-Arabië totaal af te knellen. Vanaf Bahrein, dat over een grote haven beschikt, kan het land in recordtijd de belangrijkste Saoedische olievelden, waaronder het reuzenveld Ghawar, onder de voet lopen. Hier is een goed excuus voor: in al deze gebieden wonen onderdrukte sji’ieten. Vermoedelijk zal Iran dan niet doen, maar de dreiging is al voldoende om de al-Saoeds tot flinke concessies te bewegen, bijvoorbeeld het opgeven van Irak.
Daartegenover staat dat in de haven van Bahrein de Amerikaanse Vijfde Vloot ligt. Een directe aanval op Bahrein zal het Iraanse leger dus niet snel proberen

Window of opportunity
In de islamitische wereld wordt de Amerikaanse president Obama gezien als zwak en incompetent en bestaat de indruk dat er nu meer speelruimte is dan onder de vorige president. De Amerikanen zitten diep in de schulden en kunnen zich niet niet nog een oorlog zoals in Irak veroorloven. Zeker niet als daardoor de prijzen van aardolie exploderen en een nieuwe recessie ontstaat.Voor de Amerikanen is de goedkoopste en effectiefste oplossing dat de lokale despoten hun lastige onderdanen (of die van buurstaten, zoals nu gebeurt door het Saoedische leger in Bahrein) met grof geweld onder de voet lopen. Uiteraard vergezeld van diplomatieke berispingen, maar met stilzwijgende aanmoediging. Hoe gerechtvaardigd de eisen van de onderdrukte bevolking ook zijn. Dit is uiteraard niet goed voor de geloofwaardigheid in eigen land of die in de rest van de wereld als hoeder van de democratie en de mensenrechten, maar stelt wel de toevoer van aardolie veilig.
Geopolitiek is uiteraard de beste oplossing voor de Verenigde Staten en de rest van de niet-olieproducerende wereld om onder de afhankelijkheid van aardolie zien uit te komen en af te rekenen met de mensonterende regimes in dit gebied, maar helaas heeft de gevestigde orde te veel belangen in de olie-industrie.

Door een brokstuk met een laser af te remmen komt het in een lagere baan.

Slimme oplossing voor ruimtepuin gevonden

Ruimtevaart wordt steeds gevaarlijker door de enorme hoeveelheid zwevende brokstukken in een baan om de aarde. Het is een kwestie van tijd, denken deskundigen, voordat de eerste satelliet wordt vernietigd door een brok metaal dat kilometers per seconde beweegt. Gelukkig heeft NASA nu een eenvoudige oplossing gevonden om af te rekenen met ruimtepuin: een remlaser op aarde om brokstukken neer te halen.

De Kessler-catastrofe
Lanceringen brengen steeds meer ruimtepuin in een baan om de aarde, variërend van lege rakettrappen en defecte satellieten tot rondzwervende verfsplinters. NASA-wetenschapper Donald Kessler waarschuwde in 1978 al voor een aankomende catastrofe: het Kessler syndroom. Als twee brokstukken elkaar met hoge snelheid raken, spatten ze in een groot aantal kleinere brokstukken uiteen. Hierdoor wordt de kans veel groter dan er ook andere brokstukken worden geraakt. er ontstaat een kettingreactie van botsingen. Het uiteindelijke resultaat is een wolk van minuscule micrometeorieten die elk met vele kilometers per seconde bewegen en in de lege ruimte nooit worden afgeremd (zoals op aarde zou gebeuren). Ruimteschepen en satellieten die zich in deze gordel wagen, worden doorzeefd door een spervuur van minuscule kogels.  Zou het zover komen, dan wordt de mens dus voor heel lange tijd op aarde opgesloten. Volgens sommigen is het al zover. Zo moet de Europese satelliet Envisat zestig procent van de tijd uitwijken voor brokstukken van één botsing: die tussen de satellieten Iridium 33 en Cosmos 2251.
Kortom: we kunnen maar beter snel beginnen met de grote schoonmaak, voor de ruimte boven ons één grote kosmische schietbaan wordt.

Remmen met een laser
Dat je met een laser gaten kan boren en dingen smelten is bekend.

Door een brokstuk met een laser af te remmen komt het in een lagere baan.
Door een brokstuk met een laser af te remmen komt het in een lagere baan.

Minder bekend is dat elektromagnetische straling (waaronder licht uit een laser) een bepaalde druk kan uitoefenen. Lichtdeeltjes hebben namelijk net als alle fysische objecten een impuls (massa maal snelheid, in het geval van licht h/golflengte). Zonnezeil-ruimteschepen maken gebruik van dat effect: de druk van het zonlicht versnelt het ruimtescheepje zeer langzaam, maar gestaag, in principe zelfs tot in de buurt van de lichtsnelheid. Andersom, afremmen dus, werkt ook. Van dit principe maakt de NASA-methode gebruik. Door een aanvliegend brokstuk met een laser te beschieten, wordt dit afgeremd. Hoe lager de snelheid van iets dat in een baan om bijvoorbeeld de aarde draait, hoe lager de omloopbaan. Het gevolg is dat het brokstuk gaat dalen en in de aardse atmosfeer terecht komt waar het opbrandt.

Star Wars
Er is één probleem met dit plan. De Russen en Chinezen zullen niet blij zijn met dit apparaat, dat verdacht veel weg heeft van Ronald Reagan’s Star Wars project: een laser-gebaseerd verdedigingssysteem tegen kernraketten. Daarom stellen de bedenkers van het plan, NASA-onderzoeker James Mason met enkele collega’s, voor om hier een relatief zwakke laser voor te gebruiken van vijf kilowatt. De laser bestookt elk brokstuk voor ongeveer twee uur per dag en kan ongeveer tien brokstukken tegelijkertijd aanpakken.

Vijf kilowatt is ongeveer het vermogen van drie zware stofzuigers; onvoldoende om een vijandelijke satelliet (laat staan een kernraket) uit te schakelen. Zowel de VS als de Russen en de Chinezen beschikken over veel zwaardere lasers om satellieten en vijandelijke kernraketten mee uit de lucht te schieten. Volgens Mason kan dit project voor minder dan een miljoen dollar gerealiseerd worden. De laser zou bekostigd en bemand moeten worden door technici uit diverse ruimtevarende naties. Hoe het ook zij, dit is duidelijk één van de meest veelbelovende ideeën tot nu toe om het netelige ruimteafval-probleem aan te pakken…

Bronnen
ArXiv Blog
ArXiv
NASA

De ontplofte reactor in Tsjernobyl, ingepakt in een betonnen sarcofaag, is nog steeds een stille getuige van de ramp die daar in 1982 plaatsvond.

Kernenergie, een slecht idee?

Met de nieuwe kernongelukken in het reactorcomplex Fukushima I als gevolg van de aardbeving en tsunami laait de discussie tussen voor- en tegenstanders van kernenergie weer op. Tegenstanders zeggen dat de gevaren en kosten van kernenergie niet opwegen tegen de voordelen. Klopt dit?

De voordelen van kernenergie

Kernenergie kent een aantal aanzienlijke voordelen. Er hoeven geen dure olie of kolen te worden geïmporteerd. De hoeveelheid energie die vrij komt is enorm: in theorie per kilo uranium 22 miljoen kilowattuur, meer dan in honderd ton steenkool of zeshonderd vaten aardolie zit. In feite is het verarmde uranium dat bij de invasie in Irak was gebruikt, duizend tot tweeduizend ton, in theorie voldoende om evenveel energie op te wekken als het land in een tot twee jaar in de vorm van aardolie exporteert.

De CO2-uitstoot, waar veel klimaatactivisten zich overdreven zorgen over maken, is in verhouding ook laag: een tiende van die van een kolencentrale als alles wordt meegerekend. De EREOI, de hoeveelheid energie die in een kerncentrale moet worden gestopt om er elektriciteit uit te krijgen, is ook behoorlijk en te vergelijken met een kolencentrale: 1:10. Geen wonder dat gezien deze voordelen, energiebedrijven graag extra kerncentrales willen bouwen en vooral de centrales als ze er staan lang open willen houden. Staat de kerncentrale er eenmaal, dan zijn de kosten van brandstof in verhouding zeer laag, slechts een derde van de kosten van de centrale zelf. Een kerncentrale, zoals die in Borssele, langer open laten levert dus veel geld op.

Maar ook nadelen…
Kerncentrales kennen drie grote nadelen die alle te maken hebben met radioactiviteit: het risico op het verspreiden van materialen om atoombommen mee te maken, kernafval en het risico dat een kerncentrale ontploft of gaat lekken. De brandstof in een doorsnee kerncentrale is te arm om er een atoomwapen van te maken. Wel kunnen er zogeheten vuile bommen mee geproduceerd worden: bommen die als ze ontploffen een grote hoeveelheid radioactief materiaal verspreiden.

De ontplofte reactor in Tsjernobyl, ingepakt in een betonnen sarcofaag, is nog steeds een stille getuige van de ramp die daar in 1982 plaatsvond.
De ontplofte reactor in Tsjernobyl, ingepakt in een betonnen sarcofaag, is nog steeds een stille getuige van de ramp die daar in 1982 plaatsvond. – Carl Montgomery, public domain via Flickr

Een kerncentrale zoals die in Borssele produceert 12 ton radioactief afval per jaar. Zou Nederland alle energie met kerncentrales opwekken, dan wordt dat ongeveer vierhonderd ton per jaar. Weliswaar is dat veel minder dan de vliegas die een enkele kolencentrale produceert, maar deze vliegas wordt als grondstof in de bouw gebruikt terwijl kernafval met een moeizaam en kostbaar proces verwerkt moet worden of – zoals in de VS – ondergronds opgeslagen. Hoogradioactief kernafval blijft honderdduizenden jaren gevaarlijk.

Een ander nadeel is de kans op ongelukken. In een kernreactor wordt een kettingreactie plaats: als neutronen uranium-235 kernen raken, splijten deze, waardoor weer andere neutronen vrijkomen. Een kernreactor bewaart een precair evenwicht tussen het uitdoven van deze kernreactie en het ontploffen. Vaak wordt met behulp van neutronenvangende regelstaven de reactie gecontroleerd. Loopt de reactie uit de hand, dan zullen de reactorstaven smelten. In het ergste geval ontstaat een totale meltdown: de plas zeer zwaar (uranium is zwaarder dan lood), hoogradioactief metaal vreet zich een weg door het beton van de centrale naar beneden en komt uiteindelijk in de grondwaterlaag terecht, waardoor een enorme stoomwolk en dus ontploffing ontstaat.

Als de koelinstallatie defect is, kan de reactor zo oververhit raken dat deze ontploft en radioactieve stoffen vrijkomen. Dit is gebeurd in de Japanse Fukushima-I reactor van veertig jaar oud die toch al op het punt stond buiten bedrijf gesteld te worden. In dit geval was de dieselgenerator die het backup-koelsysteem aandreef, weggespoeld door de tsunami. Moderne kerncentrales zijn weliswaar omgeven door veel veiligheidsmaatregelen maar niet alle omstandigheden zijn te voorzien. Dit is ook de reden dat in moderne reactorontwerpen gebruik wordt gemaakt van zogeheten passieve beveiliging: als de centrale om welke reden dan ook uitvalt, stopt de kernreactie direct, bijvoorbeeld omdat een elektromagneet wordt uitgeschakeld die voorkomt dat neutronenvangende staven tussen de splijtstof zakken. Snelle kweekreactoren werken met een poel van vloeibaar metaal onderin de reactor dat,  mocht er een meltdown optreden, de warmte afvoert en ook neutronen vangt. De rampen in Fukushima en Tsjernobyl waren zo te voorkomen geweest.

Wegen de voordelen tegen de nadelen op?
Ook olie en kolen hebben ernstige nadelen, bijvoorbeeld de noodzaak om oorlogen te voeren in olierijke landen of de noodzaak, deze te vriend te houden. Gas is een relatief schone brandstof, maar raakt net als olie en makkelijk winbare steenkool ook snel op. Wind is te onregelmatig,  zon is er in Nederland in de winter veel te weinig. Blauwe stroom, energie winnen uit het “mengen” van zout met zoet water, is interessant, ook constant  maar niet voldoende om in meer dan een kwart van onze energiebehoefte te voorzien. Als we alle rivieren volledig uitmelken. Golfslag, gecombineerd met windmolens op zee zou voor een deel kunnen, misschien. Echter: het potentieel is beperkt.

Bij kerncentrales worden de risico’s en de kans op dodelijke ongevallen verplaatst naar het eigen land. Kernreactoren waarin ongelukken zijn gebeurd, waren hetzij sterk verouderd (Fukushima), hetzij door menselijke fouten ontploft (Tsjernobyl). Er zijn geen gevallen bekend van moderne kernreactoren die ontploft zijn.

Wel is er nog steeds geen goede oplossing om van het kernafval af te komen. Het gebruik van snelle kweekreactoren zorgt dat we meer energie uit dezelfde hoeveelheid uranium kunnen halen en vormt hiermee mogelijk een gedeeltelijke oplossing voor het kernafvalprobleem, er is dan immers veel minder brandstof nodig en ontstaat ook minder afval, maar het fundamentele probleem blijft hetzelfde.

De oudste mens ooit, Jeanne Calment, hier 22 jaar oud, leidde een regelnmatig, maar actief leven.

Wilskracht en lang doorwerken verlengt leven

De AOW een paar jaar opschuiven is goed voor de gezondheid: rust roest. Ook overleven wilskrachtige doeners het langst. Zo blijkt uit het Longevity onderzoek dat al vanaf 1921 wordt uitgevoerd onder vijftienhonderd slimme kinderen, aangevuld met andere bronnen. Redt een actief leven levens?

Kleine onderzoeken geven vaak foute uitkomsten
Hoe kleiner het onderzoek, des te groter de kans dat er foutieve dingen uit komen, dus hoe scherper de waarnemingsgrenzen gesteld moeten worden. Vaak wordt in statistische onderzoeken een overschrijdingskans p van 0,05 gehanteerd.

Met andere woorden: er is vijf procent kans dat een onderzoek er stevig naast zit. Als er maar genoeg onderzoeken worden uitgevoerd, zal er in minstens één op de twintig gevallen wat significants uit rollen. Minstens, want ook wetenschappers is niets menselijk vreemds en het dokteren aan onderzoeksgegevens, vooral als er snel een publicatie gescoord moet worden, komt helaas af en toe voor. Een groot onderzoek is beter dan een klein onderzoek in staat om statistische ruis te elimineren. Onderzoekers kunnen dan ook genoegen nemen met een veel kleinere overschrijdingskans.

Veel mythes over lang leven sneuvelen
Het zeer uitgebreide Longevity Project onderzoek, ooit opgezet door de psycholoog Terman om er achter te komen wat er gebeurt met intelligente kinderen, maakt een einde aan een aantal tot nu toe geliefde mythes over wat leidt tot een lang leven.

De oudste mens ooit, Jeanne Calment, hier 22 jaar oud, leidde een regelnmatig, maar actief leven.
De oudste mens ooit, Jeanne Calment, hier 22 jaar oud, leidde een regelnmatig, maar actief leven.

In dit project, dat in 1920 begon, werden (en worden nog steeds) vijftienhonderd hoogbegaafde kinderen hun hele leven gevolgd. Al eerder bleek, hel verrassend, dat maar een klein deel van hen de hoge posities bereikte die hen werden toegedicht. Zaken als religiositeit, pessimisme en dergelijke blijken niet uit te maken. Zo blijkt weliswaar dat getrouwde mannen langer leven, maar dat geldt niet voor getrouwde vrouwen. Ook geluk duurt niet lang. Gelukkige mensen met veel gevoel voor humor overlijden zelfs iets eerder dan wat minder gelukkige mensen, vermoedelijk omdat ze meer risico’s nemen. Ook workaholics plegen minder roofbouw op hun gezondheid dan vaak wordt gedacht, integendeel: juist de in hun werk meest gedreven mensen leven veel langer dan mensen die de kantjes er vanaf lopen. Gescheiden vrouwen leven vrijwel even lang als hun getrouwde zusters.

Vroeg naar school gaan is al evenmin een verstandig idee, althans om een lange levensduur te bereiken. Kinderen moeten voldoende kunnen spelen. Niet alle oorlogsveteranen leven korter. Alleen als ze er niet in slagen hun stress te overwinnen en daardoor ongezonde leefgewoontes ontwikkelen, verkort hun levensduur. Christenen zullen het prettig vinden te lezen dat anderen helpen goed voor je is: vooral mensen die betrokken zijn bij anderen en ze helpen leven lang.

De aanhouder wint
Opmerkelijk genoeg blijkt er vooral één eigenschap te zijn die langlevende mensen van jongs af aan gemeen hebben: wilskracht, levenswijsheid en zelfdiscipline, ‘prudence’. Er zit dus een kern van waarheid in de vele religieuze teksten, denk aan het bijbelboek Spreuken, de Bhagavad Gita en het boeddhistische wijsheidsboek Tripitaka, die deze aanbevelen. Dit zet langlevenden er toe aan om gezonde leefgewoontes te ontwijken en gaat ook samen met een sterke levenslust.
Slecht nieuws dus voor visionairen, die sterker zijn in bedenken en dromen dan doen? Niet perse. Ook visionaire overtuigingen kunnen voortkomen uit wilskracht en wijsheid. In feite waren sommigen van de grootste visionairen uit de geschiedenis zulke mensen. Je idealen in praktijk brengen maakt in ieder geval zeker gelukkig en zal ook je levensverwachting sterk naar boven bijstellen.

Bronnen
Science Daily