Eureka 43

Het sterft van de ­weten­ schap­pers Jaargang 11 –januari 2014

Nummer 43 Eureka! is een uitgave van de studievereniging De Leidsche Flesch in samenwerking met de Faculteit der Wiskunde en Natuurwetenschappen van de Universiteit Leiden. De Leidsche Flesch is de studievereniging van de opleidingen Natuurkunde, Sterrenkunde, Wiskunde, Informatica en Informatica & Economie.

Rondleiding door de Pieterskerk Wessel Valkenburg winnaar Ig Nobel 24/7-wedstrijd

Redactioneel

Lieve lezer, Eindelijk is het zover: dit is het eerste nummer waarvan ik echt hoofdredacteur ben. Het vorige nummer mocht ik het hoofdredacteurschap al samen met Erik verzorgen, maar het helemaal zelf doen, is toch wel een beetje anders. Het is ontzettend leuk om zo betrokken te zijn bij alles wat er met de Eureka! gebeurt, van het nadenken welke artikelen interessant zouden zijn tot het opsporen van de laatste kleine foutjes in de een-na-laatste versie.

Gelukkig ben ik niet de enige die zich hiermee bezighoudt, dat doet namelijk de hele Eureka!-redactie. Ook dit collegejaar is de redactie weer aangevuld met een aantal eerstejaars studenten en een enkele ouderejaars. Ik ben blij dat er elk jaar weer enthousiaste mensen zijn die graag meehelpen om de Eureka! zo mooi en interessant mogelijk te maken.

Over het algemeen schrijven redactieleden zelf geen artikelen, maar in dit nummer staan maar liefst twee artikelen van redactieleden. Pim schreef een studentenartikel over zijn bacheloronderzoek en ons nieuwe redactielid Tom schreef naar aanleiding van een rondleiding in de Pieterskerk een interessant cultureel ­artikel.

Inhoud

5 Microscopie in beweging In het Kamerlingh Onnes laboratorium is het kijken naar atomen en structuren op nanometerschaal de gewoonste zaak van de wereld. In de toekomst zal dit gebeuren in de nieuwe Bètacampus, maar bij het ontwerpen van een geschikt gebouw voor deze experimenten komt heel wat kijken.

Lees verder op pagina 5



Ook ik mocht mee naar de Pieterskerk en me aan het monument vergapen tijdens die rondleiding, gegeven door Frieke Hurkmans, de directeur-bestuurder van de Stichting Pieterskerk. Natuurlijk was ik er al wel eens geweest, bijvoorbeeld bij de dies natalis van de universiteit, maar de met goudleer beklede Kerkmeesters­ kamer en de pas enkele maanden geleden ontdekte trap naar de voormalige wijnkelder hebben denk ik weinig Leidse studenten gezien. Zo brengt de Eureka! mij op plekken waar ik anders nooit zou komen.

Ik hoop dat de Eureka! ook jou brengt op plaatsen waar je anders nooit zou komen, of tenminste dingen vertelt die jullie anders nooit zouden horen. Met de vier verschillende studies die de Eureka! representeert, en dus artikelen uit verschillende bètawetenschappen, moet dat naar mijn idee wel lukken.

Ik wens je veel plezier met het lezen van deze E ­ ureka!

Ellen Schlebusch

Hoofdredacteur Eureka!

Masterstudent wiskunde

11 ‘Wiskunde is een waarlijk duivelse machine’ Eind jaren twintig van de vorige eeuw werd de Leidse hoogleraar in de theoretische natuurkunde Paul Ehrenfest veelvuldig overvallen door buien van neerslachtigheid.

Lees verder op pagina 11



✉ 2

ellen@deleidscheflesch.nl

Eureka! nummer 43 – januari 2014

8

Nieuws

4

Microscopie in beweging

5

Abstract ­redeneren en ­ educatie van ­software design 8

Abstract ­redeneren en ­educatie van s­ oftware design Voor studenten is de abstractie van software design vaak een lastig onderwerp. Dave Stikkolorum heeft onderzocht op welke manier studenten het beste software design bijgebracht kan worden.

Lees verder op pagina 8



22

‘Wiskunde is een waarlijk duivelse machine’

11

Het sterft van de ­weten­schappers

14

Fotoreportage: de Pieterskerk

16

The quest for compact massive quiescent galaxies in the nearby universe

18

Interview met Wessel Valkenburg

22

De Leidsche Flesch

26

Colofon

30

Puzzel

31

Een verre spiegel maakt je heel jong In september won Wessel Valkenburg de Ig Nobel 24/7 battle, waarin hij zijn onderzoek, over de vraag of wij in het midden van het heelal wonen, uitlegde in 24 seconden en samenvatte in 7 woorden.

Lees verder op pagina 22



Eureka! is een uitgave van de studievereniging De Leidsche Flesch in samenwerking met de Faculteit der Wiskunde en Natuurwetenschappen van de Universiteit Leiden. De Leidsche Flesch is de studievereniging van de opleidingen Natuurkunde, Sterrenkunde, Wiskunde, Informatica en Informatica & Economie.

Eureka! nummer 43 – januari 2014

3

Nieuws

Vier topopleidingen in Keuze­gids Univer­siteiten

waaronder Biologie en Sterrenkunde Volgens de Keuzegids Universiteiten 2014 heeft Leiden vier topopleidingen. Dat zijn Biologie, Sterrenkunde, Griekse en Latijnse taal en cultuur en Biomedische wetenschappen. In de vergelijking tussen de brede, klassieke universiteiten staat Leiden op de tweede plaats. De Keuzegids Universiteiten heeft alle opleidingen op grond van diverse criteria gewaardeerd op een schaal van 1 tot 100.

Opleidingen met meer dan 75 punten hebben het keurmerk ‘topopleiding’ gekregen.

Marjolein Soethoudt wint Unilever Research Prijs 2013 Marjolein, Masterstudente Bio-Pharmaceutical Sciences, deed haar onderzoek op het raakvlak van de chemie en biologie naar zowel nieuwe medicijnen tegen diabetes als de mogelijke bijwerkingen ervan. Soethoudt ontdekte bovendien een manier om fouten bij medicijnontwikkeling in de toekomst te voorkomen.

Op 28 november nam zij de prijs van 2500 euro in ontvangst.

Universiteit Leiden wint

BAPC 2013

Het Leidse team ‘Geen Syntax’, bestaande uit Bas Nieuwenhuizen, Mathijs van de Nes en Raymond van Bommel, heeft in Utrecht de Benelux Algorithm Programming Contest 2013 gewonnen. Met bijna een uur over tot het eind van de wedstrijd losten deze Leidse studenten wiskunde en informatica alle tien de opgaven op, sneller dan alle andere teams. Het is niet de eerste keer dat deze programmeerwedstrijd voor studententeams wordt gewonnen door een team van de Universiteit Leiden; dat gebeurde recent ook nog in 2007, 2008 en 2011

4

Eureka! nummer 43 – januari 2014

Leidse biologen ontrafelen eerste twee slangen­ genomen De Leidse biologen Freek Vonk en Michael Richardson zijn erin geslaagd om de eerste twee slangengenomen te ontrafelen, die van de koningscobra en de tijgerpython. Zij publiceerden 2 december hun bevindingen in twee artikelen in het toonaangevende blad PNAS. De bevindingen uit dit onderzoek kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe medicijnen. Ook bieden ze aanknopingspunten om vaccinaties te ontwikkelen tegen slangenbeten, die jaarlijks nog 150.000 doden eisen.

wetenschap Figuur 1 (Schets Sasha Vrbica): a: cartoonmicroscoop bestaande uit een afbeel­d ingssysteem A dat verbonden is met een preparaat P. P is vast met de ondergrond verbonden. b: we kunnen de interne beweging van deze microscoop in 1 dimensie modelleren als een simpel massa-veersysteem. x is de verticale verplaatsing van de vloer, y is de verticale verplaatsing van massa M.

Microscopie in bewegıng

De meethal in de Bètacampus In het Kamerlingh Onnes laboratorium is het kijken naar atomen en structuren op nanome­terschaal de gewoonste zaak van de wereld. De fysici hebben er een twintigtal meet­opstellingen opgebouwd die elk op een heel eigen manier de state of the art in de experimentele techniek verte­genwoordigen.

In het kader van het facultaire unilocatieproject1 zul­len deze experimenten in de toekomst in de Bètacampus gaan plaatsvinden. Bij het ontwerpen van een gebouw­deel voor ultramicroscopie2 komt heel wat kijken.

De uitdaging bij het experimenteren op atomaire schaal of met quantummechanische systemen is dat de te meten signalen erg klein zijn en dat de actuatie van het te bestuderen object met zeer hoge precisie dient plaats te vinden. Het experiment en het meetinstrument zijn daar­door bijzonder gevoelig voor externe invloeden. Sommige externe stoor­ signalen hebben zelfs een exponentiële in­vloed op het te meten signaal.

De kunst van het bouwen van een laboratorium voor ultramicroscopie is dus het beheersen van stoorsignalen. De meeste gebouwen staan er bol van. Voorbeelden zijn elektromagnetische velden, laagfrequent geluid, tempe­ratuurfluctuaties en trillingen. Storingsbronnen kunnen ook buiten het gebouw

1 http://www.science.leidenuniv.nl/index.php/betacampusfwn 2 Zie de website van het Leiden center for Ul-tramicroscopy: http://lcu.physics.leidenuniv.nl en http://www.ultramicroscopy.org

liggen: het verkeer genereert bij­voorbeeld bodemtrillingen die zich via oppervlaktegolven verspreiden. Deze zijn op grote afstand waarneembaar.

Gezien de invloed van de stoorsignalen kun je je afvra­gen waar precies de grens tussen experiment en gebouw ligt.

In zekere zin zijn zaken als de vloer, de ventilatie en de bedrading in het gebouw onderdelen van dat fysi­sche experiment. Als experimenteel natuurkundige zou je daarom graag af en toe op de stoel van de architect wil­len zitten. Het achteraf verbeteren van de bouwkundige aspecten van een laboratorium is in de praktijk namelijk vrijwel onmogelijk.

Wij zagen in het Bètacampus project een prachtige kans om het ontwerp van een gebouwdeel te optimaliseren voor ons onderzoek. In dit artikel bekijken we hoe. We leggen daarbij de focus op gebouwtrillingen.

Het probleem van gebouw­trillingen

Voor onderzoekers die naar atomen kijken, lijkt de we­reld gemaakt van rubber. Een stalen buis, een blok gra­niet – op deze schaal vervormt alles onder invloed van kleine krachten. Mensen die in een gebouw lopen bren­gen trillingsenergie in de constructie waardoor deze wordt Eureka! nummer 43 – januari 2014

5

wetenschap

10

Z/X

1

Ongedempt ζ = 0.1 ζ = 0.2 ζ = 0.5 ζ=1

0.1

0.01 0.1

1 ω / ω0

10

Figuur 2: De vervorming van de microscoop als functie van n d de trilfrequentie ω/ω 0. ω 0 d = k/m, ζ = 2mω . ζ is de dempingscoëfficiënt. De 0 ω2 transferfunctie is xz = −ω2+2j ωω 0ζ+ω02 .

Figuur 3: Een lage-energie-elektronenmicroscoop (LEEM). De elektronenbundel legt enkele meters af door de elektro­nenoptiek. De optiek weegt ruim een ton, het hele instru­ment weegt 2.5 ton. Als je de elektronoptische prestatie van een elektronenmicroscoop defini¬eert als de resolutie in ver­houding tot de elektrongolflengte is dit zeer waarschijnlijk de beste elektronenmicroscoop ter wereld.

'Voor onder­zoekers die naar atomen kijken, lijkt de we­reld gemaakt van rubber' aangeslagen als een snaar, gebouwen wiegen als hoge bo­men in de wind en auto’s op een snelweg doen het aardop­ pervlak golven als het wateroppervlak van de zee. Laten we de invloed hiervan beschouwen op een extreem vereen­ voudigde microscoop. Deze bestaat uit een afbeeldings­systeem A dat met een te bestuderen preparaat P ver­bonden is (Fig. 1a). De microscoop staat op een trillende ondergrond, in dit geval zit P daar aan vast. Als A bin­nen de beeldacquisitietijd beweegt ten opzichte van P kan de microscoop natuurlijk geen scherpe afbeelding maken. De microscoop is immers niet volmaakt rigide: als gevolg van de massa van A en de veerkracht van verbinding AP treedt interne beweging op. We kunnen onze microscoop dus modelleren als een gedempt massa-veersysteem met massa m, veerconstante k en demping d zoals dat is af­gebeeld in Fig. 1b.

In Fig. 2 zien we hoe een externe trilling met ampli­tude X de microscoop intern vervormt met Z = Y − X. ω 0 is de eigenfrequentie van de microscoop. We zien dat een zwakgedempte microscoop rond ω = ω 0 trillingen juist versterkt. Voor lagere frequenties ω << ω 0 neemt de interne bewe6

Eureka! nummer 43 – januari 2014

ging af met ω2. Beneden ω = ω 0/100 worden gebouwtrillingen met de daarvoor typische am­plitudes van micrometers verzwakt tot atomaire schaal. Idealiter heeft een microscoop dus een hoge resonantie­frequentie: dit is te bereiken door gebruik te maken van lichte materialen met een hoge mechanische stijfheid en door miniaturisering. In de praktijk is dat vaak onhaal­baar. In Fig. 3 zien we bijvoorbeeld een lage-energie­ elektronenmicroscoop (LEEM). De benodigde afmetin­gen van de elektronen­optiek leggen een grote beperking op aan de haalbare rigiditeit van het instrument. Voorko­ men dat trillingen met hogere frequenties de microscoop bereiken is dus essentieel.

Lessen uit de huidige meethal

De meetopstellingen in het Kamerlingh Onnes labo­ratorium, waaronder de LEEM in Fig. 3, staan op spe­ciale ‘meeteilanden’.

Deze eilanden zijn ontworpen met het doel menselijke activiteit en gebouwresonanties los te koppelen van de apparatuur. De meeteilanden zijn daartoe afzonderlijk gefundeerd op eigen heipalen. Dat concept werkt goed voor het ontkoppelen van meetopstel­ling en gebouw maar in de praktijk blijken de eilanden te bewegen

Figuur 4: Trillingsniveaus op een KOL meeteiland van het begin van de dag (links) tot het einde van de dag (rechts). Gemeten zijn de snelheid (oranje) en de versnelling (blauw) op zondag (boven) en op maandag (onder). De invloed van het verkeer is duidelijk zichtbaar. Het stilste moment is de nacht van zaterdag op zondag.

met frequenties van 15 à 20 Hz. Ze worden aangeslagen door het verkeer (zie Fig. 4).

De meethal in de Bètacampus

De nieuwe meethal gaat deel uitmaken van het facility cluster. We hebben dit facility cluster kunnen weghou­den bij zwaar verkeer, ook komt er onder de meethal — in tegenstelling tot de rest van het gebouw — geen par­ keerkelder. De locatie van de meethal wordt de noord­westhoek van het gebouw. Ter voorkoming van trillingen vanuit het gebouw zal de meethal fysiek gescheiden zijn van de rest van het gebouw middels zogenaamde gebouw­ dilataties.

Ook zal het wegdek van een nabijgelegen laad-en losplatform op veren komen te liggen om te voorkomen dat de activiteit aldaar de bodem in beweging zet.

Het heeft heel wat berekeningen, metingen, tekenin­gen en hele lange vergaderingen gekost om binnen de Bètacampus een meethal voor ultramicroscopie te ont­ werpen. Daarbij is uitvoerig bekeken hoe we de lessen uit het Kamerlingh Onnes laboratorium in de praktijk kunnen brengen. Met andere woorden: hoe vermijden we trillingen als gevolg van het verkeer en het aanslaan van het gebouw? Na grondige bestudering van de manier waarop de KOL meeteilanden bewegen hebben we daar een antwoord op gevonden.

Beton

Onder de hele meethal komt een massieve gewapende betonvloer te liggen. Deze vloer wordt 1 meter dik. Dat is bijna 1000 m3 oftewel 2.000.000 kg beton! De beton­vloer wordt

10

Y/X

1

0.1

ζ = 0.05 ζ = 0.2 ζ = 0.5 ζ=1 ζ=2

0.01 1

10 f (Hz)

Figuur 5: Het meeteiland is een 27 ton zwaar betonblok dat met de rood-groene veerdempers is bevestigd op de 1 meter dikke keldervloer. De laboratoriumvloer bevindt zich boven het meeteiland. Bouwfoto’s door/met toestemming van Tom Westerhof.

Figuur 6: Overdrachtsfunctie van het ‘meeteiland ω02 +2j ωω0ζ nieuwe stijl’. xy = −ω2+2 j ωω0ζ+ω2

Figuur 7: 3D rendering van de meethal. Bouwfoto’s door/met toestemming van Tom Westerhof.

de keldervloer van het nieuwe lab. Per mee­ topstelling plaatsen we op die keldervloer veerdempers waarop een betonblok met een massa van ca. 27.000 kg komt te staan (zie Fig. 5). De reden voor de grote massa van de nieuwe meeteilanden is dat daardoor de invloed van de zware meetopstelling op het gedrag van het mee­teiland minimaal is.

Ook neemt daardoor de gevoeligheid voor luchtdrukfluctuaties en trillingen vanuit randappa­ratuur enorm af. Net boven het 27 ton zware betonblok bevindt zich de labvloer die is opgehangen aan palen. De menselijke activiteit op de labvloer is door deze construc­tie in hoge mate ontkoppeld van de keldervloer. Ook het meeteiland is door de veerdempers in hoge mate ontkop­peld van de keldervloer en dus ook van de omgeving.

De overdrachtsfunctie van het meeteiland is weergegeven in Fig. 6. We hopen dat de demping ζ gering kan blijven.

De truc is in feite dat een meeteiland een laagdoor­ laatfilter is met eigenfrequentie ω 0e en dat een mi­ croscoop een hoogdoorlaatfilter is met eigenfrequentie ω 0m. Omdat het tweede-ordefilters zijn kunnen we sterk vereenvoudigd zeggen

dat de trillingsonderdrukking (ω 0e/ω 0m)2 is. Het ‘meeteiland nieuwe stijl’ heeft een re­sonantiefrequentie beneden 2 Hz. We hebben voor dit ontwerp een gedetailleerde ana­lyse gemaakt gebaseerd op de te verwachten gebouwei­genschappen, de trillingsmodi van het betonblok en de eigenschappen van de trillingsdempers die in de meetop­stellingen zelf zijn ingebouwd. Volgens de berekeningen wordt de stabiliteit in het nieuwe meetlab minstens circa een factor 10 beter dan de stabiliteit van de meeteilanden in het Kamerlingh Onnes laboratorium! Als we dat gaan halen hebben we een faciliteit gerealiseerd die absoluut uniek is in het drukke westen van ons land.

zijden de donker­grijze meeteilanden. De ingang is een sluis die luchtver­plaatsing, temperatuurdrift en lawaai voorkomt wanneer iemand de ruimte betreedt. De lucht wordt laminair inge­blazen op een snelheid die voldoende hoog is om een hoge temperatuurstabiliteit te garanderen maar niet zo hoog is dat het ontstane geluid hinderend wordt voor de experi­menten. Voor de verlichting gebruiken we LED’s. De gele objecten onder het plafond zijn portaalkranen waarmee de meetopstellingen kunnen worden opgebouwd. Achter de glaswand bevindt zich een kantoorruimte die uitzicht geeft over de apparatuur in de hal.

Op dit moment is de eerste bouwfase in volle gang. Volgens de planning zal de meethal eind 2015 gereed zijn. Wij kijken er met spanning naar uit!

0

Virtual reality

Het trillingsaspect is natuurlijk slechts een deel van het geheel. Laten we bekijken wat er bedacht is. In fase 1 van het Bètacampusproject zullen er 2 laboratoria met elk 8 meeteilanden worden gebouwd. Het plaatje in Fig. 7 is een rendering van één van de twee meetlabs uit de bouw­kundige 3D-modellen. In het midden van het meetlab bevindt zich een gang met aan weers-

Tot slot

Bij dit project heeft het LION kunnen rekenen op de steun en inspanning van vele personen. Bij dezen wil het instituut alle betrokkenen daarvoor bedanken. Bij­ zondere dank gaat uit naar het faculteitsbestuur en naar Tom Westerhof. !

Over de auteur: Marcel Hesselberth is technisch natuurkundige en werkt sinds 15 jaar in Leiden op het gebied van de nanotechnologie. Hij heeft zich gespecialiseerd in verschillende vormen van nanolithografie, in elektronenmicroscopie, in groei van dunne lagen en in instrumentontwerp. Hij beheert de instituutsfaciliteiten op het gebied van nanofabricage en -karakterisering waaronder een cleanroom met een volledige fabricagetoolchain. Momenteel onderzoekt hij oppervlakken van perovskietoxides middels lage-energie-elektronenmicroscopie. Vanaf de start van het bètacampusproject is hij nauw betrokken geweest bij het ontwerp van de nieuwe meethal en heeft hij vanuit experimenteel oogpunt de ontwerpeisen voor de hal geformuleerd.

✉

hesselberth@physics.leidenuniv.nl

Eureka! nummer 43 – januari 2014

7

wetenschap

Abstract ­redeneren

en educatie van ­software design Door: Dave ­Stikkolorum

Binnen elke engineeringdiscipline worden modellen gebruikt. Deze modellen kunnen verschillende doelen dienen, maar wat deze modellen gemeen hebben, is dat ze een abstractie zijn van datgene wat ze representeren. Binnen software engineering gebruiken we deze abstracties in verschillende fases in het softwareontwikkelingsproces (software development life cycle).

In de analysefase proberen we het probleem duidelijk te maken door met concepten uit het probleemdomein een model van dat probleem te maken. In de designfase maken we een model dat ervoor dient uiteindelijk een oplossing te kunnen implementeren. Voor studenten in ons vakgebied blijkt juist dat abstraheren een lastig onderwerp te zijn. Het kiezen of bepalen van de juiste abstractie, afhankelijk van de context waarbinnen ze deze keuze maken, is voor hen een lastige zaak.

Ook voor docenten is het een uitdaging om deze vaardigheid te trainen bij studenten. Binnen het vakgebied

8

Eureka! nummer 43 – januari 2014

van ‘Computer Science’ blijft ‘Modeling’ een lastig vak volgens vakgenoten over de gehele wereld. Ons onderzoek heeft als doel te onderzoeken op welke manier we studenten software design het beste kunnen bijbrengen.

Onderzoek

In ons onderzoek beperken we ons tot de designfase. In deze fase wordt een model gemaakt dat als blauwdruk dient voor de te programmeren software. Dit model kan vanuit verschillende perspectieven worden opgebouwd. De voornaamste twee zijn de structurele en gedragsaspecten. De abstractieproblemen die we tegenkomen bij studenten zijn vooral de structurele, ofwel organisatorische aspecten. Deze structuur wordt ontworpen met een speciaal diagram: het ‘class diagram’ uit de modelleertaal UML (een voorbeeld in figuur 1). Bij een goed softwaredesign dient men rekening te houden met het feit dat de software later uitbreidbaar, veranderbaar en onderhoudbaar is. Dit laat zich wellicht goed uitleggen door te kijken naar het ontwerp van een nieuw gebouw. Als er niet van te voren wordt nagedacht over het feit dat wanneer het gebouw er eenmaal staat, ook ooit eens de ramen moeten worden gewassen, zou de bouw uiteindelijk kunnen resulteren in een gebouw waarvan de ramen niet goed bereikbaar zijn. Er zijn in de wereld tal van voorbeelden waarbij dit daadwerkelijk is gebeurd.

Om bij het realiseren van software het risico te verlagen, is een aantal principes opgesteld Over de auteur: dat moet bijdragen aan de uitbreidbaarheid, Dave Stikkolorum werkt sinds 2001 als docent aan veranderbaarheid en onderhoudbaarheid de Haagse Hogeschool bij de opleiding Technische van de software. Dit zijn de voor software Informatica. Hij is daar verantwoordelijk voor verschillende vakken in het gebied van software engineers zogenoemde ‘design principles’. development en verzorgt daar onder andere Twee voorbeelden hiervan zijn: de minor ‘Game Development and Simulation’.

• ‘single responsibilty’: Het Single responSinds een paar jaar is hij parttime promovendus sibility principle zegt dat men er naar bij het LIACS, het informatica instituut van de moet streven om classes (definitie van Universiteit Leiden, onder de supervisie van Prof. Michel Chaudron (Chalmers en Gothenburg een te programmeren type) elk maar University, Zweden en deels werkzaam voor LIACS). één verantwoordelijkheid te geven. Dit Er wordt bij de experimenten van het onderzoek om ervoor te zorgen dat bij een veransamengewerkt met dr. Claire dering in het software-ontwerp de kans Stevenson van de afdeling niet te groot is dat een class gewijzigd Psychologie van de faculteit Sociale Wetenschappen, moet worden De kans op een wijziging Univer­siteit Leiden. is namelijk groter bij meer verschillende verantwoordelijkheden. Dit alles houdt d.r.stikkolorum@liacs. leidenuniv.nl het ontwerp en de software beter onderw ww.liacs.nl/~drstikko houdbaar.

• ‘information hiding’: Information hiding zorgt voor ontwerpbeslissingen die een class afschermen voor andere classes, zodanig dat een class niet afhankelijk is redeneerstappen van studenten ingegrepen kan worden van de implementatie van de andere. En (interventie) om dit redeneren beter te laten verlopen. voorbeeld hiervan is de bediening van een Er moet dan natuurlijk wel een relatie bestaan tussen auto: de bediening is al jarenlang hetzelfde, abstractievermogen en de designvaardigheden van de maar onder de motorkap is de implemen- student. Om dit aan te tonen moeten we twee zaken tatie behoorlijk veranderd. Het ontwerp is meten: de abstractie-intelligentie en de designvaardigzo gemaakt dat men niet steeds met een heden van de student. Hierna kunnen we de correlatie nieuwe bediening geconfronteerd wordt. bestuderen en vervolgonderzoek doen.

✉ 

Het lastige is nu het combineren van dit Al jaren is er discussie over het al dan niet opnemen van soort ‘design principles’ in de context van wiskundegerelateerde vakken in aan softwareontwikeen te ontwerpen softwaresysteem. Dit keling gerelateerde opleidingen. De één pleit voor extra vereist wat we noemen ‘abstract reasoning’. wiskunde om het abstractievermogen van de student te Ons onderzoek richt zich erop waar in de trainen, de ander pleit voor een vermindering van de hoeveelheid wiskunde, omdat in de praktijk blijkt dat deze kennis weinig wordt toegepast. Er bestaan onderzoeken die kijken naar de relatie tussen abstractievermogen en de prestaties van studenten op het gebied van softwaredesign: sommige vinden geen relatie, terwijl andere dat wel vinden, zij het met een kleine groep testpersonen. Ons onderzoek tracht hier met een groter aantal en een eigen test meer duidelijkheid in te krijgen.

We werken met de volgende hypothesen: H1 UML-domeinkennis zal de designvaardigheden van studenten niet beïnvloeden.

H2 Visueel redeneren staat in relatie tot de prestatie in de design skills test.

H3 Verbaal redeneren staat in relatie tot de prestatie in de design skills test.

H4 Kennis van de Engelse taal (taal van de design skills test) staat in relatie tot de prestatie in de design skills test.

Eureka! nummer 43 – januari 2014

9

wetenschap

Experiment – Online Software Design Skills Test

Om nu gemakkelijk bij een grote groep studenten de softwaredesignvaardigheden te kunnen meten hebben we onze eigen test ontwikkeld. Deze test heeft de vorm van een online survey (limesurvey1) en is daardoor heel gemakkelijk af te nemen. Het afgelopen collegejaar (2012/2013) hebben we met deze online test 2 een experiment gedaan bij twee Europese universiteiten: Chalmers & Gothenburg University en de Universiteit van Utrecht. Om het niveau te meten van de designvaardigheden bij studenten werd gebruik gemaakt van vragen over de eerder genoemde ‘design principles’. Om te bestuderen of er groei was in het leerproces werd er een PRE- en POST-test uitgevoerd (zie figuur 2). Er kunnen meerdere ontwerpen worden gemaakt om hetzelfde probleem op te lossen. Het is daarom lastig in het algemeen te bepalen of een design goed of fout is. Zoals in figuur 1 te zien is hebben we daarom designvaardigheden gemeten door studenten verschillende versies van een softwaredesign te laten bestuderen (figuur 1: ontwerp A, B, C en D ) en ze te laten kiezen welk design het beste is bij beschouwing van een bepaald designprincipe (in figuur 1: single responsibility). Voor abstractie-intelligentie gebruiken we een tweetal tests: figuurreeksen en verbale analogieën.

Fig. 1

De testpersonen waren bachelorstudenten met geen of weinig ervaring op het gebied van softwareontwerp.Beide studentengroepen hadden vergelijkbare voorkennis en een vergelijkbaar niveau. De test werd aangeboden op het moment dat Fig. 2 de studenten een cursus met betrekking tot soft­ ware­ design volgden aan hun universiteit.

1 Te verkrijgen via: http://www.limesurvey.org 2 Demo op : http://umltest.liacs.nl

10

Eureka! nummer 43 – januari 2014

wel met de post-test. UML-kenWe hebben gekeken naar de nis blijkt geen invloed te hebben correlatiecoëfficiënten tussen op de prestaties van de studende verschillende tests. Een cor- ten voor de design skills test relatiecoëfficiënt van .10 wordt (H1). Dat wil zeggen dat we er gezien als een zwakke relatie, in geslaagd zijn een test te ont.30 as gematigde, en .50 als een werpen over de softwaredesignconcepten en niet over de syntax sterke relatie. van de modelleertaal.

Beide tests over abstract redeneren correleerden behoorlijk Opvallend was dat de taal geen (visueel: r = .377 en verbaal invloed heeft op de softwareder = .380) met de design skills signvaardigheden. We hebben post-test (significantieniveau het vermoeden dat dit komt p < .01). Deze correlatie werd doordat het niveau van beide niet gevonden met de pre-test. universiteiten hoog was.

Tussen beide tests over abstract redeneren werd een gematigd Het is zeer aannemelijk te tot sterke relatie gevonden (r = maken dat de test vooruitgang .490, p < .01). De taaltest bleek in in leren meet. De studenten zijn geheel niet te correleren met presteerden beter bij de postde andere tests. test dan bij de pre-test. Hun resultaten correleren met hun Omdat we de studenten volgden tentamenresultaten. tijdens een cursus, hebben we ook de tentamenresultaten bij Nu we weten dat abstractie, of het onderzoek betrokken. Het liever gezegd de aanleg voor bleek dat ook daar correlatie te abstract denken, gerelateerd is vinden was (universiteit A; r = aan softwaredesignvaardighe.317 en universiteit B; r = .536, den en dat ons meetinstrument voor beide p < .01). Verder bleek werkt, kunnen we vervolgstuuniversiteit A betere UML-ken- dies doen. Aangezien de abstracnis te hebben en bleek universi- tie-intelligentie zelf niet aan te teit B beter te zijn in de Engelse leren is, kunnen we wel kijken taal. hoe we deze zo goed mogelijk kunnen inzetten en/of aanspreUit het experiment blijkt dat ken bij bepaalde redeneertaken. abstract redeneren (visueel en Bij deze interventies kunnen verbaal) bijdraagt aan de pres- ook tools ingezet worden zoals taties voor de software design games. Wij hebben een protoskills test (H2,3). Dit is te con- type ontwikkeld waarin we in cluderen uit het feit dat er geen een volgende versie de uitkomcorrelatie met de pre-test was sten van dit onderzoek en vermet de abstracte taken, maar wante studies meenemen. !

Correlaties

Het paper ‘Assessing software design skills and their relation with reasoning skills’ wordt gepubliceerd in ‘Proceedings of the 8th edition of the Educators’ ­Symposium – Models ‘13, ACM/IEEE 16th International Conference on Model Driven Engineering L ­ anguages and Systems’ en is te lezen via www.liacs.nl/~drstikko.

Mocht je dit onderzoek interessant vinden en bij willen dragen, neem dan contact op via: d.r.stikkolorum@liacs.leidenuniv.nl.

geschiedenis

‘Wiskunde is een waarlijk duivelse machine’ Paul Ehrenfest over de quantumrevolutie

< Paul Ehrenfest en Albert Einstein op bezoek bij Pieter Zeeman.

Eind jaren twintig van de vorige eeuw werd de Leidse hoogleraar in de theoretische natuurkunde Paul Ehrenfest veelvuldig overvallen door buien van neerslachtigheid. De razendsnelle veranderingen in zijn geliefde vakgebied baarden hem ernstige zorgen. Die veranderingen golden vooral voor het nieuwe onderzoeksgebied van de quantumverschijnselen.

Door: Frans van Lunteren

In zijn briefwisseling met vooraanstaande Europese natuurkundigen klaagde hij zijn nood.

Bij velen vond hij een gewillig oor. Daaronder bevonden zich ook diegenen die net als Ehrenfest zelf aan de basis hadden gestaan van de quantumrevolutie: natuurkundigen als Planck, Einstein en Schrödinger. Ook zij dreigden het spoor bijster

te raken. Piepjonge natuurkundigen, gewapend met een arsenaal aan nieuwe wiskundige technieken, overspoelden de tijdschriften met artikelen die voor de oude garde vrijwel onleesbaar waren. Zij vormden een nieuwe voorhoede die de oudere generatie verslagen achter liet. Wetenschappelijke vooruitgang wordt niet enkel gekenmerkt door heroïek, maar evenzeer door diepe tragiek.

De opkomst van de ­theorie

De theoretische natuurkunde ontwikkelde zich juist in deze tijd tot een zelfstandig specialisme. In de negentiende eeuw werd het onderwijs in de theoretische fysica vaak uitbesteed aan wiskundigen of aan jonge natuurkundigen die vervolgens een hoogleraarschap in de experimentele natuurkunde in de wacht probeerden te sle-

pen. Die laatste positie ging immers gepaard met de prestigieuze leiding over een universitair laboratorium. Maar in het begin van de twintigste eeuw werden er steeds meer leerstoelen voor theoretische natuurkunde ingesteld en zelfs aparte instituten. Theoretische natuurkunde was niet langer een opstapje in een academische loopbaan, maar werd een volwaardig carrièredoel. Die verandering ging gepaard met een snelle specialisatie, die zich vooral manifesteerde in een uitbreiding van het wiskundig gereedschap en een toenemende abstractie van de theorieën. Waar rond 1900 theoretici nog konden volstaan met partiële differentiaalvergelijkingen, goochelden zij dertig jaar later met waarschijnlijkheidsrekening, vectoren, tensoren, matrices, Hilbertruimtes, groepen en spinoren.

Daarmee veranderden ook de aard en het doel van de theoretische natuurkunde.

Oudere natuurkundigen als Boltzmann, Planck en Lorentz, Ehrenfests Leidse voorganger, streefden vooral naar het formuleren van een inzichtelijk natuurkundig wereldbeeld, gebaseerd op een handvol fundamentele begrippen en wetten.

De een zocht het fundament van de fysica in uiterst kleine materiedeeltjes en de wetten van de mechanica, de ander in elektrische ladingen en vel-

Eureka! nummer 43 – januari 2014

11

geschiedenis 1912 Ehrenfest volgt Lorentz op in Leiden 1900 Stralingstheorie (Planck)

1906 Quantumtheorie van ­soortelijke warmte (Einstein)

3 19

3 19

5

0

Ehrenfest en leerlingen in het Leids > Instituut voor Theoretische fysica.

hem besteed en die liet hij dan ook graag aan zijn medewerkers over. Hij was vooral geïnteresseerd in de grondslagen van de natuurkunde. Of het nu ging om de statistische mechanica (zijn specialiteit) , de relativiteitstheorie, of de quantummechanica, hij wilde vooral weten wat die wiskundige formules fysisch betekenden. Dat ‘begrijpen’ ging hem echter steeds moeizamer af. Zijn rol als onderzoeker leek al enige tijd uitgespeeld, maar ook als docent meende hij uiteindelijk hopeloos te falen. Hij rekende het tot zijn taak om zijn leerlingen zo snel mogelijk in te voeren in de frontgebieden van het onderzoek, maar die waren hem inmiddels geheel vreemd geworden.

Al in 1926 klaagde hij in een brief aan Einstein over indigestie ten gevolge van het ‘unendlicher Heisenberg-Born-

Dirac-Schrödinger Wurstmachinen-Physik-Betrieb’.

Dat was nog deels gekscherend.

Twee jaar later was zijn toon veranderd. Zo bekende hij in een brief aan zijn leerling Kramers het spoor volledig bijster te zijn. Aan zijn Russische vriend Joffe schreef hij zich te voelen als een hond die, inmiddels volledig uitgeput, achter een tram aanholt waarin zich zijn baas bevindt. ‘Hoe hatelijk is alleen al die wiskundige pest waarin de gehele theoretischnatuurkundige literatuur verdronken is’. De oorzaak was de publicatiedrift van jonge natuurkundigen als Von Neumann, met zijn ‘vreselijke wiskundige kanonnen’ en zijn ‘onleesbaar gecompliceerde formules’. Ook < Ehrenfest en Einstein met Ehrenfests zoon .

12

1933 Ehrenfest beëindigt zijn leven

25 19

20 19

Zowel in zijn onderwijs als in zijn onderzoek draaide bij Ehrenfest alles om inzicht. Lange wiskundige afleidingen waren niet aan

1925 Matrixmechanica (Heisenberg)

1923 Ehrenfest richt De Leidsche Flesch op

15 19

5

0

Vreselijke wiskundige kanonnen

10 19

0 19

0 19

den en de wetten van de elektrodynamica. Wiskunde was bij dit alles enkel een hulpmiddel, dat het zicht op de diepere aard van de werkelijkheid niet in de weg mocht staan. Deze hang naar inzicht maakte geleidelijk plaats voor een meer pragmatische kijk op natuurkundige theorieën. Die dienden steeds meer als wiskundig instrument voor kwantitatieve voorspellingen. Als die overeenkomen met in laboratoria verrichte metingen is het werk voltooid.

De vraag wat die theorieën ons zeggen over de aard van de werkelijkheid werd geleidelijk aan als niet ter zake doend terzijde geschoven. Voor mensen als Einstein en Ehfrenfest was dat een gruwel.

1913 Quantumtheorie van atoom (Bohr)

1926 Golfmechanica (Schrödingen) Quantumalgebra (Dirac)

Eureka! nummer 43 – januari 2014

de jonge Oppenheimer, tijdelijk op bezoek in Leiden, had in Ehrenfests ogen de neiging fysisch problemen onmiddellijk te lijf te gaan met zwaar wiskundig geschut, zonder eerst diep na te denken. ‘Zij voeren allen als apen hun gezamenlijke dansjes uit’.

Ehfrenfests correspondenten beaamden zijn diagnose. Planck en Einstein bekenden dat ze de jonge Britse virtuoos Dirac nauwelijks meer konden volgen. In Einsteins woorden: ‘Ik heb moeite met Dirac. Dit balanceren op het duizelingwekkende pad tussen genialiteit en gekte is afschuwelijk.’ Max Born klaagde eveneens over de stijl van de jonge fysici. Hij beschuldigde Oppenheimer ervan door zijn roekeloos najagen van elk nieuw idee de theoretische

Ehrenfest en leerlingen (vlnr Gerhard Dieke, Samuel Goudsmit, Jan Tinbergen, Paul Ehrenfest, Ralph Kronig en Enrico Fermi)

natuurkunde in ­Göttingen tot stilstand te hebben gebracht.

Schrödinger was nog scherper in zijn uitlatingen. Hij vergeleek de publicatiedrift van de jongeren met ‘verfoeilijke masturbatie, erger want perverser dan de fysieke variant’.

Jonge theoreten als Neumann, Wigner en London ontbeerden volgens hem een helder inzicht in de theoretische natuurkunde. Het heeft ze er overigens niet van weerhouden een enorme reputatie op te bouwen als theoretisch fysicus.

Uitsluitend praktisch resultaat

Ehrenfest zag in die wiskunde bovenal een verlengstuk van de moderne samenleving waarin de oprukkende techniek mensen vervreemdde van hun omgeving. ‘Wiskunde is onmenselijk zoals elke waarlijk duivelse machine en het doodt iedereen wiens ruggenmerg niet is aangepast aan de beweging van de tandwielen’. Zoals veel tijd-

genoten sprak hij in dit verband ook wel van ‘Amerikanisering’.

Zelf had hij een aantal keer Amerika bezocht. Hij bewonderde de energie en openheid van het Amerikaanse volk, maar verafschuwde hun pragmatisme.

Doeners waren het, geen denkers. Het Amerikaanse onderwijs was volgens hem uitsluitend gericht op praktisch resultaat.

Daardoor hadden de Amerikanen al te simpele opvattingen over ‘het rassenprobleem en immigratie, het bestrijden van mijnwormziekte en malaria, over Einsteins relativiteitstheorie, radio en dynamomachines’.

Tegelijkertijd realiseerde Ehrenfest zich dat Amerika op termijn Europa ook in wetenschappelijk opzicht zou overvleugelen. Dat proces zette al in na Ehrenfests zelf gekozen dood in 1933. Daarmee groeide de instrumentele kijk op de natuurkunde. Ten tijde van de koude oorlog leerden Amerikaanse natuurkundigen enigszins filosofische vragen te

Over de auteur: Frans van Lunteren studeerde natuurkunde in Utrecht, alwaar hij vervolgens promoveerde op een wetenschapshistorisch proefschrift over zwaartekrachttheorieën van Newton tot Einstein. Sinds 2002 werkt hij halftijds aan de Amsterdamse VU als hoogleraar in de geschiedenis der natuurwetenschappen en sinds 2007 bekleedt hij een soortgelijke leerstoel in Leiden. Wat hem daarin fascineert is de groeiende rol van de natuurwetenschap in een moderniserende samenleving en de weerslag die die maatschappelijke veranderingen hebben op de aard van die wetenschap zelf. Zowel de wijze van wetenschapsbeoefening als de resulterende beelden van de natuur lijken in veel opzichten een weerspiegeling van de veranderende samenleving.

Bovenal kun je je als wetenschapshistoricus ongestraft met werkelijk alle denkbare onderwerpen bezig houden. vlunteren@strw.leidenuniv.nl

✉

schuwen. Nadenken over ruimte en tijd of exotische zaken als quantumverstrengeling gold als slecht voor je carrière. ‘Shut up and calculate!’ werd het parool. Dat tij is inmiddels weer wat gekeerd. Maar de vraag bli-

jft wat nu eigenlijk het voornaamste doel is van de natuurkunde: inzicht in de aard van de werkelijkheid óf lucratieve toepassingen als snellere computers, slimmere smartphones, en krachtigere wapens. !

Eureka! nummer 43 – januari 2014

13

cultureel

Onze rondleiding door de Pieterskerk begint in een voor het publiek afgesloten wandelgang: Frieke Hurkmans, directeur-bestuurder van de Stichting Pieterskerk, brengt ons vanaf de kosterswoning naar het monument. Eenmaal aangekomen in de grote ruimte horen we zacht op de achtergrond een bandje met orgelmuziek, wat zich rustig mengt met het voorzichtige gefluister van het handjevol bezoekers.

'De Pieters­kerk herbergt veel interessante verhalen, die je bij een vlug bezoek niet snel leert kennen'

Mensen uit de stad kennen het kerkgebouw vooral van open dagen, evenementen, de opening van het academisch jaar en tentamens van de grotere Leidse studies. Aan de ene kant is de Pieterskerk een grote congreszaal met hier en daar een pilaar, die zich uitstekend leent voor dit soort gelegenheden. Aan de andere kant kent de Pieterskerk een lange geschiedenis en herbergt ze inmiddels veel interessante verhalen in hoeken en kieren, die je bij slechts een vlug bezoek niet snel leert kennen.

Katholieke kerk

Het bijna 900 jaar oude monument was in het begin slechts een kleine kapel. Toen de Graven van Holland naar ‘s-Gravenhage verhuisden, werd de kapel aan de stad geschonken. Voor de wijding aan de heiligen Petrus en Paulus wordt het jaartal 1121 aangehouden. Deze Pieter- en Pauluskerk had al snel behoefte aan meer ruimte, aangezien de bevolking van de stad gestaag groeide.

De Hooglandse Kerk bestond immers nog niet en daarmee was de Pieter- en Pauluskerk de centrale kerk van de stad Leiden.

Het is lastig voor te stellen dat de Pieterskerk ooit een katholieke kerk was: alle bakstenen muren, houten plafonds en netjes 14

Eureka! nummer 43 – januari 2014

900 jaar Het

bijna

900

jaar oude monument was in het begin slechts een kleine kapel.

gewitte oppervlakken waren ooit van top tot teen beschilderd met Bijbelscènes, heiligen en engelen. Waar ruimte was voor een heiligenbeeld kon je er een vinden. Hoe meer goud, hoe beter. In totaal was de kerk bezaaid met zo’n 45 altaren van verschillende gildes en rijke families, met ieder een eigen priester en koor. De rust die de ruimte vandaag de dag uitstraalt (en die de bezoekers proberen te handhaven door te fluisteren en rustig te lopen) is niet van alle tijden. De vele altaren met elk hun eigen bezigheden zorgden voor het nodige geluid, om nog maar te zwijgen over het verkeer door het transept: dit dwarse stuk van de kerk (ook wel dwarsschip genoemd) was een veelgebruikte route om met paard en wagen van de ene naar de andere kant van de kerk te komen. Al met al was het dikwijls een herrie van jewelste. Daarnaast werd al in de katholieke tijd de kerk regelmatig gebruikt voor grote feesten - misschien zelfs iets uit-

bundiger dan we ons vandaag de dag kunnen indenken. Het sacrale idee dat we vandaag de dag bij het kerkgebouw hebben, is niet altijd van toepassing geweest.

Protestantse kerk en monument

In de zestiende eeuw had het kerkgebouw kathedrale omvang aangenomen: het was toen een prestigeobject van de Katholieke Kerk. De Beeldenstorm die in 1566 in de nacht van 25 augustus het kerkgebouw aandeed, maakte echter een einde aan de versieringen. Niet alleen beelden en afbeeldingen van Bijbelse figuren werden vernield, ook de meeste liturgische objecten werden gestolen of vernietigd.

Een van de weinige schilderijen die, met dank aan stadssecretaris Jan van Hout, de Beeldenstorm ongeschonden is doorgekomen, is het altaarstuk ‘Het laatste oordeel’ van Lucas van Leyden. Momenteel is deze te vinden in Museum De Lakenhal.

Na de Beeldenstorm is de Pieterskerk een protestantse kerk geworden. Hierbij is de binnenkant vrijwel geheel wit geschilderd. Bepaalde objecten zijn intact gelaten, zoals glas-in-loodramen. Ook overgebleven zijn de gildenborden op sommige pilaren. Deze zijn momenteel eigendom van de Lakenhal, die ze in bruikleen heeft gegeven aan de Stichting Pieterskerk.

Tegenwoordig is de Pieterskerk een monument en worden er geen diensten meer in gegeven. In deze seculiere tijd is besloten de witte laag van de muren af te halen.

Vandaag de dag vind je alleen nog het koor en de gewelven nog in de hervormde witte staat. De rest van het kerkgebouw vertoont weer bakstenen en houtreliëf. Je ziet dus de Pieterskerk met zowel neutrale als protestantse eigenschappen.

Graven

Een groot deel van de vloer van het kerkgebouw is bedekt met grafstenen. Momenteel zijn alle graven “geschud”, oftewel leeggehaald. Een graf binnen in de kerk was enorm duur, vandaar dat alleen rijke en voorname mensen zich dit konden veroorloven. De term “rijke stinkerd” refereert dan ook aan de stank die zich dagenlang ophield in het kerkgebouw zodra er weer een welvarend persoon binnen de muren begraven moest worden.

Over de auteur: Tom Warmerdam is masterstudent Cosmology aan de Universiteit Leiden.

Na zijn dubbele bachelor natuurkunde/sterrenkunde besloot hij in Leiden te blijven, waar hij reeds enkele jaren actief is binnen verscheidene commissies van De Leidsche Flesch. Sinds kort zit hij in de eindredactie van de Eureka!.

✉

tswarmerdam@hotmail.com

Een graf in de kerk draaide om prestige en prominentie. Als er genoeg geld was kon er ook een rouwbord gemaakt worden met vaak een overdreven zielig engeltje erop. Om aan te geven welk rouwbord aan de muur bij welk graf op de vloer hoorde, werd de grafsteen voorzien van een pijltje.

Zo kon je aan de grafsteen zelf al zien dat de begraven persoon dubbel rijk was.

Link naar universiteit en weten­ schap

De universiteit heeft sinds haar oprichting altijd een hechte band gehad met de Pieterskerk. Zo is de oprichtingsakte van de universiteit in de Pieterskerk getekend en worden ieder jaar de opening van het academisch jaar en de dies natalis in de Pieterskerk gevierd. Ook zijn veel belangrijke wetenschappers in de Pieterskerk begraven. Zo is er een gedenkmonumentje gemaakt voor Herman Boerhaave, inclusief een stuk vloer dat niet met een grafsteen bedekt is maar met straatstenen: wellicht komt hier ooit nog een steen voor hem te liggen. Een stukje verderop hangt een bekend epitaaf: vergezeld van een wiskundig proefschrift over het getal pi vinden we een eerbetoon aan Ludolph van Ceulen. Een replica hiervan is te vinden in het Snelliusgebouw waar het Mathematisch Instituut gehuisvest is. Aan de muur achter deze zuil hangt een gedenksteen voor Willebrord Snel(lius) naast een voor Clusius.

Kortom, het “sterft” van de wetenschappers in onze Pieterskerk.

Rentmeesterskamer

Verstopt aan het uiteinde van een lange voor het publiek afgesloten gang bevindt zich de Kerkrentmeesterskamer. Deze heeft een zeventiende-eeuws interieur en werd gebruikt als vergaderruimte voor de toenmalige kerkrentmeesters, die over het geld van de kerk gingen. Bijzonder aan deze ruimte is onder andere het goud-

leerbehang. Dit is niet gemaakt van goud, maar doordat het vernis een legering aangaat met het gebruikte zilver komt er een goudkleurige gloed over het kalfsleer. Aan de linkerzijde staat een kast die nog steeds gebruikt als glazenkast. Het gerucht ging dat de kamerheer, die zorgde voor glazen, drank en al wat de rentmeesters nodig hadden, via de kast in de wijnkelder kon komen. De mysterieuze trap die vanaf de kast naar de kelder zou leiden, werd na lang zoeken echter niet gevonden.

Wijnkelder

Tijdens het laatste deel van de rondleiding krijgen we de voormalige kosterswoning te zien. Deze werd tot de zomer van 2011 bewoond, waarna het weer in het bezit van de Pieterskerk kwam. Bij deze woning horen ook een binnenplaatsje en een kelder, die de kerk goed kon gebruiken, aangezien deze verder geen echte opslagruimte heeft.

Bij het installeren van een nieuwe vochtregulerende installatie aan het eind van de zomer van 2013 werd echter een dunne muur ontdekt in de kelder. Wat bleek?

Hierachter was een traptrede te vinden!

Snel werd de volledige trap richting de Kerkrentmeesterskamer blootgelegd. Zo blijkt een jarenlang vermoeden dat de kelder voor drankopslag bedoeld was, opeens waar te zijn. Er is onlangs dan ook besloten om er weer een wijnkelder van te maken.

Waar deze laatstgenoemde anekdote een goed voorbeeld is van een directe connectie met het verleden, kom je ook in de Pieterskerk zelf voortdurend de geschiedenis tegen. Studenten uit Leiden hebben het voorrecht te studeren aan de oudste universiteit van Nederland met al zijn geschiedenis. De Pieterskerk herbergt dit culturele en wetenschappelijke erfgoed van de universiteit. !

Eureka! nummer 43 – januari 2014

15

fotoreportage

De

Pieterskerk foto's: Pim Overgaauw

Het orgel in de Pieterskerk bevat nog steeds een gedeelte van het originele pijpwerk uit 1446.

Het transept werd vroeger gebruikt om met paard en wagen van de ene naar de andere kant van de Pieterskerk te komen.

Orgel

Boerhaave heeft niet alleen een gedenkmonument in de Pieterskerk: er is ook een stuk vloer voor hem gereserveerd, mocht er ooit nog een grafsteen voor hem worden gemaakt.

16

Eureka! nummer 43 â&#x20AC;&#x201C; januari 2014

Graf Boerhaave

Het schoenmakersgilde is nog steeds vertegenwoordigd in de Pieters van een gildebord uit de kathkerk door middel olieke periode.

Transept In de prachtig versierde Kerkrent­meesterkamer werd vergaderd over het geld van de Pieterskerk.

Gildebord schoenmakers

Afgelopen zomer is in de kelder een geheime trap naar de Kerk­rent­ r meesters­kame ontdekt. De u kelder wordt rnd gerestauree r. tot wijnkelde Kerkrentmeesterskamer

Wijnkelder Eureka! nummer 43 – januari 2014

17

wetenschap

The quest for compact m galaxies in the nearby Door: Pim Overgaauw en Annemieke Verbraeck, bachelorstudenten ­Sterrenkunde Supervisors: Marijn Franx, Daniel Szomoru, Jesse van de Sande

In the last decade, many studies have found that quiescent galaxies compose a big part of the massive galaxy population at high redshift, or z ≥ 2, which is ~ 10 billion years ago. Van Dokkum et al. (2008) observed nine massive, quiescent galaxies at z ~ 2.3 and compared them to galaxies from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS), a survey of the nearby universe. They found that the nine galaxies had a median mass of ~ 1.7 × 1011 M◉ and a median effective radius of only ~ 0.9 kpc. Meanwhile, galaxies in SDSS with the same mass have an effective radius of ~5.0 kpc.

This means that the nine galaxies at z ~ 2.3 are about 4-6 times smaller than SDSS galaxies with the same mass. These kind of compact, massive, quiescent galaxies have not yet been found in the nearby universe!

Which is why we are on a quest to find them.

There are several explanations as to why compact, massive, quiescent galaxies have not been found at low redshift yet. The first is that the quiescent galaxies, which contain very low amounts of gas, could evolve through, for example, “dry” mergers between galaxies. A dry merger is a merger between gas-poor galaxies, so it has little to no effect on star formation. These dry mergers can be divided into two kinds, ma jor and minor mergers. Major mergers occur when two galaxies of the same size collide, resulting in a larger and more massive galaxy.

18

Eureka! nummer 43 – januari 2014

1

Introduction

In February 2013 Annemieke and I started to work on our bachelor thesis. Our goal was to search for a specific kind of galaxy in the nearby universe. The galaxies we were looking for had to be quiescent, which means they have a very old stellar population, because no new stars are formed in the system. On top of that we needed the galaxies to be massive and compact. In this article we present a short overview of why we needed to go on this quest, how we approached it and what our findings were at the end. with roughly the same density. Minor mergers occur when one of the galaxies is significantly larger than the other, causing the larger galaxy to grow in size faster than in mass, so that the density goes down. A combination of these mergers could be a good candidate to explain why the compact, massive, quiescent galaxies in the nearby universe are not as compact as 10 billion years ago. However, Nipoti et al. (2012) concluded that minor and major mergers are not sufficient to explain the observed size growth of these galaxies within the current understanding of the universe. If this is true, there have to be other processes that contribute to the size evolution. Or, if there are no other such processes, there should be compact, massive, quiescent galaxies left at z = 0, the present day.

Another explanation for the lack of these kind of compact galaxies at low redshift is that SDSS is incomplete. It is important that there is no stellar contamination in the sample (meaning there are

only galaxies in our sample, not stars), but in some cases it is very difficult to distinguish between stars and galaxies; unresolved or marginally resolved galaxies (galaxies that appear smaller than the resolution of the telescope) can look like stars. The stargalaxy separation SDSS uses might be insufficient and some of the more compact and possibly unresolved galaxies could have been misclassified as stars.

Given both explanations for the lack of compact, massive, quiescent galaxies in the nearby universe, we expect to find these objects in the nearby universe.

Of course we can’t search in SDSS if they indeed misclassifed the galaxies as stars.

That is why we used a new survey of the sky which had just been released, called the Galaxy And Mass Assembly (GAMA).

This survey uses a different star-galaxy separation, which applies not only the size criterium used by SDSS, but also a colour selection, to make sure small, compact galaxies will not be left out of the catalogue.

'Unresolved or marginally resolved galaxies can look like stars'

massive quiescent by universe 2

Quest

To find candidates for the compact, massive, quiescent galaxies we search for the galaxies in GAMA that were classified as “star” in SDSS. SDSS has a type classification for different kinds of objects; stars, galaxies, Quasi-Stellar Objects (QSO), etc. As “type = 6” is the flag for the object classification “star”, from here on we will use the term “Type 6 objects” to prevent confusion for the words galaxy and (classified as) star.

To distinguish between star-forming and quiescent galaxies we use a colour selection based on the whole population. Quiescent galaxies, unlike star forming galaxies, have a very strong 4000 Ångstrom break (a big jump in flux at 4000 Ångstrom), which can clearly be seen in Figure 1 (Kriek et al. 2009). The 4000 Ångstrom break is caused by the absorption of high energy radiation from metals in the stellar atmospheres of old stars and by a deficiency of hot, young, blue stars. We use this feature by comparing the magnitudes of the galaxies in two wavelength regimes, one before (the u-band, which is centered at 3551 Å) and one after the break (the r-band, which is centered at 6165 Å). For quiescent galaxies the u − r colour is redder as compared to the star forming galaxies. As can be seen in Figure 2, in the redshift slice 0.1 < z ≤ 0.15 there is an obvious bimodality between red and blue galaxies. For larger redshift ranges, the bimodality is less visible, but the two groups are still clearly separable. Based on these figures we take the simple selection criterium u − r > 2 for quiescent galaxies.

Figure 1: Top: stacked spectra of quiescent galaxies. Bottom: stacked spectra of starforming galaxies. We use the 4000 ångstrom break, clearly visible in spectra of quiescent galaxies as a dominant feature to select these galaxies. (Figure from Kriek et al. 2009.)

Figure 2: Magnitude-colour contourplot for different parts of our sample of GAMA galaxies. Left: redshift slice of 0.1 < z ≤ 0.15. An obvious bimodality can be seen between the red and the blue population, Right: redshift slice of 0.1 < z ≤ 0.3. The bimodality is less visible in this figure, but the red population is still clearly separable from the whole sample. Based on these figures we take the simple selection criterium u − r > 2 for red galaxies.

Eureka! nummer 43 – januari 2014

19

wetenschap

3

Results

In Figure 3 we show the magnitudecolour diagram of our sample including the Type 6 objects. Most of these objects are very blue and only five are red, according to our colour selection. Considering the estimation of Trujillo et al. (2009), that without size evolution from z > 2 to the present there should be several thousands compact, massive, quiescent galaxies in SDSS, we expected to see more red galaxies and were surprised by the relatively large amount of blue Type 6 objects in our selection.

Figure 3: Magnitude-colour diagram of the sample in differ- ent redshift slices in the redshift range 0.1 < z ≤ 0.3. Grey dots represent the entire population. The large red and blue dots are red Type 6 and blue Type 6 objects respectively, according to our colour selection derived from Figure 2. Most of the Type 6 objects are very blue, and only five are red.

Figure 4: Spectra and images of the five red Type 6 objects in the sample.

The yellow line in the spectra indicates the place of the 4000 Ångstrom break. As this break is clear in the first three spectra, these are quiescent galaxies. The other two spectra do not show a visible 4000 Ångstrom break and it is not clear whether the peaks in the spectra are emission lines or noise. Shown with a green line is the OII emission line, which is an indicator for either AGNs or star-forming galaxies (Yan et al. 2006) and which coincides with peaks in these two spectra.

20

Eureka! nummer 43 – januari 2014

We looked at the spectra and images of the five red objects we found, Figure 4, and saw that three of them had clear 4000 Ångstrom breaks, meaning they are definitely quiescent. The other two spectra do not show a clear 4000 Ångstrom break. These two galaxies could be dust-obscured starburst galaxies or Active Galactic Nuclei (AGN) instead of quiescent galaxies.

Once we had determined the masses and sizes of our objects we were able to determine if they are not only quiescent, but massive and compact as well. In Figure 5 we show a masssize diagram and a mass-density diagram of the whole sample with the Type 6 objects clearly indicated within this sample.

We find that our Type 6 objects are indeed compact, ~2-3 times smaller than their SDSS counterparts at similar masses. We also find superdense massive galaxies, with masses of ~ 1011 M◉ and radii below 1 kpc. The Type 6 objects have a median density which is ~100 times higher than the median density in the whole sample!

Figure 5: Left: Mass-size diagram of the whole sample and the Type 6 objects. Right: Mass-Density diagram for the same samples. In both diagrams the small light blue and light red dots are the blue and red objects from SDSS, respectively. The dark blue and dark red dots are our Type 6 objects and the large red stars our three compact, massive, quiescent Type 6 objects.

In the mass-size diagram the red and blue line are the running medians for red and blue objects.

4

Conclusion

The three compact, massive, quiescent objects we found are amongst the most massive objects in our sample, with a median mass of 2.13 × 1011 M◉, a median size of 0.8 kpc and a median density of 6.61 × 1010 M◉ kpc−3. To see how compact these galaxies are, we compare them to SDSS red sequence galaxies in the same mass-range.

We found that the median density of our compact, massive, quiescent galaxies is ~300 times higher than the densities of local red sequence galaxies of the same mass! The galaxies at z ~ 2.3 that van Dokkum et al. (2008) researched had a median density ~ 180 times larger than red sequence galaxies at the same masses.

If we rely on the radii from SDSS we have found compact, massive, quiescent galaxies in the nearby universe,

comparable to the galaxies van Dokkum et al. (2008) found. However, we only found a small number of these galaxies. Only three out of the 11490 massive SDSS red sequence galaxies (M > 1011M◉) in our sample are also compact (re < 1 kpc), which is only ~ 0.0003%.

Only four out of 14285 massive SDSS galaxies (including blue galaxies) are compact as well as massive.

According to Trujillo et al. (2009), several thousands of compact, mas-

sive galaxies should be found in SDSS. Even though GAMA covers a smaller part of the sky than SDSS (~ 280 eg2 instead of 6750 deg2) we expected to find several dozens of compact, massive galaxies. However, we only found three of them. We have to conclude that compact, massive, quiescent galaxies have to undergo significant size evolution from z ~ 2 to the present. !

Over de auteur:

Over de auteur:

Pim Overgaauw is bachelorstudent Sterrenkunde aan de Universiteit Leiden. Hij is nu bezig met het afronden van zijn bachelorstudie, om begin 2014 met een master Research in Astronomy te beginnen. Samen met Annemieke heeft hij zijn bachelorscriptie, getiteld “The Quest for Compact Massive Quiescent Galaxies in the Nearby Universe.”, geschreven onder begeleiding van Marijn Franx, Daniel Szomoru en Jesse van de Sande. Hij was enkele jaren geleden bestuurslid van De Leidsche Flesch en is nog steeds actief in allerlei aspecten van de vereniging.

Annemieke Verbraeck is een bachelorstudent Sterrenkunde aan de Universiteit Leiden. Ze is nu bezig met een schakelminor bij Technische Informatica aan de Technische Universiteit in Delft, zodat ze volgend jaar kan beginnen aan een master Computer Science. Samen met Pim heeft ze een bachelorscriptie, getiteld “The Quest for Compact Massive Quiescent Galaxies in the Nearby Universe.”, geschreven onder begeleiding van Marijn Franx, Daniel Szomoru en Jesse van de Sande. Ze was in vooral in haar eerste studiejaren actief bij De Leidsche Flesch en heeft twee keer een studiereis georganiseerd.

✉

overgaauw@strw.leidenuniv.nl

✉

verbraeck@strw.leidenuniv.nl

Eureka! nummer 43 – januari 2014

21

interview

Door: Kevin Widdershoven, bachelorstudent natuurkunde en geschiedenis, en Ellen Schlebusch, masterstudent wiskunde Foto's: Pim Overgaauw

Interview met Wessel Valkenburg ‘Een verre spiegel maakt je heel jong’ 22

Eureka! nummer 43 – januari 2014

Op 14 september heb je de eerste Leidse versie van Ig Nobel 24/7 gewonnen. Wat houdt deze 24/7-wedstrijd precies in?

Het is allemaal entertainment rondom de echte Ig Nobelprijzen, die in Harvard worden uitgereikt. De Ig Nobelprijzen zijn een parodie op de Nobelprijzen en eren werk waar je eerst om moet lachen en daarna over moet nadenken. In Harvard maken ze van de uitreiking altijd een hele show en komen er ook mensen om hun wetenschappelijke werk uit te leggen in 24 seconden en daarna samen te vatten in 7 woorden. Degene die dit het beste doet wordt de winnaar van de Ig Nobel 24/7-wedstrijd.

Dit jaar is de 24/7-wedstrijd, bestaande uit twee voorrondes en een finale, voor het eerst ook in Leiden georganiseerd. De officiële opdracht is dat de uitleg van 24 seconden technisch is en dat de samenvatting van 7 woorden voor de leek is. Maar om in 24 seconden technische uitleg te geven is natuurlijk onmogelijk. Ik heb me daar zelf ook bewust niet aan gehouden. Die zeven woorden gelden als een mooie uitsmijter en die 24 seconden kun je natuurlijk heel goed gebruiken om die uitsmijter in te leiden. Dat heb ik dus ook gedaan. Hoe ik dan technisch tot die conclusie van 7 woorden ben gekomen, dat kun je niet uitleggen in 24 seconden.

Hoe ben je erbij gekomen om mee te doen?

Hoe was de finale?

Er waren drie deelnemers, de bioloog Menno Schilthuizen, Youp van ’t Hek en ik. Ik ben er natuurlijk apetrots op dat ik van Youp van ’t Hek heb weten te winnen. Ik heb begrepen dat hij het ook niet makkelijk vond om slechts 24 seconden iets te vertellen. Uiteindelijk speelde hij dat wel klaar, natuurlijk; hij is een meester in toneelkunst. Als je technisch de verhalen bekijkt, denk ik dat Youp van ’t Hek zijn tekst toch wel beter was dan de mijne. Het was rustiger, hij had heel duidelijk een verhaallijn en de grap aan het einde sloot daar perfect bij aan. Ik heb ook wel gepoogd dat te doen, maar ik merkte dat ik toch wat moeite had om het in die 24 seconden klaar te krijgen en daardoor wat sneller ben gaan praten.

Ik wilde natuurlijk ook een wetenschappelijk stukje tekst uitleggen; dat was voor Youp van ‘t Hek makkelijker. Hij kon gewoon een passage uit de werkelijkheid vertellen, zonder iets daaromheen te hoeven uitleggen. Zijn verhaal ging erover dat hij de sociale wetenschap totaal niet vertrouwt. Alle sociale wetenschappers zijn wat hem betreft Stapel. Dat is natuurlijk ook wel heel mooi gevonden.

‘Ik ben er natuurlijk apetrots op dat ik van Youp van ’t Hek heb weten te winnen’

Het was niet mijn idee. De organisator heeft zijn contacten benaderd en gevraagd of zij jonge wetenschappers wisten die dit wel konden. Zo kwam hij terecht bij de directeur van het InstituutLorentz. Die stelde mij voor en meende dat ik dat wel zou kunnen en dat ik het leuk zou vinden. Dat ik het leuk zou vinden, dat klopte.

En dat je het kon ook blijkbaar. Hoe heb je je voorbereid?

Het was niet makkelijk. Ik heb er steeds wel een of twee dagen voor genomen om te bedenken wat ik precies ging zeggen, want in 24 seconden moet je elk woord afwegen. En als je dan eenmaal een tekst hebt die 24 seconden lang is, dan ben je er uiteindelijk toch niet tevreden mee, omdat de boodschap eigenlijk helemaal niet overkomt. Je moet steeds schaven tot je uiteindelijk uitkomt bij de boodschap die je echt over wilt brengen. Als je dat eenmaal weet, dan kun je daaromheen een paar zinnen neerzetten. Meer dan een paar zinnen kun je ook niet zeggen in 24 seconden.

Ik denk dus dat het publiek ook wel een beetje een vooroordeel heeft. Ze weten dat Youp van ’t Hek heel goed is, dus die kan heel moeilijk zichzelf overtreffen en heeft daarmee een veel grotere opgave dan ik. Ik ben een onbekend, jong persoon, die het heel enthousiast ook maar probeert. Dat is makkelijker scoren bij het publiek, denk ik.

Hoe is de winnaar uiteindelijk bepaald?

Dat was met behulp van een applausmeter. Eén van de Ig Nobelprijzen, de Ig Nobelprijs van de Vrede, ging dit jaar naar Lukashenko, de dictator van Wit-Rusland, omdat hij een verbod op publiekelijk applaudisseren heeft ingesteld. Het enige wat het publiek daar kan is, als hij een toespraak geeft, middenin gewoon beginnen te applaudisseren om het te laten ophouden. En dat heeft hij dus verboden. Maar, nog mooier, daarna hebben ze een boete uitgedeeld aan iemand wegens applaudisseren in het openbaar, aan een man met één arm. Tijdens de 24/7-lezingen hier in Leiden had de organisatie, om in dat thema te blijven, het publiek verplicht om met één arm te applaudisseren.

Dat betekende dus dat je met je buurman moest klappen. Daar had het publiek ontzettend veel lol in.

Waarover ging jouw 24/7-lezing?

Over of wij in het midden van het heelal wonen of niet.

Binnen de wetenschap is het soms moeilijk om aan dit thema te werken. Je moet je boodschap heel erg voorEureka! nummer 43 – januari 2014

23

interview

zichtig brengen, want als je niet oppast, dan denken mensen meteen dat je anti-Galileïsch praat en dat je de weg kwijt bent. De motivatie voor mij om dit te onderzoeken is niet dat ik denk dat we in het midden van het heelal wonen, maar juist dat het tot nu toe alleen maar een idee is dat we niet in het midden wonen. Filosofisch gezien is dit idee wel heel goed te onderbouwen, want je kunt wetenschappelijk weinig aanvangen met het heelal als je niet aanneemt dat het overal is als hier. Pas als je dit wel aanneemt, kun je wat gaan zeggen over hoe het hele heelal functioneert en hoe het evolueert.

Wessel Valkenburg maakt computersimulaties om te weten te komen hoe ons heelal eruit zou zien als we op een speciale plek wonen. Deze afbeelding laat zien hoe ons heelal eruit zou zien als we op een plek wonen met relatief weinig materie.

Ik ben het middelpunt van het heelal.

Of zijn we gewoon, net als elders?

Kosmologie is 13 miljard jaar terug in de tijd kijken.

We zien daar alleen het jonge heelal, kort na de oerknal. Hier is het heelal inmiddels oud. Maar hoe was het jonge heelal hier?

Verre wolken stof reflecteren licht van hier kort na de oerknal.

We blijken bijzonder gewoon.

Een verre spiegel maakt je heel jong

De winnende 24 seconden en 7 woorden van Wessel Valkenburg 24

Eureka! nummer 43 – januari 2014

Het heelal is 13 miljard jaar oud, dus het verste wat we kunnen zien is grofweg 13 miljard lichtjaar ver. Als er daar andere natuurwetten gelden dan hier, dan hebben we geen benul hoe die precies werken. Je kunt immers niet daarheen gaan en experimenten doen volgens die natuurwetten. En als je iets niet kunt testen, dan is het geen wetenschap. Dus alleen als die natuurwetten die hier gelden ook daar gelden, kun je überhaupt iets zeggen over de kosmologie.

Dit bedenken we alleen nog maar door te beredeneren.

De vraag is, kun je ook door waar te nemen onderbouwen dat we inderdaad niet in het midden wonen.

Dat is mijn onderzoek geweest. Want als we op een speciale plek wonen, dan heeft dat belangrijke consequenties voor het huidige kosmologische model. Wat wij vinden in mijn onderzoek is dat het in principe te meten is of we in het midden wonen, maar dat de huidige metingen nog niet voldoende zijn om uit te sluiten dat we in het midden wonen. Dus we wonen al op een minder speciale plek dan we tot voor kort konden zeggen. We hebben het al minder speciaal gemaakt met de waarnemingen, maar we moeten nog een stukje verder gaan om te zeggen dat het echt gewoon is.

Hoe hebben jullie onderzocht of we in het midden van het heelal wonen?

Niet door nieuwe waarnemingen, maar door nieuw theoretisch onderzoek wat een verband kan leggen tussen de waarnemingen die we hebben en op wat voor een plek we wonen. De waarnemingen die er zijn, maken al duidelijk dat de natuurwetten die we kennen overal hetzelfde gelden, binnen een bepaalde marge.

Dan is de volgende vraag of de beginsituatie, dus het heelal kort na de oerknal, overal hetzelfde is geweest.

Die beginsituatie rondom ons kunnen we niet meer zien, want dat is 13 miljard jaar geleden. De beginsituatie op 13 miljard lichtjaar afstand, die zien we nu, want dat licht komt net hier aan. Dat ziet er in alle richtingen tamelijk hetzelfde uit. We hebben nu een

Wie is Wessel Valkenburg?

Wessel Valkenburg heeft natuurkunde gestudeerd in Utrecht. Na zijn studie promoveerde hij bij het Laboratoire d’Annecy-le-vieux de Physique Théorique, om vervolgens, via RWTH Aachen University en de University of Heidelberg, in Leiden als Veni-laureaat terecht te komen bij het Instituut-Lorentz voor Theoretische Fysica.

Op 14 september won Wessel Valkenburg de Ig Nobel 24/7 battle in Leiden, waar hij zijn onderzoek uitlegde in 24 seconden en samenvatte in deze 7 woorden: ‘Een verre spiegel maakt je heel jong’.

✉

valkenburg@lorentz.leidenuniv.nl



www.wesselvalkenburg.nl

methode bedacht om iets te kunnen zeggen over hoe het hier 13 miljard jaar geleden was.

Licht dat hier na de oerknal vertrok is natuurlijk weg, dat is in andere richtingen gevlogen, en men heeft bedacht dat dat in bepaalde structuren in het universum, in gaswolken, kan weerkaatsen, terug deze kant op. Dat is dus echt een heel verre spiegel en daarin zouden we licht kunnen zien dat 6,5 miljard jaar heen en 6,5 miljard jaar terug heeft gevlogen. We zien dat het licht van hier niet heel anders is dan het licht dat van ver komt, want we kunnen het geen onderscheid zien. Het had heel erg anders moeten zijn dan het licht dat van 13 miljard lichtjaar afstand komt om het te kunnen ontwaren. Wat we de afgelopen twee, drie jaar hebben gedaan is uitrekenen hoeveel het binnen de huidige waarnemingen anders zou kunnen zijn. De conclusie is dat het niet heel anders kan zijn, en de mate waarin het anders zou kunnen zijn, dat is precies de onzekerheid die we nu hebben over hoe speciaal onze plek in het heelal is.

Wat zouden we zien als we wel op een ­speciale plek woonden?

Als wij nou op een speciale plek wonen, in het midden van een gekke materieverdeling, dan heeft het licht wat hiervandaan vertrokken is tijdens de oerknal een andere kleur. En dat zien we niet. We vinden in mijn onderzoek dat de kleuren gelijk zijn, plus of min een klein beetje. Het doel is natuurlijk om dat kleine beetje zó nauwkeurig te meten dat deze nul is of juist precies niet nul, zodat we weten of we op een speciale plek wonen. Als het nul is, is het nog aannemelijker dat we niet op een speciale plek wonen. Kijk, je kan in de wetenschap natuurlijk nooit wat met zekerheid zeggen, maar dan wordt het nog veel waarschijnlijker.

‘Niet iedere weten­ schapper staat ook graag zijn verhaal te vertellen’ Dat is wat ik in die 24 seconden probeerde uit te leggen. Maar je ziet nu dat ik veel langer nodig heb om het echt uit te leggen en zelfs dan zijn er waarschijnlijk nog een hoop dingen die nog niet helemaal duidelijk zijn geworden.

Heb je iets gewonnen?

Nee, alleen eer en publiciteit. En het was ontzettend leuk om te doen. Wat mij verraste is dat iemand tegen me zei: “Wat leuk dat je daar zo enthousiast over bent dat je daaraan mee wilt doen”. Ik dacht dat elke wetenschapper dat wel wilde. Dat blijkt toch niet zo te zijn.

Niet iedere wetenschapper staat ook graag zijn verhaal te vertellen aan een groot publiek. Dat vind ik gek, want ik wordt betaald van belastingcenten, dus ik moet ook iets teruggeven aan de samenleving. Het directe resultaat van mijn wetenschap is niet iets wat commercieel toepasbaar is en waar ons leven beter van wordt, maar het is wel een bijdrage aan het antwoord op de vraag ‘waar komt het allemaal vandaan en waar gaat het allemaal heen’, een vraag zo oud als de mensheid zelf. Dit is de wetenschappelijke manier van daarmee omgaan. !

Eureka! nummer 43 – januari 2014

25

De Leidsche flesch

De Flesschekamer als festivalterrein Lieve lezer, allereerst wil ik jullie een gelukkig nieuwjaar wensen. Dat voelt een beetje gek; ik schrijf dit namelijk terwijl de blaadjes nog van de bomen vallen en je nog zonder winterjas over straat kan. Tegen de tijd dat deze Eureka! uitgebracht wordt, liggen de straten misschien wel vol met sneeuw, en zijn de kerstbomen alweer opgeruimd.

In de vorige Eureka! schreef ik dat wij ontzet- eerste training georganiseerd voor het Leids tend veel zin hadden in ons bestuursjaar, en Kampioenschap Programmeren (LKP). Een midbenieuwd waren naar wat we allemaal konden dag lang hebben winnaars van vorige jaren geholverwachten. Ik kan jullie nu vertellen dat het pen met het oefenen van opgaven. Dit heeft zijn goed bevalt en dat we allemaal genieten van de vruchten afgeworpen! Elf teams, een recordaandrukte in de Flesschekamer. Het is soms wat las- tal, hebben op zaterdag 28 september achter de tig werken met zoveel actieve leden die bij ons computer geprogrammeerd alsof hun leven ervan rondhangen, maar met bijna 200 nieuwe eerste- afhing. Vervolgens heeft op de vervolgwedstrijd jaars hebben we een gigantische nieuwe lichting van het LKP, de Benelux Algorithm Programmet heel veel enthousiasme. ming Contest, de Universiteit Leiden gedomiWe hebben de laatste tijd genoten van veel druk- neerd. Zowel bij de reguliere wedstrijd als bij de bezochte activiteiten. We kwamen bijvoorbeeld spectators (deelnemers die meedoen voor de lol) op zondag na het eerstejaarsweekend terug in heeft een team van de Universiteit Leiden gewonLeiden om de Flesschekamer te bezoeken. Onze nen. Dat betekent dat we ook op het Noordwestmooie kamer was omgebouwd tot een camping Europese kampioenschap aanwezig zullen zijn. op een festivalterrein met genoeg zand en lege Aan het eind van deze maand zullen we met een flesjes bier om ons een hele dag bezig te houden grote groep eerstejaars naar Londen vertrekken met schoonmaken en opruimen. Vanaf toen om de wetenschappelijke wereld van Engeland konden wij echt onze eigen draai geven aan de te ontdekken. Daarover de volgende keer meer.

Flesschekamer en van start gaan met een colle- Geniet van het Fleschblok en tot in het voorjaar! gejaar vol activiteiten.

EĂŠn nieuw initiatief dit jaar is het verzorgen van Simone Cammel trainingen voor wedstrijden. We hebben nu de h.t. Praeses

26

Eureka! nummer 43 â&#x20AC;&#x201C; januari 2014

Interview met de Meer­ daagse Excursie Commissie De Meerdaagse Excursie staat voor de deur, de inschrijving is gesloten en we staan op het punt te vertrekken naar het mooie Londen. Een tijdje terug zaten wij al met de commissie rond de tafel om een interview af te nemen. De commissie was toen nog druk bezig om een mooi programma neer te zetten.

Wat doet de Meerdaagse Ex­ cursie Commissie eigenlijk?

leven een dubbele betekenis heeft.

Paul: Jan en Jeroen mogen tijdens het weekend hun gang gaan met de Engelse vrouwen. Ook de eerstejaars hebben volledige vrijheid om met Engelse studenten te praten, alleen het regelen zal dan door de commissie worden gedaan.

Jan (Praeses): De Meerdaagse Excursie Commissie (MEC) is een commissie die jaarlijks een reis naar het buitenland organiseert, speciaal voor eerstejaars. We verzorgen een reis van vijf dagen naar Londen vol met lezingen. Het is een leuke, educatieve reis waar ook veel cultuur Kijken jullie ergens tegenop? gesnoven wordt.

Paul: De dag dat de koffie op is...

Paul (Assessor): Natuurlijk niet let- Jan: Ik denk dat je meer bedoeld dat terlijk cultuur snuiven - dat kun je je tegen de vermoeidheid opziet. beter doen in Colombia.

Jeroen: Ik zie op tegen de busreis naar huis. Dan zijn we waarschijnlijk helemaal kapot en moeten we ook Hebben jullie veel gekeken nog het mooie Londen verlaten... naar vorige jaren of hebben jullie ook nieuwe dingen be­ Heleen: Eigenlijk kunnen we wel dacht? concluderen dat we vooral opzien Jan: De grootste verandering dit jaar tegen het moment dat het voorbij is. is dat we niet naar Parijs gaan maar naar Londen, maar dat ligt natuurlijk erg voor de hand. We gaan ook naar het planetarium in Greenwich, dat moet superchill worden!

Heleen (Assessor): Aan de kroegentocht wordt ook hard gewerkt, maar die is nog niet helemaal rond.

Jeroen (Quaestor): Misschien doen we meer een ‘kroegenavond’, waarbij je met Engelse studenten een avond in één kroeg in plaats van in meerdere zit. Zo wordt het geweldig leuk en leer je de studenten écht goed kennen! Natuurlijk gaan we tijdens de reis Engelse studenten regelen. Sinds het Eerstejaarsweekend is dat een uitspraak die we vaak doen. Jan heeft dit per ongeluk heel vaak gezegd tijdens dat weekend en de eerstejaars wisten (toen nog) niet dat regelen in het studenten-

Waar kijken jullie het meest naar uit?

Jeroen: Ik kijk heel erg uit naar de hoofdlezing van natuurkunde.

Paul: O, dan zal je vast teleurgesteld zijn! Ik moet dat regelen namelijk…

Jan: Ik heb heel erg zin in het leiden van een groep van 60 Flesschers door Londen...

Jeroen: En vergeet niet dat we ook dubbeldekkers gaan zien!

Gaan jullie ook dubbeldek­ kerdropjes meenemen?

Jeroen: Het staat op de begroting.

Paul: Daar heb ik anders nog niet zo veel van gezien…

Jeroen: Maar wel over gehoord! De begroting moet een enigma zijn.

Eureka! nummer 43 – januari 2014

27

De Leidsche flesch

De eerste reis van De Leid­ sche Flesch Dit jaar gaan we op studiereis naar Zwitserland. Tegenwoordig is de studiereis een jaarlijks terugkerende activiteit die al vele gave bestemmingen heeft gekend.

Japan, China, Zweden, Spanje: de afgelopen jaren zijn er heel wat exotische ervaringen opgedaan door onze leden. Tegenwoordig is de reis voor veel mensen vanzelfsprekend. Er blijft altijd nog wel wat spanning over de locatie, maar dat we op reis gaan is een feit.

Dit is niet altijd zo geweest: in 1959 ging De Leidsche Flesch voor het eerst op studiereis naar het mooie Duitsland, om specifieker te zijn, het Ruhrgebied. Het programma leek toen nog niet op het programma van de afgelopen jaren. ‘s Avonds was je heel vaak vrij, en de lengte van de reis was ook nogal anders.

Ook het taalgebruik is natuurlijk ontzettend veranderd.

Tegenwoordig hebben we een Assessor Deelnemers die zorgt dat alle informatie van alle deelnemers netjes in een mooi bestand staat. Om de ontbrekende gegevens alsnog binnen te krijgen hebben we social media, mail of telefoon. Vroeger was dit wat meer werk. Op de foto

kun je een brief lezen aan de weledelgeboren heer R. van Welzenis die namens de commissie op zoek was naar de gegevens van alle deelnemers en stand-bydeelnemers.

Laten we hopen dat de huidige reiscommissie alle missende informatie op een efficiëntere, minder formele manier kan achterhalen, en dat de reis altijd een vaste activiteit zal blijven. Zo niet, dan hebben ze later in ieder geval de archiefstukken van de reis naar Zwitserland nog.

studenten mogen mee naar Londen, Het is ons opgevallen dat jullie een competitie hebben dus die moeten die kans grijpen. met de Reiscommissie.

Heleen: Anders heb je voor altijd Heleen: Er zijn dit jaar heel veel eerstejaars, maar met meer dan 60 spijt, zoals ik nu heb, want ik ben De MEC is de beste commissie! houden we het overzicht niet meer. vorig jaar niet meegegaan als eer- Een competitie met de reis maakt het interessant. De studiereis is Jan: We zouden iedereen natuurlijk stejaars. voor ouderejaars en de MEC voor wel mee willen hebben, maar dan eerstejaars dus we hebben een hele moet iedereen handjes vasthouden Wat is het verhaal achter andere groep deelnemers. om te zorgen dat niemand kwijt jullie mooie commissiekle­ Jeroen: Wij hebben vriendschappeding? raakt.

Paul: We kunnen ook enkelbanden In koor: Heleen is het meesterbrein lijke rivaliteit, daar is niks mis mee.

We hebben binnenkort een basketgebruiken in plaats van het huidige achter deze prachtige creatie. buddysysteem. Dat is een goed idee! Heleen: Ik heb het logo ook balwedstrijd. De winnaar mag een gemaakt in paint en toen heeft Jan nieuwe uitdaging verzinnen. het in het net gemaakt. De vesten Paul: Wij dagen ze uit. We strijden Waarom mag je de MEC zijn warm en mooi. Het is weer om de eer, om eeuwige glorie. Zo niet missen? eens wat anders dan de standaard zal iedereen zich herinneren dat Paul: Be there or be square! vesten die commissies vaak aan- reis in 2013-2014 is verpulverd Jan: Je hebt natuurlijk maar één kans door de MEC. om mee te gaan. Alleen eerstejaars- hebben.

Jullie nemen wel heel veel mensen mee op reis, wel 60!

28

Eureka! nummer 43 – januari 2014

Koken met

RON Ingrediënten: 2 potjes zongedroogde tomaten op olie een bosje peterselie 3 flinke tenen knoflook 2 pakjes zachte geitenkaas

Tapenade van zongedroogde tomaten met geitenkaas Toen de eerste FooBAR in 2002 plaats moest maken voor een collegezaal heeft het even geduurd voordat de huidige “ontmoetingsruimte” er stond. Het toenmalige bestuur van De Leidsche Flesch heeft daarbij een heldenrol gespeeld en alle eigenaren ervan overtuigd dat die ruimte er echt moest komen. Alle bewoners van het Snellius hebben bijgedragen. De I-groep (de informatiseringsafdeling van de universiteit) betaalde het leeuwendeel van de inrichting.

De technische installaties zijn gedoneerd door Wiskunde en Informatica.

Begin april 2004 was de ruimte klaar op enkele kleine details na: een eerste voorraad drank en glazen. Die heeft de FooBAR gekregen van Science Based Business (SBB, een faculteitsbrede Masterrichting waarbij je onderzoek combineert met Management, Business en Entrepreneurship). Als dank heb ik voor de borrel na de eerste week van de Fundamentals van SBB, waarin de studenten in teams een ondernemersspel spelen, deze tapenade gemaakt. Die viel zo goed in de smaak dat hij vanaf 2004 regelmatig op het menu staat.

Bereiden: Tomaten (met een klein beetje van de olie) met de grof gehakte peterselie en de fijngesneden knoflook in een foodprocessor tot een grove tapenade mixen. De geitenkaas erdoorheen spatelen en een uur in de koelkast zetten. Geef er flink wat toast bij.

Januari vr, 24 – 27 jan.

Meerdaagse Excursie naar Londen Februari za, 1 feb.

Open Dag Universiteit Leiden wo, 5 feb.

vr, 7 feb.

Maart

di, 11 feb.

Masterdag Universiteit Leiden

Dies natalis Universiteit Leiden Algemene leden­ vergadering wo, 19 feb.

SNiC-symposium ­Exa-IT over Big Data vr, 21 feb.

LaTeX-workshop

Grote excursie

do, 6 feb.

vr, 28 feb.

Bètadag

Bètagala

vr, 7 maart

vr, 7 maart

Pointerworkshop wo, 12 maart

Bètabanenmarkt vr, 14-16 maart

Ledenweekend

wo, 19 maart

VerOpen podium

vr, 21 maart

Open Dag op locatie Bacheloropleidingen April di, 1 april

FYSICA

za, 5 april

Open Dag Universiteit Leiden ma, 7 april

Bachelor Loopbaan­ oriëntatiedag

Eureka! nummer 43 – januari 2014

29

advertentie

QUIN_Werving_Ad_A5_LIGGEND_v1.indd 2

Colofon Eureka! jaargang 11, nummer 43, januari 2013 Eureka! is een uitgave van de studievereniging De Leidsche Flesch in samenwerking met de Faculteit der Wiskunde en Natuurwetenschappen van de Universiteit Leiden. De Leidsche Flesch is de studievereniging van de opleidingen Natuurkunde, Sterrenkunde, Wiskunde, Informatica en Informatica & Economie.

De redactie behoudt zich het recht artikelen te wijzigen of niet te plaatsen. Anonieme artikelen worden in principe niet geplaatst.

15-11-11 12:41

Oplage ongeveer 2500

Druk Drukkerij De Bink, Leiden

Redactieadres Eureka! Magazine p/a De Leidsche Flesch Niels Bohrweg 1 2333 CA Leiden eureka@ deleidscheflesch.nl

Aan deze editie werkten verder mee: Rembrandt Donkersloot, Marcel Hesselberth, Frans van Lunteren, Wessel ­Valkenburg, Dave ­Stikkolorum, Ron van Veen, Johan de ­Ruiter en Annemieke ­Verbraeck.

Hoofdredactie Ellen Schlebusch Eindredactie Anna Freudenreich, Casper Remeijer, Erik Massop en Tom Warmerdam Rubrieksredactie Ellen Schlebusch, Erik Visse, Kevin Widdershoven, Pim Overgaauw, Sander Kersten, Simone Cammel en Tom Warmerdam Ontwerp en vormgeving Balyon, Zoeterwoude

30

Eureka! nummer 43 – januari 2014

Referenties Het is helaas niet altijd mogelijk referenties naar andere publicaties op te nemen. Wilt u meer weten, neemt u dan contact op met de redactie.

Adverteren Adverteren in de Eureka! is mogelijk door schriftelijk contact op te nemen met studievereniging De Leidsche Flesch, door te mailen naar bestuur@deleidscheflesch.nl.

Abonnement Het is voor € 8,- per jaar mogelijk een abonnement te nemen op Eureka!. Neemt u hiervoor contact op met de redactie.

Deadline Deadline Eureka! 44: 1 februari 2013 Copyright Eureka! en al haar inhoud © studievereniging De Leidsche Flesch. Alle rechten voorbehouden.

ISSN 2214-4072

UZZLE

ICNIC

Kaku

Write a digit from 1 through 9 in every box. A number above a diagonal line puzzel indicates the sum of the digits in the white boxes immediately to its right. A number below a diagonal line indicates the sum of the digits in the white bo directly below it. Within a consecutive horizontal or vertical sequence of whi boxes, no digit occurs more than once.

Kakuro In elk vak moet een cijfer van 1 tot en met 9 komen te staan.

Een getal boven een diagonale lijn geeft de som aan van de cijfers in de vakken rechts van dit getal.

Een getal onder een diagonale lijn geeft de som aan van de cijfers in de vakken onder dit getal. Geen enkel cijfer komt in een horizontale of verticale rij meer dan één keer voor.

Johan, Aug 9, 2010

Oplossing-Puzzel #42 PuzzlePicnic.com Nov 3, 2013 9:18:19 PM

#

De winnaar van de puzzel van nummer 42 is Jelle Lubben. De prijs kan opgehaald worden op de Flesschekamer, Snellius kamer 301, waar het bestuur van De Leidsche Flesch elke werkdag aanwezig is.

Eureka! nummer 43 – januari 2014

31

Heb jij een profiel natuur en techniek of een profiel natuur en gezondheid?

Wil je weten hoe het is om na het vwo een bèta studie in Leiden te volgen?

e nd u isk ie W m e - ono d n c ku & E ie n re ica oly log n r e e St mat echn - Bio app r urs de Info & T logy nsch o t n e Lab n! rku ica - ienc hno ete e u c u g t W c s t a S Te he vra ge Na orm lar & c e e l s e j u i ol Inf lec ienc eut al c f l o c c e M e S rma ro Ste P f i a s L -F nt o e i a d B tic tu

ac r P

t

M

ee

r ou

s

Ervaar het zelf en kom langs bij onze opleidingen tijdens de Open Dag op locatie

vrijdag 21 maar t 2014!

Meer informatie: opendageninleiden.nl/wiskunde-en-natuurwetenschappen Opleidingsprogrammaâ&#x20AC;&#x2122;s staan vanaf 1 februari 2014 online!

Bij ons leer je de wereld kennen