Biomimetica of biomimicry is de wetenschap en de kunst van het imiteren van de beste biologische ideeën in de natuur om menselijke toepassingen uit te vinden, te verbeteren en duurzamer te maken.
Biomimetica is gebaseerd op 3,8 miljard jaar evolutie, waarbij de beste ideeën en aanpassingen het overleven. Opvallend daarbij is dat een organisme bijna nooit zijn eigen leefomgeving vervuilt, vergiftigt of onleefbaar maakt.
Er zijn drie grote takken binnen deze discipline: Vorm, materialen en ecosystemen. Nabootsen van vormen kan resulteren in een doeltreffende energie-efficiëntie van de toepassing (mixers, ventilatoren, windturbines). Onderzoek naar materialen en productieprocessen uit de natuur kan veel toxische (neven-)producten uit de huidige industriële processen bannen. Het bestuderen van ecosystemen kan heel onze vervuilende wegwerp-economie omzetten in een gesloten systeem van recyclage. Het woord biomimetica is samengesteld uit de Griekse woorden “βίον”, uitgesproken als “bion”, en mimetica en betekent letterlijk ‘nabootsen van het leven’. Enkele voorbeelden van biomimetica zijn:
Een omkering van het aardmagnetisch veld of magnetische ompoling) houdt in dat de magnetische polen op Aarde van positie wisselen. Sinds ruwweg 780.000 jaar bevindt de magnetische zuidpool zich op de geografische noordpool. Dit is niet altijd zo geweest en zal ook niet altijd zo blijven. In de geschiedenis van de Aarde hebben de magnetische polen al vele malen met elkaar van positie gewisseld.
Wikipedia: Computer simulation of the Earth’s field in a period of normal polarity between reversals. The lines represent magnetic field lines, blue when the field points towards the center and yellow when away. The rotation axis of the Earth is centered and vertical. The dense clusters of lines are within the Earth’s core.
Introductie: In de loop van miljoenen jaren heeft het aardmagnetisch veld zich vaker omgekeerd. Deze omkeringen zijn voor de laatste 160 miljoen jaar redelijk nauwkeurig bekend. Wat daarbij opvalt is dat de omkeringen tegenwoordig, maar ook 150 miljoen jaar geleden, gemiddeld ongeveer elke 300 000 jaar plaatsvinden, maar dat ertussenin een ‘stille’ periode is geweest waarin er 40 miljoen jaar lang géén omkering plaatsvond. De omkeringen worden waarschijnlijk veroorzaakt doordat er veranderingen in de elektrische stromen in het binnenste van de aardkern plaatsvinden. Hierbij zal de sterkte van het veld eerst enkele honderden jaren lang afnemen, om daarna in de tegenovergestelde richting weer toe te nemen. Door de afname van de sterkte is het goed mogelijk dat de bescherming tegen de zonnewind voor het leven op Aarde vermindert gedurende de komende paar duizend jaar. Er is nog weinig bekend over de precieze gevolgen die een verhoogde dosis zonnewind in de atmosfeer heeft op het klimaat en het leven op Aarde.
De zintuiglijke waarneming leert dat de voorwerpen die wij zien en betasten, een zeer bepaalde vorm en afmeting hebben en dus in de ruimte gelokaliseerd zijn. Daarom is men geneigd te denken dat de fundamentele deeltjes van de materie eveneens een precieze vorm en afmeting hebben, en ze voor te stellen als kleine bolletjes met een karakteristieke straal, massa en lading. Die geëxtrapoleerde voorstelling is echter foutief. Op kleine schaal moet materie worden voorgesteld als een veld, dat wil zeggen een functie die aan ieder punt van de ruimte een getal toekent, ongeveer zoals fotonen (lichtdeeltjes) existentieel verbonden zijn met het elektromagnetische veld.
In de kwantumtheorie wordt de werkelijkheid op een fundamenteel andere manier benaderd dan in de klassieke natuurkunde, waarin ervan wordt uitgegaan dat er een waarnemeronafhankelijke werkelijkheid is en natuurkundige grootheden continue variabelen zijn, die in elke gewenste combinatie gemeten kunnen worden. Meetonnauwkeurigheden worden in de klassieke natuurkunde gezien als een praktisch probleem.
In de kwantumtheorie (althans in de breed aangehangen Kopenhaagse interpretatie van Niels Bohr en Werner Heisenberg) variëren natuurkundige grootheden stapsgewijs (met 1 kwantum tegelijk) en kan er geen enkele waarneming worden gedaan zonder dat het waargenomen verschijnsel wordt beïnvloed. Er is in de kwantumtheorie dus geen waarnemeronafhankelijke werkelijkheid. Door dit tweede fundamentele verschil met de klassieke natuurkunde is het principieel uitgesloten om het effect van de waarneming uit te schakelen: de keuze die de waarnemer maakt bij het opzetten van een experiment bepaalt in belangrijke mate de uitkomst daarvan.
Het product van de onnauwkeurigheden van de gelijktijdige metingen van twee grootheden (bijvoorbeeld plaats en impuls) heeft volgens de onzekerheidsrelatie van Heisenberg een minimale waarde. Is de ene grootheid met de grootst mogelijke nauwkeurigheid gemeten, dan is de andere onvermijdelijk geheel onbepaald en ook niet bepaalbaar. De onzekerheidsrelatie is zelf echter wel nauwkeurig en objectief geformuleerd. Op macroscopische schaal is de invloed van kwantummechanische beperkingen op de nauwkeurigheid meestal verwaarloosbaar of geheel niet meetbaar en gaat de kwantummechanica over in de klassieke natuurkunde: dat heet het correspondentieprincipe.
De kwantummechanica doet bovendien slechts statistische uitspraken over een reeks van waarnemingen. Dat heeft tot gevolg dat het gedrag van een individueel elementair deeltje slechts in termen van waarschijnlijkheid kan worden beschreven. Die waarschijnlijkheden worden beschreven door de modulus in het kwadraat van de complexegolffuncties, die de kansdichtheid geven op het meten van een bepaalde waarde van een fysische grootheid zoals bv. plaats, snelheid en spin. Met de term “spin” wordt de kwantummechanische versie van het impulsmoment genoemd.
De beschrijving van systemen door middel van een golffunctie betekent dat deeltjes zich, afhankelijk van de manier waarop ze worden waargenomen, soms als een deeltje in klassieke zin, maar soms als een golfverschijnsel gedragen. Zo kunnen bijvoorbeeld elektronenbundels, net als lichtbundels, brekingsverschijnselen en interferentie en diffractie vertonen. Andersom kan licht ook beschouwd worden als bestaande uit kwanta, die in het geval van licht fotonen genoemd worden, met een energie E:
Bij het formuleren van de kwantummechanica in termen van golffuncties blijkt dat bepaalde fysische grootheden uitsluitend waarden kunnen aannemen uit een bepaalde verzameling, die van de situatie en de te meten grootheid afhangt. Een bekend voorbeeld is het feit dat elektronen in een atoom slechts bepaalde energieniveaus kunnen bezetten, wat aanleiding geeft tot spectraallijnen in het licht dat door het atoom wordt uitgezonden. Een ander opmerkelijk feit in de kwantummechanica is dat fysische grootheden van een systeem in sommige combinaties niet tegelijkertijd met willekeurige nauwkeurigheid bekend kunnen zijn. De belangrijkste voorbeelden hiervan zijn plaats x en impulsp, en tijdt en energieE. Dit feit staat bekend als de onzekerheidsrelatie van Heisenberg. De onnauwkeurigheden Δ in deze grootheden zijn naar onder in grootte begrensd door de volgende ongelijkheden:
Dit volgt rechtstreeks uit de aanname van golfeigenschappen en uit de wiskundige eigenschap van de fouriertransformatie. Er zijn nog tal van andere onzekerheidsrelaties tussen paren van fysische grootheden, die daarom niet-commuterend worden genoemd. In jargon zegt men dat bij meten (waarnemen) van een willekeurige variabele de golffunctie wordt geprojecteerd op een eigentoestand. Dit betekent dat alle andere informatie (over alle andere observabelen) verloren gaat. De onzekerheidsrelatie tussen twee willekeurige niet-commuterende grootheden wordt gegeven door:
De kwantummechanica maakt onderscheid tussen twee typen deeltjes : bosonen en fermionen. Het onderscheid zit in de spin van het deeltje, een fundamentele eigenschap die alleen van het type deeltje afhangt en de waarden
kan aannemen. De deeltjes met heeltallige spin heten bosonen, de andere worden fermionen genoemd. Een belangrijk resultaat met betrekking tot dit onderscheid is het uitsluitingsprincipe van Pauli, dat zegt dat er geen twee fermionen naast elkaar in dezelfde toestand kunnen bestaan. Voor de bosonen is dat wel mogelijk.
First Image of Light as Both Particle And Wave / Simultaneous observation of the quantization and the interference pattern of a plasmonic near-field – publication https://t.co/BrjmnjHq5Bhttps://t.co/mYEpFREl3s
Q-Day: While as of 2023, quantum computers lack the processing power to break widely used cryptographic algorithms, cryptographers are designing new algorithms to prepare for Q-Day, the day when current algorithms will be vulnerable to quantum computing attacks. Their work has gained attention from academics and industry through the Post-Quantum Cryptography (PQCrypto) conference series hosted since 2006, several workshops on Quantum Safe Cryptography hosted by the European Telecommunications Standards Institute (ETSI), and the Institute for Quantum Computing. The rumoured existence of widespread harvest now, decrypt later programs has also been seen as a motivation for the early introduction of post-quantum algorithms, as data recorded now may still remain sensitive many years into the future.
“Snaartheorie is de extreemste vorm van theoretische fysica en de belangrijkste kandidaat voor een kwantummechanische beschrijving van de zwaartekracht. Dat is nodig omdat de huidige theorieën, in het bijzonder de relativiteitstheorie, onvolledig zijn. Snaartheorie werkt niet met elektronen of quarks maar met een soort mini-elastiekjes die op allerlei wijzen kunnen trillen. Alle verschillende elementaire deeltjes om ons heen zouden dan ontstaan als de trillingen van één enkele snaar, zoals de boventonen van een vioolsnaar. Op deze wijze is het mogelijk de zwaartekracht volgens de wetten van de kwantummechanica te beschrijven. Met dat uitgangspunt kan snaartheorie bijvoorbeeld extreem zware én erg kleine objecten beschrijven, zoals zwarte gaten en het universum vlak na de oerknal.”
Graviton, brug tussen kwantummechanica en relativiteit?:
Chinese kamer: De Chinese kamer is een gedachte-experiment dat bedacht werd door John Searle. Het experiment probeert aan te tonen dat als een computer zich precies zou gedragen als een mens, we nog niet kunnen zeggen dat die computer ook denkt als een mens. Daarmee is het een antwoord op een ander gedachte-experiment, namelijk de turingtest van Alan Turing.
Een proefpersoon die geen woord Chinees kent wordt opgesloten in een kamer. In de kamer is verder alleen een boek, schrijfgerei en vellen papier, sommige leeg en sommige beschreven in Chinees schrift, geordend in stapels. Via een gleuf in de muur worden voedsel, inkt en nieuwe vellen papier aangeleverd. Het boek bevat instructies, in de moedertaal van de proefpersoon, die beschrijven hoe te reageren op een binnenkomend vel, afhankelijk van het symbool dat erop staat: schrijf een teken op een vel en leg dat op de linkerstapel, gooi het bovenste vel van de rechterstapel door de gleuf, enz.
Als we de kamer als geheel beschouwen, vervult deze de rol van een gegevensverwerkend systeem, oftewel een computer. De proefpersoon is dan de centrale verwerkingseenheid (processor), het boek een programma en de stapels papier vormen het geheugen.
Stel nu dat dit systeem slaagt voor de turingtest: dat mensen die ermee converseren (door vellen papier toe te sturen en terug te lezen) geen enkele reden kunnen vinden om aan te nemen dat ze niet met een intelligent, Chinees sprekende persoon aan het converseren zijn. Searle vraagt: zou het terecht zijn om dit systeem intelligent te noemen? Kunnen we zeggen dat het Chinees begrijpt?
Hij betoogt dat het antwoord nee is. Want, vraagt hij: in welk deel van het systeem is dit begrip dan aanwezig? De persoon die erin zit volgt slechts de regels; hij heeft geen idee waar de conversatie die hij voert over gaat. Het boek en de vellen papier kunnen evenmin Chinees begrijpen. Kortom: geen enkel deel van het systeem begrijpt Chinees.
Hetzelfde geldt volgens Searle voor computers, die slechts symboolverwerkende machines zijn, zonder enig begrip van hun eigen handelen. Sterke kunstmatige intelligentie is daarmee onmogelijk.
Een antwoord op de problemen die Searle opwerpt komt van KI-onderzoekers John McCarthy en Robert Wilensky, die zeggen dat hoewel geen enkel deel van het systeem Chinees begrijpt, het systeem als geheel wel een vloeiende conversatie kan voeren. Hoewel een processor alléén misschien een bepaalde taak (Chinees begrijpen, vierkantswortels trekken) niet kan uitvoeren, kan een volledige computer met het juiste programma en de juiste invoer dat wel.
The muon, like its lighter sibling the electron, acts like a spinning magnet. The parameter known as the “g-factor” indicates how strong the magnet is and the rate of its gyration. The value of g is slightly larger than 2, hence the name of the experiment. This difference from 2 (the “anomalous” part) is caused by higher-order contributions from quantum field theory. In measuring g−2 with high precision and comparing its value to the theoretical prediction, physicists will discover whether the experiment agrees with theory. Any deviation would point to as yet undiscovered subatomic particles that exist in nature.
The three data-taking periods (Run-1, Run-2, and Run-3) have been completed, with Run-4 currently ongoing. The results from the analysis of the Run-1 data were announced and published on April 7, 2021. The physicists reported that results from recent studies involving the particle challenged the Standard Model and, accordingly, may require an updating of currently understood physics.
Doordat een tachyon sneller gaat dan het licht, zouden we het niet kunnen zien naderen. Nadat het ons gepasseerd was, zouden we er twee beelden van zien: één in de richting waarheen het vliegt (links) en het andere in de richting waaruit het gekomen is (rechts). Beide beelden zouden zich van ons af bewegen. Het beeld van het wegvliedende deeltje (links) zou als gevolg van het dopplereffect een roodverschuiving te zien geven, het beeld van het naderende deeltje een blauwverschuiving. De zwarte lijn is een momentopname van de schokgolf van Tsjerenkovstraling.
W boson: Het W-boson is een elementairboson dat de zwakke kernkracht overbrengt (W is afkomstig van ‘weak’, oftewel ‘zwak’) en komt in twee varianten voor: positief geladen W+ en negatief geladen W−. Het werd ontdekt in 1983 in het CERN-lab. De natuurkundigen Simon van der Meer en Carlo Rubbia kregen onder andere voor hun bijdrage aan de ontdekking van het W-boson in 1984 de Nobelprijs voor Natuurkunde. De massa van het W-boson is 80,4 GeV/c2.
Een W-boson ontstaat bijvoorbeeld als een neutron vervalt tot een proton, een vorm van bètaverval:
Een neutron bestaat uit 2 down-quarks en 1 up-quark, weergegeven als udd. Verder bestaat een proton uit 1 down-quark en 2 up-quarks, weergegeven als
Als een down-quark in een up-quark verandert ontstaat eerst een W-boson:
Kernfusie: Kernfusie is het samensmelten van de kernen van verschillende atomen, waarbij een andere, zwaardere kern wordt gevormd. Wanneer atomen van lichte elementen zoals waterstof samensmelten, komt hierbij een deel van de interne bindingsenergie vrij. Deze bindingsenergie levert bij atoomkernen een meetbare bijdrage aan hun massa (volgens Albert Einstein zijn massa en energie immers equivalent: E = mc²) en dus zijn de eindproducten in dit geval lichter dan de som van de massa’s van de lichte kernen. Het fuseren van zwaardere atomen kost daarentegen juist energie. De overgang tussen ‘licht’ en ‘zwaar’ ligt in deze context bij het element ijzer.
Voordat in 1938 de Duitse fysicus Hans Bethe het idee opperde dat de zon en de sterren hun energie opwekken door kernfusie, was het een raadsel waar al die energie vandaan kwam; alle in die tijd bekende chemische reacties leverden daarvoor veel te weinig energie op. De zon zet per seconde ongeveer 700 miljoen ton waterstof om in circa 695 miljoen ton helium. Het verschil in de massa, rond de 4,4 miljoen ton, komt overeen met de vrijgekomen energie. In lichte sterren (zoals de zon) verloopt de kernfusie van waterstof volgens de proton-protoncyclus, in zwaardere volgens de koolstof-stikstofcyclus. In oudere sterren volgt na het opbranden dan vaak het triple-alfaproces waarbij koolstof wordt gevormd, eventueel gevolgd door andere processen (zoals koolstofverbranding) tot de vorming van ijzer.
Omdat atoomkernen positief geladen zijn stoten ze elkaar elektrostatisch af – pas als de kernen heel dicht bij elkaar komen wordt de (aantrekkende) sterke kernkracht belangrijk genoeg om tot kernfusie te leiden. Alleen bij extreem hoge temperatuur en druk (zoals die heersen in het middelpunt van sterren) hebben de deeltjes voldoende energie om de afstotende elektrostatische kracht te overwinnen.
Op aarde zijn zulke omstandigheden niet eenvoudig te bereiken en technologische toepassing is dan ook niet wijdverbreid. Kernfusie heeft echter wel een enorm potentieel als energiebron (fusie-energie), omdat er grote hoeveelheden lichte kernen op aarde aanwezig zijn (met name waterstof en isotopen daarvan) waardoor de brandstof vrijwel eindeloos voorradig is. Daarnaast komen er geen broeikasgassen vrij en minder radioactief afval dan bij kernsplijting. Daarom proberen wetenschappers kernfusie op aarde te ontwikkelen als schone en veilige energiebron. Hoewel hiermee grote vorderingen gemaakt zijn en de omstandigheden voor kernfusie inmiddels routinematig kunnen worden gecreëerd in gespecialiseerde laboratoria, is er anno 2020 nog geen prototype dat daadwerkelijk energie produceert.
Daarnaast levert bij vrijwel alle huidige kernwapens kernfusie de meeste energie, behalve eventueel bij een splijting-fusie-splijting ontwerp, zoals een waterstofbom. Hierbij creëert een bom gebaseerd op kernsplijting de extreme omstandigheden die nodig zijn om de fusie-reactie in gang te zetten en fungeert dus in feite als de ontsteker. Dit proces is echter niet eenvoudig in te zetten voor vreedzame toepassingen of energieopwekking.
International fusieonderzoek door de fusie-gemeenschap heeft als doel het realiseren van een prototype fusie-energiecentrale die voldoet aan de eisen die de maatschappij daaraan stelt: veilig, betrouwbaar, ruim voorradige brandstof, minimale milieubelasting en economisch rendabel. In het laatste decennium is er belangrijke wetenschappelijke en technische vooruitgang geboekt in het fusieonderzoek. Het grote probleem is altijd geweest hoe de reactie ‘op te sluiten’. Bij de meeste experimentele installaties wordt daarbij het hiervoor genoemde principe van magnetische opsluiting gebruikt. De implementatie hiervan is technisch een grote uitdaging.
In 1979 werd in Groot-Brittannië de bouw begonnen van de Joint European Torus (JET) en in 1983 werd deze in bedrijf genomen. JET was de eerste tokamak ter wereld waarin met de echte fusiebrandstof, deuterium en tritium, gewerkt werd. In deze centrale is het gelukt om 16 megawatt aan vermogen op te wekken, maar om zover te komen was 25 megawatt nodig om het plasma te verhitten. Hoewel er dus een negatieve netto energieproductie was, is JET wel nog steeds wereldrecordhouder opwekking fusie-energie.
Sinds 2006 werkt de fusie-gemeenschap aan een groot internationaal fusie-experiment, ITER. ITER staat voor International Thermonuclear Experimental Reactor, en is een project tussen de Europese Unie, Rusland, de VS, Japan, China, India en Zuid-Korea. ITER, die naar verwachting rond 2035 in bedrijf komt, moet aantonen dat fusie op aarde toe te passen is als energiebron. ITER zal 500 megawatt produceren, tien maal meer dan nodig is om de reactie op gang te houden. De reactor wordt in Cadarache in Zuid-Frankrijk gebouwd.
Een aantal wetenschappers doet onderzoek naar koude kernfusie, kernfusie bij kamertemperatuur. Tot nu toe blijken hun pogingen niet reproduceerbaar, en deze lijn van onderzoek wordt weinig serieus genomen. Wetenschappers Pons en Fleischmann claimden eind jaren tachtig dat zij fusiereacties hadden waargenomen bij elektrochemische reacties. In 2002 claimde dr. Taleyarkhan kernreacties bij sonoluminescentieproeven in gedeutereerd aceton, waarbij minieme luchtbelletjes in een vloeistof krachtig ineenklappen. Beide methoden zijn onbewezen.
Magnetische opsluiting zou ook kunnen worden bereikt door het aanmaken van plasmoïden. Dit zijn torusvormige “wolken” plasma die hun eigen magnetische veld voor korte tijd in stand kunnen houden. Machines die dit principe toepassen worden aangeduid met de Engelse benaming Dense Plasma Focus (DPF). De toepassing van deze machine om elektriciteit op te wekken met behulp van een aneutronische fusiereactie tussen protonen en boor-11-ionen wordt ook wel Focus fusion genoemd. Of deze methode in de praktijk zal werken als energiebron moet nog worden aangetoond. Hier wordt onderzoek naar gedaan in de Verenigde Staten.
Kwantumverstrengeling: Kwantumverstrengeling is een fenomeen uit de kwantummechanica waarbij twee of meer kwantummechanische objecten zodanig verbonden zijn, dat het ene object niet meer volledig beschreven kan worden zonder het andere specifiek te benoemen – ook al zijn de beide objecten ruimtelijk gescheiden (‘non-lokaal’).
Introductie: Het is wiskundig te formuleren hoe een driedimensionale ruimte ontstaat uit een punt, maar niet visueel voorstelbaar. Het beeld van een analoge tweedimensionale ruimte helpt echter: het oppervlak van een bol die opzwelt vanuit een punt. Dat oppervlak is gekromd, het heeft geen randen en het is eindig; eigenschappen die een driedimensionale ruimte ook kan hebben. Aan het beeld van een ballon die opgeblazen wordt, is de term inflatie ontleend.
Grondlegger van de oerknaltheorie is de Leuvense hoogleraar en priester dr. Georges Lemaître. De term ‘big bang’ werd voor het eerst door Fred Hoyle in 1950 gebruikt als een denigrerende aanduiding om zijn afkeer van de theorie tot uitdrukking te brengen. Hoyle was zelf voorstander van het concurrerende maar thans verlaten steady-statemodel.
The Great Debate, also called the Shapley–Curtis Debate, was held on 26 April 1920 at the Smithsonian Museum of Natural History, between the astronomers Harlow Shapley and Heber Curtis. It concerned the nature of so-called spiral nebulae and the size of the universe. Shapley believed that distant nebulae were relatively small and lay within the outskirts of the Milky Way galaxy (then thought to be the entire universe), while Curtis held that they were in fact independent galaxies, implying that they were exceedingly large and distant.
The two scientists first presented independent technical papers about “The Scale of the Universe” during the day and then took part in a joint discussion that evening. Much of the lore of the Great Debate grew out of two papers published by Shapley and by Curtis in the May 1921 issue of the Bulletin of the National Research Council. The published papers each included counter arguments to the position advocated by the other scientist at the 1920 meeting.
In the aftermath of the public debate, scientists have been able to verify individual pieces of evidence from both astronomers, but on the main point of the existence of other galaxies, Curtis has been proven correct.
Timeline of the metric expansion of space, where space, including hypothetical non-observable portions of the universe, is represented at each time by the circular sections. On the left, the dramatic expansion occurs in the inflationary epoch; and at the center, the expansion accelerates (artist’s concept; not to scale). Source Wikimedia.
Hubbleconstante / Hubblespanning; Ondertussen weten we dat het begin van het heelal gekenmerkt wordt door de oerknal. Vrijwel direct na de oerknal was er sprake van een exponentiële uitdijing van het heelal. In zeer korte tijd werd het heelal zeker quintiljoenen keren groter. In de periode daarna vertraagde de uitdijing, om vervolgens weer te versnellen. En nog altijd dijt het heelal versneld uit.
De hubbleconstante is de kosmologische parameter die de absolute schaal, grootte en leeftijd van het universum bepaalt. Het is een van de meest directe manieren om erachter te komen hoe het universum evolueert. De twee gangbare manieren om de hubbleconstante te meten is door cepheïden (pulserende sterren) en supernova’s waar te nemen en door metingen te verrichten van kosmische achtergrondstraling uit het vroege universum. Deze twee methoden geven echter niet dezelfde waarden.
Zo blijkt dat het universum met 74 kilometer per seconde per megaparsec (één parsec komt overeen met een afstand van 3,26 lichtjaar) uitdijt als we de hubbleconstante door middel van cepheïden en supernova’s meten. Kijken we echter naar de data van Planck over de kosmische achtergrondstraling, dan blijkt dat ons universum uitdijt met een snelheid van 67,4 kilometer per seconde per megaparsec.
Physicists Think They’ve Spotted the Ghosts of Black Holes from Another Universe:
There are 5 eras in the universe’s lifecycle:
Is The Universe Actually A Fractal?:
Cosmologists create 4,000 virtual universes to solve Big Bang mystery:
Donkere materie / Dark matter: Donkere materie is een hypothetische soort materie in het heelal, die niet zichtbaar is met optische middelen en dus niet te detecteren is via de elektromagnetische straling die de aarde bereikt. Daarom wordt ze donkere materie genoemd, om haar te onderscheiden van de zichtbare materie. Op grond van waarnemingen door de Planck Observatory wordt gedacht dat de totale hoeveelheid massa/energie van het heelal bestaat uit:
Het bestaan van donkere materie wordt verondersteld om de waargenomen bewegingen van sterren en andere objekten in het Melkwegstelsel en de bewegingen van sterrenstelsels in clusters te verklaren op een wijze die zowel consistent is met de zwaartekrachttheorie als met de relativiteitstheorie. De zichtbare materie en de geschatte onzichtbare baryonische massa in deze sterrenstelsels is niet genoeg om de bewegingssnelheid van de sterrenstelsels in hun baan om het gemeenschappelijk zwaartepunt te kunnen verklaren. De onzichtbare baryonische massa bestaat uit o.a. uitgedoofde sterren en planeten. Deze baryonische massa kan geschat worden op basis van de huidige natuurkundige theorieën en de ouderdom van de betrokken sterrenstelsels.
Modified Newtonian dynamics ( MOND ) is a hypothesis that proposes a modification of Newton’s law of universal gravitation to account for observed properties of galaxies. It is an alternative to the hypothesis of dark matter in terms of explaining why galaxies do not appear to obey the currently understood laws of physics.
Created in 1982 and first published in 1983 by Israeli physicist Mordehai Milgrom, the hypothesis’ original motivation was to explain why the velocities of stars in galaxies were observed to be larger than expected based on Newtonian mechanics. Milgrom noted that this discrepancy could be resolved if the gravitational force experienced by a star in the outer regions of a galaxy was proportional to the square of its centripetal acceleration (as opposed to the centripetal acceleration itself, as in Newton’s second law) or alternatively, if gravitational force came to vary inversely linearly with radius (as opposed to the inverse square of the radius, as in Newton’s law of gravity). In MOND, violation of Newton’s laws occurs at extremely small accelerations, characteristic of galaxies yet far below anything typically encountered in the Solar System or on Earth.
MOND is an example of a class of theories known as modified gravity, and is an alternative to the hypothesis that the dynamics of galaxies are determined by massive, invisible dark matter halos. Since Milgrom’s original proposal, proponents of MOND have claimed to successfully predict a variety of galactic phenomena that they state are difficult to understand as consequences of dark matter. The accurate measurement of the speed of gravitational waves compared to the speed of light in 2017 ruled out many hypotheses which used modified gravity to rule out dark matter. However, neither Milgrom’s bi-metric formulation of MOND nor nonlocal MOND is ruled out by this study.
In 1917 had Albert Einstein al een kosmologische constante geïntroduceerd in zijn veldvergelijkingen. Omdat Einstein uitging van een statisch heelal, deed hij dit om te voorkomen dat het heelal volgens zijn theorie door de zwaartekracht zou instorten. Na de ontdekking van de uitdijing van het heelal trok Einstein het idee van deze anti-zwaartekracht in en noemde dit idee “zijn grootste blunder”. Verdeling van donkere materie en donkere energie in het universum ten opzichte van zichtbare materie volgens metingen van de WMAP
In de jaren negentig werd aan de hand van de studie van verre supernovae, het Supernova Cosmology Project, ontdekt dat de uitdijing van het heelal zo’n vijf miljard jaar na de oerknal is gaan versnellen. De enige manier om dit te verklaren was het introduceren van een onbekende kracht die zich gedroeg als een kosmologische constante en werkte als een negatieve zwaartekracht.
Nauwkeurige analyses van de gegevens van de WMAP in maart 2003 brachten aan het licht dat de totale energie van het heelal voor 74% bestaat uit donkere energie. Inmiddels is dat aandeel door observaties van het Planck Observatory teruggebracht tot 68,3%. De massa-energie van gewone (baryonische) materie bedraagt 4,9%, de overige 26,8% wordt verklaard door donkere materie. Kosmologen hebben voor deze donkere energie nog geen verklaring.
Gedacht wordt aan de energie van het vacuüm zelf, de zogenaamde nulpuntsenergie. Dit levert voor de theoretici echter zeer grote problemen op indien deze energie volgens de kwantummechanica wordt berekend. De uitkomst hiervan is veel hoger (wel 10120 tot 10140 keer) dan de waargenomen donkere energie.
How the universe works, cosmology, quantum and particle physics:
Neutrino:
Planetoïden: Planetoïden, ook wel asteroïden genoemd, zijn stukken materie die zich evenals planeten en dwergplaneten in een baan om de Zon bewegen. In 2018 waren er ruim 750.000 bekend. Verreweg de meeste daarvan hebben banen tussen de planeten Mars en Jupiter, in de zogenaamde planetoïdengordel. De grootste planetoïden hebben diameters van rond de 1000 km, maar de overgrote meerderheid is veel kleiner. Het kleinste gruis is met een telescoop niet waarneembaar, maar komt veelvuldig als vallende sterren op Aarde terecht. De bekende planetoïden zijn van samenstelling ijsachtig, steenachtig, of ijzer- en nikkelhoudend.
Asteroid Day
The Torino scale is a method for categorizing the impact hazard associated with near-Earth objects (NEOs) such as asteroids and comets. It is intended as a communication tool for astronomers and the public to assess the seriousness of collision predictions, by combining probability statistics and known kinetic damage potentials into a single threat value.
Torino Scale. The scale in metres is the approximate diameter of an asteroid with a typical collision velocity.
The Palermo Technical Impact Hazard Scale is a similar, but more complex scale. Near-Earth objects with a Torino scale of 1 pop up every couple of months or so and may last a few weeks until they have a longer observation arc. The Palermo Technical Impact Hazard Scale is a logarithmic scale used by astronomers to rate the potential hazard of impact of a near-Earth object (NEO). It combines two types of data—probability of impact and estimated kinetic yield—into a single “hazard” value.
A rating of 0 means the hazard is equivalent to the background hazard (defined as the average risk posed by objects of the same size or larger over the years until the date of the potential impact). A rating of +2 would indicate the hazard is 100 times as great as a random background event. Scale values less than −2 reflect events for which there are no likely consequences, while Palermo Scale values between −2 and 0 indicate situations that merit careful monitoring.
As of January 2022, two asteroids have a cumulative Palermo Scale value above -2: 101955 Bennu (-1.41) and (29075) 1950 DA (-1.42). A further three have cumulative Palermo Scale values above -3: 1979 XB (-2.73), 2000 SG344 (-2.79), and 2007 FT3 (-2.93). There are 24 that have a cumulative Palermo Scale value above -4, three of them were discovered in 2021: 2021 QM1 (-3.01), and 2021 EU (-3.18) and 2021 GX9 (-3.40).
Laniakea: Laniakea (Hawaïaans voor ‘onmetelijke hemel’) is een zeer grote supercluster, waarvan het Melkwegstelsel deel uitmaakt. Deze supercluster is gedefinieerd en gevonden in 2014 door een team van de Universiteit van Hawaii onder leiding van Brent Tully. Het centrum van deze supercluster bevindt zich bij de Grote Aantrekker. De supercluster is gedefinieerd als alle sterrenstelsels en clusters die zich, als de beweging op basis van de uitdijing van het heelal wordt afgetrokken, naar de Grote Aantrekker bewegen. De Virgosupercluster, traditioneel de supercluster waartoe het Melkwegstelsel wordt gerekend, is slechts een klein stukje (minder dan 1%) van dit supercluster. Laniakea heeft een doorsnede van 160 miljoen parsec (520 miljoen lichtjaar), en een massa van 100.000.000.000.000.000 (1017) zonsmassa‘s.
…bij A3veen.nl, sinds 29-04-2003 de webplek van Aaldrik Adrie (A3) van der Veen, met een weBLOG vol weetjes die het delen waard zijn, onder het motto: “Zie de wereld door de ogen van A3…”
de 
(de Griekse letter 
![{\displaystyle \Delta A\,\Delta B\geq {\tfrac {1}{2}}|\langle [{A},{B}]\rangle |={\tfrac {1}{2}}|\operatorname {E} (AB-BA)|}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/4104f3830be94bf265fbb9f6ea6d3ba89cd879bd)
