01 May 2014

Cosmos (5) een telescoop is een tijdmachine (Michell, Herschel, Faraday, Maxwell, Einstein)

William Herschel was de eerste die begreep
dat een telescoop een tijdmachine is.

Het licht legt de afstand van de aarde tot de maan af in 1 seconde. De maan staat dus 1 lichtseconde afstand van ons.

Door de afbuiging van het zonlicht zien we de zon
vóórdat hij er werkelijk is!

De zon staat 8 licht-minuten van ons af. We zien de zon zoals hij 8 minuten geleden was. De horizon bestaat ook niet echt: er is geen rand, het is ook een illusie.
De afstand tot verdere objecten in de cosmos worden in lichtjaren gemeten. Bijvoorbeeld: de krabnevel ligt op 6500 lichtjaar verwijderd. Dat is allemaal gebaseerd op de vaste, onveranderlijke snelheid van het licht. Galileo probeerde tevergeefs de lichtsnelheid te meten.
Volgens sommigen is het heelal 6000 jaar geleden geschapen. Maar hoe kunnen we dan de Krabnevel zien? Het licht van objecten verder dan dat zou ons niet kunnen bereikt hebben. Alleen al daarom moet het universum ouder dan 6000 jaar zijn. Het centrum van onze Melkweg ligt 30.000 lichtjaar weg. Het oudste sterrenstelsel is 13,4 miljard jaar oud. De 'Big Bang' was 13,8 miljard jaar geleden.

Maxwell berekende de lichtsnelheid

Einstein ging verder waar Herschel, Faraday en Maxwell waren gebleven.


Wat gebeurt er als je met de snelheid van het
licht beweegt, en licht naar voren uitstraalt?

Paradoxen ontstaan als je met de snelheid van het licht reist en zelf licht uitzendt. Licht verplaatst zich even snel, hoe snel de bron zich ook beweegt.
John Michell (18e eeuw): beschreef een 'dark star' wat we tegenwoordig 'black hole' noemen.

Einstein ontdekte dat ruimte en tijd twee aspecten
zijn van hetzelfde: space-time (tijd-ruimte).

Tijdreizen via een black hole, naar een geheel ander universum. Misschien ontstaat er in een black hole een nieuw universum. Misschien is zo ons universum ontstaan. Dit was voor mij de moeilijkste uitzending om te begrijpen. Vooral het laatste gedeelte.

Vorige blogs over dit onderwerp:
Posted by at 3 comments:
Labels: ,

30 April 2014

Cosmos (4) De ontdekking van het licht (Mozi, Ibn al-Haytham, Herschel, Fraunhofer)

(capture gemaakt met VLC media player)
Deel 4 van de serie Cosmos (Neil deGrasse Tyson, National Geographic) gaat over de rol van licht in de kennis van de cosmos.
Meer dan 2000 jaar geleden heeft een Chinese filosoof-geleerde Mozi het camera obscura principe ontdekt (beeld wordt op zijn kop geprojecteerd). Mozi streed tegen alle 'vormen van duisternis', was pacifist, vóór democratie, gelijkheid, zelf denken, tégen blinde gehoorzaamheid aan autoriteiten [1], ontwikkelde principes voor het ontdekken van betrouwbare kennis (een 'verlichtingsdenker'?).
Maar er kwam een nieuwe anti-wetenschappelijke keizer die alle anti-autoritaire filosofische boeken liet verbranden en de geleerden werden levend begraven.

(capture gemaakt met VLC media player)
Ibn al-Haytham(Irak): kritiseerde de toen heersende opvatting over de aard van het zien, nl. dat we voorwerpen zien omdat onze ogen lichtstralen uitzenden naar objecten die weerkaatst worden en weer terugkomen naar onze ogen. Volgens deze geleerde is dit principe fout, want voor sterren kan het niet werken omdat sterren te ver weg staan om de lichtstralen zo snel heen en weer te laten gaan. Opbloei van de wetenschap in de moslimwereld! Het christelijke westen volgde een tijd later. Ibn al-Haytham was de eerste ooit die regels voor de wetenschap op schrift stelde. Een methode om fouten te elimineren (zeer modern: [3]). Geen autoriteiten accepteren, alleen argumenten en experimenten accepteren. Want iedereen maakt fouten, inclusief wijzelf [1].

Wetenschap is zo succesvol dat het onze levensduur verdubbeld heeft, het verre verleden onthuld heeft en de toekomst kan voorspellen, en communiceren met de snelheid van het licht en ruimtevaart (Tyson).

 De volgende vebetering was de eerste telescoop van Galileo in 1609. Een hele reeks verbeterde telescopen gaven steeds betere beelden van de cosmos.

Licht is eigenlijk een bizar verschijnsel met unieke eigenschappen: fotonen versnellen onmiddellijk waneer ze hun bron verlaten van nul naar 'de-snelheid-van-licht'. Hoe kan dat? Wat weerhoudt fotonen om sneller te gaan? Hoe kunnen ze door de lege ruimte bewegen? Ze bewegen zich een miljoen maal sneller als geluid. Wetenschappers weten nog niet waarom er een maximumsnelheid van het licht is [2]. Er is dus nog werk aan de winkel.

 Newton was de eerste die de geheimen van de regenboog onthulde. Maar hij zag iets over het hoofd dat 150 jaar later door William Herschel Herschel ontdekt werd: infrarood licht (voor ons oog onzichtbaar, maar voelbaar als warmte).
Hij ontdekte infrarood licht in de controle van een experiment om de warmte van verschillende golflengtes te meten. Verbazingwekkend. Deels geluk. Zeer ingenieus experiment. Onverwacht resultaat. Experiment goed in beeld gebracht door de makers van de serie.

 Joseph Fraunhofer (zijn levensverhaal is bijzonder! goed in beeld gebracht) ontdekte heel dunne zwarte lijnen in het spectrum van licht afkomstig van de zon en sterren. Het bijzondere is dat Newton dit ook had kunnen doen volgens Tyson (?). Maar, ze zijn niet met het blote oog zichtbaar. Had Newton de beschikking over de juiste instrumenten?

 Belangrijke ontdekkingen die daar op volgden: de zichtbare cosmos bestaat overal uit dezelfde elementen. Fraunhofer's ontdekking legde de basis voor de astrofysica, Tyson's 'eigen tak van wetenschap'. Dankzij Fraunhofer weten we wat er zit in de atmosfeer van andere planeten. 

Weer veel geleerd van deze aflevering. Leuk dat wetenschappelijke ontdekkers uit het verleden én uit niet-Westerse landen ook de nodige aandacht krijgen. Door die belangrijke ontdekkingen en ontdekkers in beeld te brengen wordt de vooruitgang in de wetenschap op een zeer overtuigende en natuurlijke manier gedemonstreerd.


Noten
  1. Dit staat in schril contrast met bij voorbeeld de persoonsverheerlijking in de Rooms Katholieke kerk ('Heilige' 'maagd' Maria!), en de bizarre recente vertoning dat pausen elkaar heilig gaan verklaren! Wat een potsierlijke vertoning. Hoe kan welk mens dan ook perfect zijn als ieder mens belast is met de erfzonde? Weet iemand of Jezus heilig verklaard is door de RKK? (verbazingwekkend: hij staat niet in de lijst van heiligen!) Katholieken leven nog in het verleden. Doe iets voor de wereld, het milieu, dieren, rechtvaardigheid, etc, en stop met mensenverering.
  2. Waarom geen tussenliggende snelheden? Waarom geen versnelling en vertraging? Waarom vertragen fotonen op den duur niet totdat ze tot stilstand komen?
  3. Zie:  Hype in Halifax hypes in de wetenschap: de arsenicum bacterie (!), het ENCODE project, Epigenetics, intelligentie. De opname op youtube van de conferentie en met name de lezing van Rosie Redfield die de arseenbacterie grondig de grond in boort, waarmee ondertussen het zelfcorrigerend vermogen van de wetenschap alsnog zijn werk doet.


Vorige blogs over dit onderwerp:
Posted by at 4 comments:
Labels: ,

29 April 2014

Cosmos (3): Newton, Halley en Hooke. Kometen (bijgewerkte versie)

Het aardige van de serie Cosmos op National Geographic is dat de belangrijkste wetenschappelijke ontdekkingen op een toegankelijke manier worden verteld én uitgebeeld. Maar het gaat verder dan dat. De serie laat ook de wetenschappers, de personen, achter die ontdekkingen zien. Hoe ze tot hun ontdekkingen kwamen en de problemen die ze ondervonden. Ook dat verhaal wordt verteld en door middel van computer animaties tot leven gebracht. Dat zal zeker aanslaan bij de Beavis And Butt head generatie. 

[3] Kometen zijn waargenomen zolang de mens naar de sterren keek. Ze vielen op. Er moeten er wel 100.000 waargenomen zijn door alle beschavingen in het verleden.

De komeet moest een boodschap
van de goden of van God zijn

Kometen moesten een boodschap van de goden of van God zijn. Vrijwel al onze voorouders, iedere beschaving of volk meenden dat kometen slecht nieuws voorspelden. Disaster = dis-aster = bad star! Nu weten we precies waar kometen vandaan komen en waaruit ze bestaan.
De oorsprong van kometen werd in 1950 voorspeld door de Nederlandse astronoom Jan Oort: de Oortwolk (Oort cloud). Kometen bestaan voornamelijk uit ijs. Na duizenden trips rond de zon verliezen ze hun ijs (verdampt). Wat resteert is een asteroïde. Die voorspelling houdt nog steeds stand ondanks het feit dat niemand de Oortwolk gezien heeft. 
De komeet van 1664 joeg golven van angst door Europa. De pest volgde en een grote brand in Londen. [3]

 
Een belangrijk figuur is Edmond Halley, die nu alleen nog maar bekend is van de 'Halley komeet'. Maar Halley was een veelzijdig geleerde, een duizendpoot. Hij maakte o.a. een kaart van de zuidelijke sterrenhemel (klinkt makkelijker dan het was), die van groot belang was voor de scheepvaart (navigatie). En hij voorspelde, 50 jaar van te voren, met nooit eerder vertoonde precisie waar en wanneer de komeet die nu zijn naam draagt zichtbaar zou zijn (eind 1758). Halley berekende dat de komeet iedere 76 jaar terugkomt. Mystici, waarzeggers en profeten hadden nooit een dergelijke preciese voorspelling gedaan. Halley's voorspelling kwam uit. Daardoor verdween de magie van kometen die mensen sinds mensenheugenis angst aanjaagde. Haast niet meer voor te stellen. Maar vanaf toen werd een komeet in plaats van een aankondiging van groot onheil, een stuk steen in de ruimte die gehoorzaamde aan de wetten van de zwaartekracht. En waarvan de baan om de zon gewoon te berekenen en dus te voorspellen was. De volgende keer dat de komeet van Halley langs komt is 2061 (over 47 jaar! dat red ik niet). Dit is dus een voorbeeld van vooruitgang van wetenschappelijk inzicht gekoppeld aan het uitbannen van bijgeloof. Ik heb de indruk dat dit ook een belangrijk doel van de serie is [1].
Wat ik bijvoorbeeld niet wist was dat Halley persoonlijk Newton aangemoedigd had om zijn berekeningen over de planetenbanen te publiceren. (Dit werd later zijn hoofdwerk). Maar aangezien de Royal Society haar totale jaarbudget opgemaakt had aan een megalomaan project: een geïllustreerde encyclopedie van ... vissen (!), dat slecht verkocht, was er geen geld om het zeer belangrijke werk van Newton te publiceren. Daarom liet Halley de publicatie op eigen kosten drukken! De manier waarop de presentator Tyson zich uitlaat over de vissen encyclopedie verraadt zijn mening dat het pure geldverspilling was! en dat Newton veel belangrijker was (waarschijnlijk een anachronisme en het feit dat Tyson astronoom is en geen bioloog). Overigens is Halley en zijn tijd bijzonder boeiend zoals blijkt uit het wiki artikel over hem, met altijd leuke details zoals iemand die een baan niet krijgt omdat hij atheist is...
Over Newton's meesterwerk De Principia Mathematica: waarom zijn de planetenbanen zoals ze zijn? Voordat Newton met een verklaring kwam: God had het zonnestelsel zo geschapen, om redenen die wij niet kennen. Tyson: maar die verklaring sluit de deur naar verder onderzoek. Door Newton werd een 'Meester Klokkenmaker' was overbodig als verklaring: zwaartekracht was de klokkenmaker. Dat waren wetten die de Bijbel niet noemde. De rekenkundige techniek die Newton daarvoor ontwikkelde opende de weg naar de ruimtevaart. Halley had de periode berekend wanneer kometen zouden tergkeren. Newton berekende de banen van kometen. 
Later heeft Halley de eerste kaart gemaakt van het aard magnetisch veld. En nog veel meer.

Robert Hooke liep bijna 200 jaar voor
op aspecten uit Darwins evolutietheorie

Robert Hooke (uitvinder van de samengestelde microscoop en nog eindeloos veel meer) anticipeerde 200 jaar voor Darwin sommige aspecten van Darwins evolutietheorie. Er wordt helaas niet verteld welke aspecten [2].

Noten

  1. Volgens een recent rapport van het Sociaal Cultureel Planbureau gaan jongeren (!) in Nederland tegenwoordig weer in 'hemel', 'hel' en 'duivel' en dat soort achterhaalde ideeën geloven. Jongeren!? Zijn dat moderne jongeren? Ze zijn nog conservatiever dan hun ouders! Of zijn 'hemel' en 'hel' onderdeel van hun 'moreel kompas'? Eens afwachten of de bloggende theologen nog iets over dit rapport te zeggen hebben. En over de Cosmos serie natuurlijk...
  2. Dit blog is bijgewerkt op 24 juni. Deze aflevering is kort ten opzichte van andere: 32 min. 
  3. Dit blog is bijgewerkt op 30 juni 2014. Er ontbraken plm 11 min. 

Vorige blogs over dit onderwerp:
    Posted by at 3 comments:
    Labels: ,
    Subscribe to: Posts (Atom)