Twee fysici hebben een manier bedacht waarop voorwerpen kunnen zweven, ook al is er een zwaartekrachtsveld. Weliswaar op nanoschaal maar toch. Hiervoor maken ze gebruik van zeer kleine metalen staafjes. Is antizwaartekracht dan toch mogelijk?
Casimireffect
Het vacuüm is niet leeg, maar gevuld met een zee van zeer kortlevende deeltjesparen. Kortgeleden berekenden onderzoekers dat deze spookdeeltjes een vorm van wrijving uitoefenen.
Deze virtuele deeltjes hebben nog meer merkwaardige gevolgen. De Nederlandse natuurkundigen Hendrik Casimir en Dirk Polder voorspelden in 1948 bijvoorbeeld dat twee platen dicht bij elkaar elkaar aantrekken. De reden: sommige virtuele deeltjesparen nemen meer ruimte in beslag dan er tuissen de twee platen aanwezig is. De virtuele deeltjesparen werken afstotend, maar omdat het vacuüm alles omringt, is de netto kracht nul.
De Casimirkracht kan in bepaalde gevallen dingen laten zweven, althans op kwantumschaal.
Tussen de twee platen zijn er echter minder deeltjesparen dan om de platen heen: de vacuümdruk is veel lager. Als gevolg daarvan trekken de platen elkaar aan. Ondertussen is in experimenten aangetoond dat het Casimireffect echt bestaat.
Het gaat hier om zeer kleine afstanden: de formule om de Casimirkracht te berekenen is (niet schrikken) [latex] F=-\frac{\pi ^2 \hbar c}{240 a^4} A [/latex]. Uitleg: F is kracht, pi (ongeveer 3,14) kent u van de middelbare school, de h met een streepje er doorheen is de extreem kleine constante van Planck (6,6.10-34 Js), c de lichtsnelheid, A de oppervlakte van de platen. Let op de vierde macht van de afstand (a) in de noemer van de breuk. Het minteken betekent dat het om een aantrekkende kracht gaat.Wie het na wil rekenen: alles is in SI-eenheden, dus meters, kilo’s etc.
Wordt de afstand tussen de platen tien keer zo klein, dan wordt de Casimirkracht maar liefst tien tot de macht vier, dus tienduizend keer zo sterk. De constante van Planck is zo extreem klein dat het Casimireffect alleen bij extreem kleine afstanden een rol speelt. Bij twee platen van een vierkante meter die een meter van elkaar afstaan is de Casimirkracht ongeveer zo groot als het gewicht van een waterstofatoom. Verandert de afstand in een nanometer (een miljoenste millimeter, de lengte van tien waterstofatomen naast elkaar), dan wordt de Casimirkracht verpletterend sterk: het gewicht van 813.000 ton, iets minder dan het gewicht van alle Nederlanders bij elkaar. Geen wonder dat uitvinders van gratis energie apparaten likkebaardend kijken naar deze enorm sterke kracht.
Het Casimireffect werkt per saldo aantrekkend. Voor antizwaartekracht wil je uiteraard iets dat afstoot om je vliegtuig zwevend te houden. Als je UFO onwrikbaar aan de startbaan gekleefd blijft, wordt het nooit wat met je samenzwering voor wereldoverheersing. De twee natuurkundigen Stanislav Maslovski and Mário Silveirinha van de universiteit van Coimbra in Portugal hebben nu iets bedacht om afstoting te genereren. Al eerder werd gewerkt met exotische metamaterialen die tussen de twee oppervlakken waarvan je wilt dat ze elkaar afstoten, worden geplaatst. Deze metamaterialen wekken per saldo een afstotend Casimireffect op. Nu blijkt dat hetzelfde effect ook kan worden bereikt met veertig nanometer dikke metalen staafjes die op het ene oppervlak worden geplaatst. De metalen “kaarsen” kanaliseren de kwantumfluctuaties in het vacuüm zodanig dat ze alles wat er tussen de staafjes komt, afstoten. Stel dat de andere metalen plaat geperforeerd is waardoor de staafjes precies in de gaten van de andere plaats passen, dan blijven ze elkaar afstoten met een – als de druk waarmee ze op elkaar geperst worden maar hoog genoeg wordt – op den duur onmetelijk sterke kracht.
Toepassingen
Met een vliegende schotel die niet verder dan een paar nanometer van de grond komt schiet je uiteraard weinig op, maar er zijn andere interessante toepassingen. Denk eens aan wrijvingsloze vliegwielen, ideaal voor energieopslag. Zweeftreinen op een monorail (al moet je nog iets verzinnen tegen de luchtweerstand en een configuratie bedenken dat de platen horizontaal ten opzichte van elkaar kunnen bewegen). Schokdempers op nanoschaal. Uiteraard zijn er nog veel meer. Hebben jullie ideeën?
Amerikaanse bedrijven grijpen hun kans om steeds meer hightech-bedrijven op te kopen, de strategisch relevante kennis naar Amerika te transporteren en het domme productiewerk hier te laten doen. Nederland wordt steeds dommer door de kortzichtige industriële politiek van de regering. Tijd om de rollen eens om te draaien en de Amerikanen een koekje van eigen deeg te geven.
Onevenredig belang hightech De meeste mensen in de Nederlandse economie houden (zoals in de meeste ontwikkelde landen) elkaar aan het werk. Het beruchtste voorbeeld in Nederland zijn uiteraard ambtenaren, maar ook allerlei staf- en beleidsmedewerkers, reclamemakers, juristen en verkopers zijn, laten we het zo uitdrukken, goed voor de werkgelegenheid.
Jammeren helpt niet. De Amerikanen een koekje van eigen deeg geven wel.
Twintig procent van de bevolking doet tachtig procent van het nuttige werk. Er is een vrij kleine groep, voornamelijk in de landbouw, delfstoffenwinning en industrie die veel waarde produceert. Door hun toegevoegde waarde komen er vele banen in de dienstverlening bij of, interessanter, ze produceren zoveel toegevoegde waarde, dat de rest van de economie er op drijft en het soort genieën dat hiermee kwamen betaald kunnen worden. In de agressieve Amerikaanse samenleving wordt de rol van ambtenaren overgenomen door juristen,verkopers (consumenten hebben daar in verhouding meer te besteden dan hier) en niet te vergeten het grote leger dat heel wat rambo’s voor even uit het land houdt. Afhankelijk van de heersende cultuur in een land, kent ieder ontwikkeld land een andere manier om het productieoverschot te lozen. Zo is in Hongkong feng shui erg populair.
Nederland wordt leeggeplunderd Al eerder noemden we dit als een argument om wat minder heen en weer te rennen en elkaar meer vrije tijd te gunnen. Het principe kan je ook gebruiken door een wat listiger industriepolitiek te voeren dan de Nederlandse regering nu doet. Op dit moment wordt het ene na het andere bedrijf met hoogwaardige kennis opgekocht door hoofdzakelijk Amerikaanse investeerders, die vervolgens snel het onderzoekslab naar de Verenigde Staten verplaatsen en hier door de inboorlingen (in het geval van Organon) de pillen laten draaien, inpakken en verkopen. Iets vergelijkbaars is er gebeurd met Sluis Zaden, en De Ruiter Zaden, nu opgeslokt door de Amerikaanse gigant Monsanto, bekend om de weinig ethische methoden die het bedrijf hanteert om klanten te binden en boeren die zich aan de wurggreep proberen te onttrekken, desnoods kapot te procederen. Langzamerhand lekken hoogwaardige, kennisintensieve activiteiten weg en daarme de levenskracht van de Nederlandse economie. Alleen kordaat ingrijpen van de Nederlandse overheid kan dit stoppen.
Tijd om de rollen om te draaien Veel landen, denk aan China en Koeweit, kennen zogeheten sovereign wealth funds, fondsen waarmee de overheid belegt. De Koeweiti’s en Chinezen bekostigen hiermee voor hun land strategische overnames. Nederland kan dat doen door een aantal slecht beheerde pensioenfondsen zoals ABP te nationaliseren en de oud-politici en andere derderangs nietsnutten die deze leiden hun congé te geven. Met een klein percentage van het vermogen van ABP zijn al heel wat strategische aankopen te doen, denk aan bedrijven in de robotica of nanotechnologie. Nederland moet het fonds laten beheren door vakkundige technocraten, mensen die hun sporen hebben verdiend in het bedrijfsleven, dus niet ex-politici.
Op effectenbeurzen zijn slecht presterende technologische bedrijven doorgaans ondergewaardeerd. Het kost in verhouding dus niet erg veel geld om deze op te kopen en tot en met de laatste schroef naar Nederland te exporteren. De juristen en managers blijven uiteraard achter. Die hebben we hier al teveel, alhoewel, een enkele agressieve Amerikaan kan wel eens heilzaam werken om voor wat opschudding te zorgen. De talentvolle onderzoekers en onderzoeksleiders worden vervolgens met goede arbeidsvoorwaarden in de watten gelegd en krijgen de vrije hand om producten te ontwikkelen, zolang ze maar resultaten boeken.
Uiteraard is hiermee niet de kans op overnames uit te sluiten. De zwakte aan het kapitalisme is dat weinig kapitaal altijd moet wijken voor veel kapitaal. Dit is op te lossen door als rechtsvorm voor strategische ondernemingen niet de BV of NV, maar de coöperatie te kiezen en in de statuten van de coöperatuie vast te leggen dat het belang van de Nederlandse samenleving voorop staat. Hiermee omzeil je het verbod op beschermingsconstructie: vrijheid van vereniging is door de EVRM gewaarborgd.
De grondwatervoorraden in verschillende droge gebieden zijn bijna helemaal leeg. We kunnen dus maar beter snel gaan nadenken over een manier om die half miljard mensen te eten te kunnen geven…
Grondwater in droge landen wordt schaars
Peak oil, de toenemende schaarste aan aardolie omdat er meer olie wordt verbruikt dan ontdekt, kennen veel mensen al. Minder bekend is dat ook grondwatervoorraden in droge landen sneller wordt uitgeput dan ze door neerslag aan worden gevuld. De gevolgen hiervan zijn bijzonder vervelend.
Vissersboten liggen op de voormalige bodem van het Aralmeer. De boosdoener: waterslurpende katoenteelt.
Landbouw is namelijk uiterst afhankelijk van water. Er bestaat zelfs een vrij precieze correlatie tussen de hoeveelheid water die een gewas gebruikt en de productie. Uiteraard verschilt die verhouding per gewas – zo verbruikt rijst of suikerriet veel meer water per kilogram oogstbaar product dan de droogtetolerante granen sorghum en millet, maar zonder water is landbouw in aride gebieden nauwelijks mogelijk. Om een kilo rietsuiker te produceren zijn tot vijfduizend liters water nodig. Een kilo millet “slechts” enkele honderden liters.
Aride (droge) gebieden werden geïrrigeerd en leefden jaren boven hun stand. Ze produceerden veel meer oogst dan de jaarlijkse regenval toelaat. Nu zijn in India, Saoedi-Arabië en de VS de aquifers in hoog tempo aan het leeg raken. Binnen enkele jaren (Saoedi Arabië) tot decennia (VS) staan ze droog.
Biobrandstof en voedseltekort
De toenemende productie van biobrandstof uit maïs en andere graansoorten heeft als voordeel dat de prijzen gestabiliseerd worden (en dat hierdoor boeren worden gestimuleerd om hun productie flink te verhogen-wat overigens ook de nodige risico’s heeft). Nadeel is dat de voedselproductie al veel te laag is en dat biobrandstof de prijzen nog verder opjaagt. Zo verdwijnt er van de vierhonderd miljoen ton graan die in de Verenigde Staten – de graanschuur van de wereld – geoogst worden, honderd twintig miljoen, dat is dertig procent, in de vergistingsketels om er bio-ethanol van te stoken. De koopkracht van een Amerikaanse of Europese SUV is groter dan die van een hongerige derde-wereldbewoner zonder werk – de realiteit in veel derde-wereldlanden vanwege corrupte regimes die de bevolking verstikken met een overvloed aan regels.
Meer vlees betekent meer voedsel als veevoer
Vlees is afkomstig van dieren die leven van planten. Graan is dan ook een belangrijk ingrediënt van veevoer. Vervelend nieuws is dat er een veelvoud van de hoeveelheid graan nodig is om vlees te produceren. Om een kilo kippenvlees te produceren is twee tot vier kilo graan en peulvruchten nodig.
Gefrituurde zijdewormlarven. Insekten hebben veel minder voer nodig dan varkens en koeien. Even wennen...
Voor een kilo varken 3,5 kilo. Rundvlees vereist acht kilo. Steeds meer mensen willen vlees eten, waardoor er een veelvoud aan graan nodig is. Visteelt lost dit probleem voor een deel op (koudbloedige vissen, vooral luchthappende Afrikaanse meervallen, springen veel efficiënter met voer om dan warmbloedige zoogdieren en vogels). Een actieve lobby probeert in Nederland het eten van insekten te pushen. De voederconversie van insecten is erg gunstig: voor één kilo insekt is bij sommige soorten slechts 1,3 kilo voer nodig en tachtig procent van de mensen eet nu al insekten. Toegegeven: er is geen speld tussen te krijgen.
Ook interessant is van zoogdieren over te stappen op koudbloedige vegetarische dieren als woestijnschildpadden. Schildpadden leveren smakelijk vlees (de reden dat ze met uitsterven worden bedreigd), groeien vooral in de eerste jaren snel en woestijnen hebben we in overvloed. Wellicht geven sommigen dan toch maar de voorkeur aan een vegetarisch dieet. Nog beter uiteraard, al moet je opletten wat betreft essentiële aminozuren die in planten vaak ongelijkmatig voorkomen.
Rellen in Arabische wereld voor een groot deel het gevolg van voedselschaarste
Er is een vrij simpele correlatie tussen politieke onrust en voedselprijzen in landen waar mensen een groot deel van hun inkomen aan voedsel uitgeven. Hier in Nederland geven mensen misschien een vijfde van hun inkomen aan voedsel uit. In zeer arme landen als Bangladesh en Egypte is dat meer dan de helft. Elke verhoging komt hier dus zeer hard aan: het betekent domweg dat deze mensen minder kunnen eten.
In landen waarin het politiek bewustzijn sterk is – islamitische en Latijns-Amerikaanse landen bijvoorbeeld – heeft dat vervelende gevolgen voor het regime. Vandaar dat regimes als dat van Saoedi-Arabië (waar de aardolie volgens Wikileaks nu akelig snel aan het opraken is) als razenden graanvoorraden aan het aanleggen zijn. Uiteraard zal het nieuwe regime geen onderaardse zoetwaterzee of bergen voedsel uit het niets tevoorschijn kunnen toveren. Door de revolutie en chaos wordt de productie zelfs nog lager. De hongersnood zal dus verergeren. De wereldgeschiedenis leert dat hongersnoden altijd leidden tot grote volksverhuizingen en oorlogen. Dat geldt zeker nu. Door satelliet-TV weet zelfs de armste dorpsbewoner waar er wel genoeg voedsel is. Hier. En door dezelfde TV zal het lijden in deze gebieden ook onze huiskamers binnenkomen. Dus willen we een catastrofe voorkomen, dan zullen we moeten ingrijpen. Deze waterbesparende woestijnkassen snel uitrollen bijvoorbeeld. Ideeën welkom.
Het Niets is minder leeg dan door Einstein werd gedacht. Een dichte zee virtuele deeltjes, een gevolg van de kwantumonzekerheid vult zelfs de leegste ruimte. En remt, zo leiden onderzoekers af, zelfs stofdeeltjes af. Newton zou zich in zijn graf omdraaien…
Virtuele deeltjes: spookmaterie
We kunnen niet precies weten of een stukje ruimte helemaal leeg is. Niet omdat onze meetinstrumenten niet goed zijn, maar door een fundamentele beperking, de kwantumonzekerheid. Hoe korter het tijdsinterval, hoe minder precies we de energie kunnen weten. Virtuele deeltjes, spookdeeltjes, ontstaan omdat we op grond van deze fundamentele onzekerheidsrelatie van Heisenberg niet kunnen uitsluiten dat ze gedurende een zeer korte tijd niet bestaan. De virtuele deeltjes worden in paren gevormd en vallen in een ontelbaar korte tijd weer uiteen.
Virtuele deeltjesparen bestaan uit een deeltje en een antideeltje, of deeltje dat terug in de tijd reist.
Dat de deeltjes bestaan en niet alleen een theoretisch verzinsel zijn, weten we uit meerdere experimenten. Zo zouden bijvoorbeeld elektronen bij metingen een sterkere lading moeten hebben dan werkelijk wordt gemeten. De afwijking wordt veroorzaakt omdat spook-deeltjesparen van elektronen en anti-elektronen (positronen) zich zo draaien dat de spook-positronen richting het elektron gaan staan en het zo afschermen.
Ook het bizarre Casimir-effect kan door virtuele deeltjes worden verklaard. Twee platen die vlak bij elkaar staan (in de praktijk: enkele atoomdiktes), trekken elkaar aan. Omdat zich in de nauwe ruimte tussen twee platen minder virtuele deeltjes kunnen vormen dan in het “normale” vacuüm, oefent dit leger-dan-lege vacuüm minder druk uit dan normaal vacuüm. Het resultaat: de platen worden op elkaar geperst. Ook is het in 2010 gelukt om deeltjes (elektron-positron paren) uit het niets te scheppen met niets anders dan geconcentreerd laserlicht. De laser leverde de energie die nodig was om de virtuele elektronen en positronen reëel te maken.
De kwantummechanica stelt dat een voorwerp, ook al bevindt het zich in totaal vacuüm, in werkelijkheid voortdurend in contact staat met virtuele deeltjes. Virtuele deeltjes gedragen zich als een gas, dat wil zeggen dat onvoorspelbaar is welke richting ze bewegen. Het gevolg is dat als een voorwerp snel ronddraait, de virtuele deeltjes rond het voorwerp versneld worden in de draairichting. De Spaanse fysici Alejandro Manjavacas en F. Javier GarcÃa de Abajo van het Optisch Instituut in Madrid voorspellen dat virtuele fotonen die een voorwerp tegen de draairichting in raken, meer impuls krijgen dan virtuele fotonen die met het voorwerp mee bewegen. Het gevolg: de fotonen met veel energie worden reëel en het voorwerp verliest draaiingsenergie. De energie moet immers ergens vandaan komen.
Zware deeltjes met een reflecterend oppervlak zoals gouddeeltjes zullen nauwelijks beïnvloed worden door dit effect. Het verhaal wordt anders voor roetdeeltjes waar kosmische stofwolken mee bezaaid zijn. Op kamertemperatuur kost het tien jaar voordat een stofdeeltje van 0,1 micrometer tweederde van zijn draaisnelheid heeft verloren. In de koude interstellaire ruimte (drie kelvin) duurt dit 2,7 miljoen jaar. In hete gebieden van zevenhonderd graden duurt dit slechts drie maanden.
Het is dus mogelijk om zelfs in de absolute leegte te remmen.
Zou het in theorie mogelijk zijn dat er een levensvorm bestaat, bestaande uit iets anders dan materie? Een verkenning van de mogelijkheden.
Wat is leven?
De definitie van wat leven is, wordt steeds verder opgerekt. Een aantal kenmerken duiken echter steeds weer op. Levende organismen kennen een vorm van stofwisseling (het omzetten van het ene in het andere), houden zichzelf in dezelfde toestand, kunnen groeien, kunnen zich voortplanten en kunnen zich door natuurlijke selectie aanpassen aan hun omgeving in opeenvolgende generaties: evolutie.
Hier op aarde kennen we eencelligen als archeae en bacteriën tot sequoia’s, vinvissen en alles er tussenin. Al deze levensvormen hebben gemeen dat ze uit cellen bestaan en op dezelfde biochemie van eiwit, RNA en DNA zijn gebaseerd.
Niet-organisch leven
Toch zijn dit niet alle denkbare levensvormen. Mogelijk bestaan er levensvormen die niet op de aardse biochemie maar een ander principe zijn gebaseerd.
Buitenaards leven zou gebaseerd kunnen zijn op silicium in plaats van koolstof, al achten wetenschappers de kans erg klein: silicium is chemisch veel weerbarstiger dan koolstof.
Autokatalytische verschijnselen als vuur, tinpest en kristallen, ook RNA-strengen, prionen en andere moleculen zijn in staat zich te vermenigvuldigen. Gooi een zeer klein kristalletje natriumsulfaat (glauberzout) in een verzadigde natriumsulfaatoplossing en er vormt zich snel een enorm kristal. Sommige kristallen splitsen zichzelf tijdens het groeien in stukken die ook weer uit kunnen groeien. Er is sprake van een structurele verandering, metabolisme dus, en vermenigvuldiging. In de meeste gevallen zijn deze structuren niet in staat om te evolueren omdat ze nauwelijks informatie bevatten. In enkele gevallen (zoals RNA maar ook bepaalde mineralen zoals kleiplaatjes) zijn wel ingewikkelder structuren mogelijk. Onderzoekers testen nu bijvoorbeeld uit of bepaalde typen metaaloxiden dergelijke evoluerende structuren kunnen vormen.
Leven dat niet uit vaste materie bestaat Computervirussen leven in een niet-organisch ecosysteem. Ook de bewoners van digitale werelden zijn in staat tot evolutie (en worden daarom vaak om die reden voor evolutieonderzoek gebruikt). Het gat hier om kunstmatige leefomgevingen, maar in principe moet ieder natuurkundig systeem waarin er entropie bestaat en op de een of andere manier informatie op kan slaan en verwerken, in principe leven kunnen herbergen, denken sommigen. Leven zou dan kunnen bestaan in sterren, op de oppervlakte van neutronensterren, als wervelwinden in de atmosfeer van een gasreus, misschien zelfs als licht dat op de een of andere manier met elkaar verknoopt is. Of Efimov-ringen. Omgevingen die te chaotisch zijn komen vermoedelijk niet in aanmerking omdat levende structuren in een fractie van een seconde uit elkaar worden gerukt.
Omgekeerd: we weten nog maar heel weinig. Misschien dat zelfs de structuur van ruimte-tijd zelf ontastbare levensvormen bevat. We weten dat op het allerdiepste niveau enorm veel complexiteit zit. Er moeten kwantumatomen bestaan ter grootte van de constante van Planck. Ons eiland van kennis wordt omringd door een oceaan van onwetendheid, en al wordt ons eiland snel groter, de oceaan is nog steeds onafzienbaar groot.
Al tientallen jaren doen hardnekkige geruchten de ronde dat de financiële wereld streeft naar één wereldmunt. In 2010 kwam een rapport uit waarin een organisatie van meer dan vierhonderd grote banken en valutahandelaars pleit voor een wereldmunt. Argumenten door voorstanders van dit idee zijn: geen vervelende politici meer die knoeien met de munt om zo kiezers te winnen, geen valutarisico’s en geen valutaoorlogen meer. Daarentegen zijn er een aantal zeer sinistere gevolgen die door de voorstanders worden doodgezwegen. Een overzicht.
Een wereldmunt, volgens de voorstanders
In de wereld bestaan er honderden valuta die onderling vaak sterk in wisselkoers schommelen. Dat is vervelend als je een multinational bent. Als je denkt dat je een scherpe prijs hebt aangeboden in een ander land, word je uit de markt geprijsd als jouw munteenheid stijgt.
President Medvedev kwam op een G-20 top met dit ontwerp voor een wereldmunt.
Als je aanbieding in de munt van de klant is, loop je een al even vervelend risico: de scherpe prijs wordt een enorme verliespost als de valuta van de klant daalt. Ondernemers houden niet van risico, want ze moeten zich indekken om de gevolgen te kunnen beperken. Er bestaat daarom een levendige handel in valuta-futures: papieren waarbij een bepaalde valutakoers in de toekomst is gegarandeerd. Uiteraard zijn die garanties bepaald niet gratis.
Een ander voordeel is geldbesparing. Geld omwisselen is duur, wisselkantoren brengen enkele procenten in rekening. Ook scheelt één valuta veel administratie. Ook is een overkoepelende centrale bank minder gevoelig voor druk vanuit de politiek om de rente te verlagen (bijvoorbeeld vlak voor de verkiezingen) en zo op korte termijn meer banen te scheppen (de inflatie komt pas na de verkiezingen).
Een wereldmunt: de gevolgen voor u
Stalin heeft ooit gezegd: niet degene die stemt, maar degene die stemmen telt, bepaalt wie er wint. De reden overigens waarom stemmen worden geteld door een kiescommissie uit diverse partijen. Zo is ook degene die een wereldmunt controleert, niet degene die dat geld in bezit heeft, financieel heer en meester over de wereld. De centrale wereldbank kan immers zoveel geld bijdrukken als deze wil. Als deze dat geld uitleent tegen lage rente aan bepaalde banken, genieten deze banken een oneerlijk voordeel. Zij kunnen m.b.v. de lage rente dingen als onroerend goed, grondstoffen en aandelen opkopen.
Tegen de tijd dat de tsunami van goedkoop geld de consumenten bereikt in de vorm van inflatie, zit het geld in deze goederen die veel meer waard zijn dan de lening die er voor is afgesloten. Die kunnen ze dus met woekerwinsten verkopen. Een spelletje dat erg geliefd is onder Wall Street bankiers.
Op dit moment is er nog de mogelijkheid het risico te verspreiden over meerdere valuta. Dat is met de invoering van een wereldmunt niet meer mogelijk. Degene die aan de knoppen zit van de wereldmunt kan dan veilige, risicoloze winsten maken. Omdat de banksector netto niets produceert, betekent dat dat die winst ten koste gaat van iemand anders. Dat is de consument en het productieve deel van de economie. De economie zal hierdoor niet alleen minder hard groeien (of zelfs krimpen), ook zal de parasitaire financiële sector toenemen in omvang.
Wereldwijde belastingheffing
Een verder nadeel is dat een wereldwijde munteenheid ook de gelegenheid biedt tot wereldwijde belastingheffing. Stel dat de centrale wereldbank de hoeveelheid geld met 10% vergroot en dit geld aan de VN ter beschikking stelt voor een ongetwijfeld zeer nobel doel, dan betaalt iedere houder van een spaarrekening, zelfs eigenaar van alles wat in geld wordt uitgedrukt mee aan dit kadootje: een eenmalige kapitaalheffing van tien procent dus. Sommige overheden, denk aan Zimbabwe of die van Duitsland in de jaren dertig, hebben zich hier flink schuldig aan gemaakt. Nu kijken overheden (kortzichtige dictators als Mugabe uitgezonderd) wel uit, want de internationale financiële markten straffen dat meteen af door de valuta in kwestie te dumpen in ruil voor andere: een wisselkoersdaling. Als die concurrentie verdwijnt kan dat niet meer.
Totale controle op het geldverkeer: wereldwijde dictatuur Dit doemscenario verandert in een regelrechte nachtmerrie als een ander onzalig plan, het afschaffen van het contante geld, uit wordt gevoerd. Stel dat je nergens ter wereld meer met contant geld kan betalen. De overheid krijgt dan een ijzeren greep op de mensheid. Nergens ter wereld kan je dan ontsnappen. Door een eenvoudige handeling kan je dan financieel dood worden verklaard. Niet alleen in Nederland of de eurozone, overal ter wereld. Een klokkenluider als Assange of zijn minder bekende collega’s kan nu nog overstappen naar een andere bank of contant geld bij zich hebben. Dat is straks domweg uitgesloten. De perfecte dictatuur dus.
Na de komst van zelfhelend beton zijn er nu ook zelfreparerende zonnecellen. Steeds meer materialen en apparaten worden zo ontworpen dat ze in staat zijn net als een levend wezen kleine beschadigingen zelf te repareren. Is dit een nieuwe evolutionaire stap? Hoeven we straks niet meer naar de garage of reparateur als er schade optreedt in apparaten?
Hoe werken de zelfreparerende zonnecellen?
Om ons heen zijn er al miljarden jaren zelfreparerende zonnecellen: algen.
Zo werkt de biologische zonnecel. Door licht (hv) worden elektronen opgepompt en geven hun energie in stapjes af.
Voortdurend worden de bladgroenpigmenten en eiwitten waarmee planten licht, water en kooldioxide omzetten in suiker en zuurstof afgebroken. Algen moeten dus voortdurend deze moleculen vervangen, anders gaan ze ten gronde.
Planten, zoals algen, moeten vrijwel alle chemicaliën de ze nodig hebben om in leven te blijven zelf maken. Eiwitten worden gemaakt door ribosomen, kluitjes RNA, die een kopie van het DNA aflezen en vertalen in eiwit. Chlorofyl, het pigment dat licht opvangt, wordt gemaakt door enzymen: eiwitten met een specifieke taak. Algen doen dit voortdurend en met veel succes: er is in de zomer (in de tropen het hele jaar door) maar een gebied zo groot als een studentenkamer nodig om dagelijks drieduizend calorie aan eetbaar materiaal op te leveren (de dagelijkse behoefte van een volwassen man die zwaar lichamelijk werk doet).
Onderzoeker Jong Hyun Choi en zijn team van de Purdue universiteit doen onderzoek naar foto-elektrochemische cellen, cellen dus die licht door middel van een chemisch proces in elektriciteit omzetten.
De pigmenten (groen) hangen aan de rode oligonucleotiden (stukjes DNA) en vangen licht op, dat wordt omgezet in actieve elektronen (e-) die via het nanobuisje (zwart) elektriciteit leveren.
In Choi’s zonnecellen vangen chromoforen (kleurstoffen die ongeveer net zo werken als chlorofyl) het zonlicht op en dragen het in de vorm van aangeslagen elektronen over aan koolstof nanobuisjes. De elektrische stroom die zo ontstaat wordt geoogst.
Het vervelende is dat chromoforen snel uit elkaar vallen onder invloed van zonlicht. Choi en zijn team hebben nu een nieuwe techniek ontwikkeld om chromoforen op natuurlijke wijze te repareren. Aan de koolstofnanobuisjes zijn korte stukken DNA gehecht waar de chromoforen zich aan hechten.
Zodra een chromofoor is beschadigd, laat deze los omdat de korte stukjes DNA (oligonucleotiden, in vakjargon) zeer selectief zijn. Door een voortdurende vloeistofstroom worden zo de beschadigde chromoforen afgevoerd en vervangen door nieuwe. Het vervelende is dat de chromoforen waarmee Choi experimenteert van biologische oorsprong zijn en dus duur. Op dit moment doet zijn team onderzoek naar andere, ook synthetisch te produceren kleurstoffen.
Mogelijk zullen er in de verdere toekomst kunstmatige cellen worden ontwikkeld die in staat zijn het complete materiaal te regenereren. We kennen schelpdieren die in staat zijn om een schelp te produceren door het uitscheiden van kalk. Zouden er in de toekomst ook kunstmatige levensvormen kunnen worden ontwikkeld die dingen als huizen, wegen of rioolbuizen kunnen produceren en onderhouden?
Mensen op reis naar een andere ster sturen is lastig. De afstanden zijn werkelijk enorm, ter vergelijking: de dichtstbijzijnde ster, Alfa Centauri, staat ongeveer 266 000 maal zo ver van ons af als de zon. Dus laten we bacteriën op pad sturen om het leven een handje te helpen, stellen sommigen. Geniaal of een stommiteit van werkelijk kosmische omvang?
De wieg van het leven is in gevaar
De aarde, daar zijn we zo langzamerhand wel achter, is een gevaarlijke plaats. Nog niet zo heel lang geleden in kosmische termen, ongeveer 66 miljoen jaar geleden, vaagde een asteroïde vrijwel alle dinosauriërs weg. Zelfs al slaagt de aarde er in dergelijke kosmische rampen te voorkomen, zelfs dan heeft de aarde niet het eeuwige leven.
De zon ziet er in de verre toekomst ongeveer zo uit. Voor die tijd kunnen we maar beter maken dat we wegkomen.
Over een tot twee miljard jaar wordt deze planeet drooggekookt en verandert ze in een tweede Venus. Zelfs de taaiste organismen, zoals rotsbacteriën, zullen dan weg worden gevaagd. Als de zon na nog eens vijf miljard jaar opzwelt tot rode reus, zal ze de geblakerde aarde opslokken. Kortom: willen we dat de mensheid, of iets minder chauvinistisch, het aardse leven overleeft, dan moeten we op tijd vertrekken uit het zonnestelsel. In ieder geval tussen nu en vijf miljard jaar in de toekomst.
Eencellige astronauten
Bacteriën zijn weinig veeleisend. Ze zijn uiterst licht – een uitgesproken voordeel als hoge snelheden bereikt moeten worden -, kunnen als spore in schijndood gaan, zijn bestand tegen hoge doses straling en zijn vaak veel minder kieskeurig dan mensen als het om voedingsbronnen gaat.
Over tweehonderd miljoen jaar ontwikkelt zich op een supercontinent een enorme woestijn, denken sommigen.
Een ruimteschip voor een bacterie, fervente SF-griezelfilm kijkers weten het, hoeft niet groter te zijn dan een paardenbloemzaadje. Je versnelt ze met een laser en in enkele tienduizenden tot honderdduizenden jaren bereiken ze een naburig zonnestelsel of gaswolk.
De filosofie van de bedenkers van dit plan, Michael Mautner en anderen van de Panspermia Society, is dat als maar enorme aantallen van deze micro-ruimteschepjes worden gelanceerd – je praat dan over vele miljarden – er enkele terecht zullen komen op het oppervlak van een exoplaneet of -wanneer ze op een protoplanetaire stofwolk worden gericht – in een leefbare omgeving op een toekomstige planeet. Hopelijk zullen ze zich dan ontwikkelen tot wezens die net zo slim zijn als de bedenker van dit plan. Pers slot van rekening is dat op aarde ook gebeurd: onze verre voorouders waren eencelligen. Carl Sagan suggereerde in 1966 dat mogelijk een buitenaards ras de aarde miljarden jaren geleden heeft ingezaaid. Dit zou verklaren waarop er zo kort na het ontstaan van de aarde leven ontstond.
Invasie uit outer space
Uiteraard zullen we op tijd weg moeten zijn van onze knusse, doch onveilige aardkloot. En beter dat de aardse biosfeer als bacterie voortleeft, dan dat de kosmos levenloos achter blijft als een welgemikte gammaflits, uit de hand gelopen kernoorlog of rampzalige wetenschappelijke proef onze planeet verandert in Ground Zero. De vraag is alleen of het zo slim is dat door middel van eencelligen te doen. Het heeft per slot van rekening meer dan vier miljard jaar geduurd voor zich uit eencelligen een denkend wezen ontwikkelde (tenzij één van de natuurrampen uit het verleden het gevolg was van een dino-kernoorlog). Kortom: we doen dan heel veel mopeite om iets te verspreiden wat hoogstwaarschijnlijk niet verder zal komen dan een plasje slijm.
Omgekeerd: als het leven minder zeldzaam is dan Mautner denkt, dan zullen intelligente aliens ongeveer net zo blij zijn met ons genereuze bacteriebombardement als de indianen met het pokkenvirus. Misschien komen ze dan op de gedachte deze biospammers een leuke zichzelf vermenigvuldigende nanobot op het lijf te sturen om ons naar steentijdniveau terug te brengen. Bij wijze van verzekeringspolis, zeg maar, om zo van toekomstige kadootjes verschoond te blijven. Ook zullen deze bacteriën muteren tot vormen die wellicht gevaarlijk zijn voor toekomstige menselijke kolonisten. Dan liever maar even wachten tot we een echt goed vervoermiddel hebben naar verre sterren voor mensen of andere denkende wezens. Het goede nieuws: we hebben een paar miljard jaar de tijd om dat te verzinnen.
Voor het eerst zijn onderzoekers van de Engelse universiteit van Oxford er in geslaagd om tien miljard deeltjes tegelijkertijd met elkaar te verstrengelen. Dit is een belangrijke doorbraak voor kwantumcomputers, maar er zijn meer gevolgen. Veel meer. Zo komt het moment dichterbij dat we er eindelijk achter kunnen komen wat grote schaal kwantumverstrengeling voor fysische effecten heeft in het dagelijks leven.
Silicium in een extreem sterk magnetisch veld
Het experiment werd uitgevoerd in silicium, het materiaal waar op dit moment alle computerchips van vervaardigd worden. Het silicium werd geplaatst in een extreem sterk magnetisch veld. Het silicium bevatte (in vaktermen: was gedoopt met) een groot aantal fosforatomen. Alle elektronen vormen gewoonlijk paren waarbij elke partner een tegengestelde spin heeft. Fosfor heeft een oneven aantal elektronen dus is er een vrij, ongebonden elektron.
De onderzoekers slaagden er in van dat vrije elektron de elektronspin (spin is een kwantumeigenschap die je het beste kan vergelijken met draairichting, al zijn er in de kwantumwereld maar twee draairichtingen, omhoog en omlaag en dat ook nog in stappen van een half tot maximaal plus of min twee) te verstrengelen met de spin van de atoomkern van fosfor. Draaiende elektrisch geladen dingen, dus ook deeltjes zoals de negatieve elektronen en de positieve atoomkernen, wekken een magneetveld op. Dit is ook de reden van het sterke magnetische veld, hiermee worden alle elektronen gedwongen in precies dezelfde richting te tollen, de atoomkernen in precies de omgekeerde richting.
Bij verstrengeling beïnvloeden deeltjes elkaar op spookachtige wijze. Dat wil zeggen: als een spin-meting aan het elektron werd uitgevoerd en dit blijkt omhoog te draaien, dan zal de atoomkern omlaag draaien (bij een omgekeerd meetresultaat uiteraard andersom). We kunnen niet voorspellen wat de uitkomst van de eerste meting is maar, zodra we die weten, wel wat de uitkomst is van de tweede meting. Kwantumsystemen zijn extreem gevoelig voor verstoringen – de reden dat kwantumverstrengeling gewoonlijk slechts miljardsten van secondes duurt. Daarom is het belangrijk een groot aantal deeltjes tegelijkertijd te kunnen kwantumverstrengelen, zodat geen fouten optreden bij berekeningen in een kwantumcomputer als er een kwantumverstrengeling wordt doorbroken.
Hoe werkt een kwantumcomputer?
Een “gewone” computer werkt met bits, nullen en enen. Schakelaars kunnen alleen op nul of een staan. Eén schakelaar vormt dus één bit. Kwantumcomputers zijn fundamenteel anders. Ze werken niet met bits, maar met qubits. Een qubit neemt door de kwantumonzekerheid alle mogelijke waarden tegelijkertijd aan.
Volgens kwantumcomputer-pionier David Deutsch werken ontelbare parallelle heelallen samen in een kwantumcomputer.
Je weet niet of er nul of een uitkomt als je een qubit meet, alleen de kans dat de qubit nul of een wordt (bijvoorbeeld: driekwart kans op een nul).
Interessant aan kwantumcomputers is dat hun rekensnelheid (m.a.w. informatieinhoud) met elke extra qubit niet met één eenheid toeneemt, zoals bij een klassieke computer, maar exponentieel.
U leest het goed: een kwantumcomputer met acht qubits heeft niet twee keer zoveel, maar 24 is zestien maal zoveel rekencapaciteit als eentje met vier qubits. Probleem is wel dat de levensduur van de kwantumtoestand gedeeld wordt door het kwadraat van het aantal qubits. Tien verstrengelde qubits blijven dus honderd keer zo kort in de gewenste toestand als één qubit. Al rekent een quantumcomputer heel snel, je moet er dus wel heel snel mee klaar zijn.
David Deutsch, een pionier op het gebied van quantumcomputing en ook fervent aanhanger van de veel-werelden kwantuminterpretatie, denkt dat dit komt omdat er in parallelle heelallen kopieën van de kwantumcomputer staan die allen met elkaar samenwerken om tot de uitkomst te komen. Hoe meer qubits, hoe meer parallelle heelallen “af worden getapt”.
Massa-effecten van kwantumverstrengeling.
Op dit moment is er voor zover aan schrijver dezes bekend nog nooit theoretisch werk gedaan naar de statistische interpretatie van massale kwantumverstrengeling. Stel dat alle deeltjes in voorwerp A worden verstrengeld met alle deeltjes in voorwerp B. Beide voorwerpen zitten in een sterk magnetisch veld. Stel dat voorwerp A linksom gaat draaien. Dan zou de uitkomst van metingen aan de deeltjes in voorwerp B (in de praktijk: elke koppeling van de deeltjes aan de boze buitenwereld van voorwerp B) vaststaan en… beïnvloed worden. Op deze vraag zal in een vervolgartikel ingegaan worden. Misschien dat met kwantumverstrengeling namelijk één van de allergrootste raadsels in de natuurkunde opgelost kan worden…
Iedereen die wel eens met een simulatieprogramma van een zonnestelsel heeft gespeeld, weet dat het als een zonnestelsel nog niet in evenwicht is, het geregeld voorkomt dat planeten het zonnestelsel uit worden geschoten. Wij hoeven ons voorlopig geen zorgen te maken, de eerstkomende miljarden jaren is de omloopbaan van de aarde en die van de andere planeten in het zonnestelsel stabiel. Toch zijn er astronomen die nadenken over de vraag hoe het met de aarde of een vergelijkbare planeet af zou lopen als deze door een bijna-botsing de leegte van de interstellaire ruimte in wou worden geslingerd.
Miljarden jaren onder de grond
Een zwerfplaneet verandert al binnen korte tijd in een ijsbal.
Op aarde levert de zon achtennegentig procent van alle energie. Zonder zon zou de aarde binnen enkele maanden veranderen in een ijsbal met uiteindelijk aan de oppervlakte vastgevroren zuurstof- en stikstofijs. Toch zou niet alle leven op aarde uitsterven. We weten nu dat er diep onder de grond heel veel bacteriën en archaeae leven die niet op zonlicht, maar op de vervalproducten van radioactiviteit of van het omzetten van gesteente gedijen. Zelfs al de rest van de aarde veranderd zou zijn in een ijsbal, zouden diep onder de aardoppervlakte bacteriekolonies nog betere tijden afwachten.
Oceaan diep onder het ijs
Onderzoekers hebben nu berekend, dat niet alleen onderaards leven, maar zelfs primitief oceanisch leven een miljarden jaren durende reis door de interstellaire ruimte zou kunnen overleven. Bij hun berekeningen gingen ze uit van een superaarde met een massa van ongeveer drietiende maal aarde tot enkele aardmassa’s. Allesbepalend is hierbij de hoeveelheid water. Een planeet met een oceaan van vier kilometer diep (zoals op aarde) zou meer dan 3,5 maal zo zwaar als de aarde moeten zijn. Is sprake van een ijslaag of kooldioxidelaag van honderden kilometers dik zoals bijvoorbeeld op de Jupitermanen Ganymedes en Europa , dan zouden zich op een planeet van drietiende aardmasa of meer al oceanen kunnen vormen die miljarden jaren vloeibaar blijven.
Bacteriekwekende wormen Levensvormen zoals deze twee meter lange buiswormen zijn waarschijnlijk de hoogste levensvorm op een zwerfplaneet.Dit leven zou waarschijnlijk veel lijken op het leven zoals dat zich op aarde rond onderzeese vulkanische bronnen ontwikkelt. Grote wormen zouden in symbiose met bacteriën de laatste resten chemische energie uit de vulkanische bronnen proberen te halen.
Voor intelligent leven is er waarschijnlijk te weinig energie. Onze hersenen slokken een vijfde van alle energie die we gebruiken op, dit voor een orgaan dat misschien een procent of drie van ons totale gewicht uitmaakt. Vergisten, het zonder zuurstof afbreken van organische stoffen, brengt twintig keer zo weinig energie op als aerobe afbraak, de manier waarop het menselijk lichaam energie opwekt.
Zou zich toch intelligent leven ontwikkeld hebben, de natuur is veel vindingrijker dan we vaak denken, dan zouden de levensprocessen waarschijnlijk zeer traag verlopen. Kortom: ze vormen waarschijnlijk geen aangenaam gezelschap voor actieve zuurstofademers als wij. Gelukkig kennen zwerfplaneten weinig bezoekers…
