Verslag Vendelinusvergadering 10 november 2012

   Op 8 december 2012 hebben we ons jaarlijks kerstfeestje. We zullen kort even bijpraten over het “einde van de wereld” dat nakend(!) is en ook aanhalen wat er echt kan misgaan. Voor het extra eten en de drank is er een kleine bijdrage van zes euro per persoon. En zoals altijd zorgt Fernand voor de wijn en Jeanine en Rosa voor de rest!   

Oorverdovende stilte

In 1960 werd door Frank Drake de eerste waarneming gedaan van radiosignalen uit de ruimte. Het Seti project was geboren. Seti staat voor Search for ExtraTerrestrial Intelligence. Inmiddels is het al meer dan 50 jaar geleden. Tijd voor een evaluatie. Deze presentatie is gebaseerd op het gelijknamige boek “Oorverdovende stilte” van Paul Davies.

De vraag die iedereen zich stelt: zijn we alleen in het universum? Tot nu toe zijn slechts enkele duizenden sterren in een straal van 100 lichtjaren onderzocht en hebben we nog geen bewijs gevonden van buitenaardse beschavingen. Er zijn echter zo’n 200 miljard sterren in ons eigen sterrenstelsel. We zijn dus feitelijk pas begonnen met onze zoektocht. In de beginjaren werd enkel gezocht op de frequentie van koud H- gas (1420 MHz). Tegenwoordig worden er miljoenen radiokanalen tegelijk beluisterd.

Bij de zoektocht naar buitenaardse beschavingen denken veel mensen dat UFO’s hierin een rol spelen. Zo denken veel Amerikanen dat de regering iets verbergt. Bij sommige verhalen worden mensen zelfs ontvoerd door aliens voor allerlei experimenten. Zouden kosmische superbreinen zich daarmee bezighouden?    

Vergeet echter de UFO’s! Om werkelijk te begrijpen wat de oorverdovende stilte betekent, moeten we op reis naar het echte onbekende. De eerste vraag die we ons stellen: Is het leven een uitzonderlijke gebeurtenis of een opdracht vanuit de ruimte? We maken even een uitstap naar Mars. De beide Vikings uit 1976 hebben een aantal proeven uitgevoerd. Bij één van de proeven werd gezocht naar de afgave van gassen als het bodemmateriaal van Mars werd gemengd met een voedingsstof. Er werd een uitstoot van methaan gemeten. Alhoewel niet iedereen het hierover eens is, zijn de meeste wetenschappers er toch van overtuigd dat dit niet door biologisch leven in het Marsstof kwam, maar wel door een chemische reactie van een sterk reactieve bodem en UV straling. Een test met twee kweken van linksdraaiende aminozuren en rechtsdraaiende suikers en hun spiegelvormen had uitsluitsel kunnen geven, maar door kostenoverweging werd dit experiment geschrapt.

In onze zoektocht naar leven, kijken we hoe het leven op Aarde is ontstaan. Misschien zijn er tegelijkertijd wel verschillende levensvormen ontstaan en hebben deze levensvormen zich met mekaar gemengd. Hiervoor is thans nog geen sluitend bewijs. Alle leven op Aarde van de kleinste microben, planten, bomen, vogels en dieren maakt gebruik van een DNA helixstructuur met dezelfde nucleotiden: adenine paart met thymine en guanine paart met cytosine.

Het leven op Aarde is hardnekkig, we vinden vreemde extremofielen in hete, koude, erg radioactieve en zoute milieus. Bij bepaling van de intelligentie is van belang de verhouding tussen hersenen en lichaam, het zogenaamde encefalisatiequotiënt (EQ). Bij een poes is die 1, bij een dolfijn 5,3 een neanderthaler scoort 5,6 en homo sapiens staat aan de top met 7,5. We vragen ons af waarom intelligentie zich feitelijk ontwikkelt. De dino’s hadden er de tijd voor, waarom is het daar niet gebeurd? We stellen vast dat de geschiedenis gewoon een opeenvolging is van toevallige omstandigheden, intelligentie en wetenschap hoeven zich niet persé te ontwikkelen.

Iedereen heeft wel eens van de vergelijking van Drake gehoord:

N = R^* · f_p · n_e · f_l · f_i · f_c · L

Wanneer we wat getallen invullen komen we tot 35 intelligente beschavingen die thans ‘radio-actief’ zijn in ons eigen melkwegstelsel. Het kunnen er echter ook één of tienduizenden zijn, afhankelijk van welke getallen je invult.

Als we naar de Aarde kijken, zien we dat intelligentie pas ontstaan is 3,8 miljard jaren na het eerste leven. Over een kleine miljard jaar is onze planeet niet meer bewoonbaar. Het had dus niet zo veel gescheeld of intelligentie was helemaal niet ontstaan op de Aarde. We hebben het nadeel dat we maar één planeet als vergelijkingsmateriaal hebben. We hebben dus geen flauw idee of dit maatgevend is voor de ontwikkeling van intelligentie op andere planeten. Als de oorverdovende stilte echt is, dan is er blijkbaar iets wat de vorming van intelligentie verhindert of ze wegvaagt, nadat ze gestabiliseerd is.

Tijdens het Seti onderzoek zijn vele blieps gehoord. De beroemdste is ongetwijfeld het zogenaamde Wow-signaal uit 1977. Men heeft nooit een verklaring gevonden voor dit éénmalig signaal. Voor de overige signalen kon men steeds een Aardse bron aanwijzen.

Enrico Fermi stelde zich in 1953 al de vraag: waar is iedereen? Als het leven en intelligentie zich zo gemakkelijk ontwikkelen, dan had de Aarde al lang gekoloniseerd moeten zijn. Tot nu toe vinden we hier geen bewijs van.

Binnen Seti heeft een post detection taskgroup nagedacht over de acties die moeten worden gedaan bij het eerste contact. De procedure is eerst de IAU te waarschuwen en dan de VN. Aan de ontdekker van het signaal wordt geadviseerd om de pers en zijn regering te informeren. De eerste stap is echter om de echtheid van het signaal te verifiëren. Hiertoe wordt de antenne even afbewogen van het object en terug gericht. Het signaal moet dan verzwakken en terugkomen. Verder dient bevestiging te gebeuren door een andere radiotelescoop op de wereld. De ontdekking van een gericht signaal naar de Aarde of zelfs de ontdekking van buitenaardse microben, zal zeker een schok voor de mensheid teweeg brengen! Vermoedelijk zal wiskunde of kosmografie de taal zijn waarmee ET met ons zal communiceren.

Zelf hebben we ook al signalen in het heelal gestuurd. Denk maar aan de Arecibo-boodschap naar M13 in 1974 of meer recente foto’s, tekeningen en tekstboodschappen vanuit Oekraïne in 2009 naar Gliese 581 c.

Na meer dan 50 jaar Seti zijn er een drietal mogelijke conclusies:

1. Het universum zit vol intelligentie

2. De Aarde is een unieke oase van leven

3. Het universum zit vol leven, echter intelligentie is een zeldzaam verschijnsel.

De auteur van het boek (Paul Davies) komt tot de conclusie dat wij de enige intelligente wezens in het universum zijn. Hij vindt geen overtuigend argument voor het universele principe van toenemende complexiteit. Intelligentie hoeft zich dus niet persé te ontwikkelen. Vanuit filosofische gronden geeft dit een ongemakkelijk gevoel. Waarom bestaat er zo’n groot heelal, als wij de enige zijn die dit kunnen zien? Heeft het universum dan geen doel? We weten het gewoonweg niet. Dat maakt Seti zo’n boeiende wetenschap.

Een kleine enquête onder de deelnemers van Vendelinus leert ons dat na afloop van de presentatie bijna 90% gelooft in buitenaards leven, echter zo’n 50% gelooft maar in veelvuldig voorkomende intelligentie in ons universum.

Roel Kwanten

De zwarte weduwe PSR B1957 +20

PSR B1957 +20 is een millisecondepulsar/neutronenster die zich op 2500 lichtjaar in het sterrenbeeld Sagitta (Pijl) bevindt. Ze heeft een schijnbare helderheid 20 en een absulute helderheid 11. Het is een sneldraaiende pulsar die bezig is zijn begeleider op te slokken.

Wat zijn pulsars/neutronensterren? (Hiervoor heb ik de cursus “Inleiding tot de sterrenkunde” van Tony Dethier geraadpleegd)

Een ster produceert haar eigen energie. Hiervoor is minstens een massa van 80 Jupitermassa’s vereist. Anders wordt het een bruine dwerg waarin tijdelijk deuteriumfusie optreedt.

Lichte sterren, zoals de zon, fuseren in het centrum waterstof tot helium. Is alle waterstof in het centrum omgezet in helium, dan zal de kern krimpen. Ze wordt daardoor heter en in een schil omheen de kern zal de temperatuur voldoende oplopen om nu daar waterstoffusie op gang te brengen. De temperatuur in de kern loopt op totdat daar helium fuseert tot koolstof. De buitenste delen van de ster gaan uitzetten en de ster wordt een rode reus. Via het stadium van een planetaire nevel wordt de ster uiteindelijk een witte dwerg.

In het centrum van zware sterren loopt de temperatuur veel hoger op en kan koolstof omgezet worden in zwaardere elementen. Er wordt achtereenvolgens zuurstof, neon, magnesium, zwavel, fosfor, silicium en ijzer aangemaakt. Telkens gaat de fusie verder in een schil rond de kern. De ster krijgt een structuur die wel op een ui lijkt.

Verdere fusie van ijzer tot nog zwaardere elementen in de sterkern is uitgesloten omdat dit energie vereist in plaats van energie vrij te maken. De ster zit totaal zonder brandstof, haar kern stort in en wordt superdicht. De omliggende lagen komen in vrije val en worden met een enorme explosie (supernova) van de kern de interstellaire ruimte ingeslingerd. Hetgeen overblijft is een neutronenster of, indien zwaar genoeg, een zwart gat. De wet van behoud van impulsmoment doet neutronensterren snel om hun as draaien. Neutronensterren zenden aan de polen sterk gecondenseerde bundels straling uit. Zwiept zo’n bundel, zoals het licht van een vuurtoren, over de aarde dan nemen we een pulsar waar.

Millisecondepulsars

Pulsars werden in 1967 ontdekt. Het zijn neutronensterren. Ze hebben de massa van de zon maar zijn samengeperst tot een diameter van slechts een 20 km. Door de wet van behoud van impulsmoment draaien ze in enkele seconden om hun as. De dichtheid van een neutronenster bedraagt wel 1 miljard ton/cm³.

In 1982 ontdekten astronomen de radiopulsar PSR B1957 +20 die liefst 640 keer per seconde om zijn as draait. Eén omwenteling duurt dus iets meer dan een milliseconde. Hierdoor bereikt een denkbeeldig punt op het oppervlak een snelheid van ongeveer 40 000 km/s!

De verklaring hiervoor moeten we zoeken in het dubbelstersysteem. De pulsar is enkel waarneembaar in het radiogebied. Zijn begeleider heeft de grootte van de zon maar slechts 0,02 maal haar massa. Deze begeleider is visueel zichtbaar als een sterretje van magnitude 20. Door getijdenwerking raakt deze ster helemaal misvormd en begint ze materie over te dragen op een “verzamelschijf” die zich rond de neutronenster vormt. De snelbewegende materie van de verzamelschijf, die uiteindelijk op de pulsar stort, zorgt ervoor dat de oude pulsar steeds sneller gaat draaien. De pulsar wordt hierdoor aangezwengeld zoals een draaitol en is zijn begeleider aan het opsouperen. Vandaar zijn bijnaam de Zwarte Weduwe. Er zijn meerdere millisecondepulsars bekend.

André Mouling