New Scientist 71

RUIMTE-ARMADA ZEILEN WE BINNENKORT NAAR EEN ANDERE STER?

Nederlandstalige editie | november 2019 | NewScientist.nl

Ideeën die de wereld veranderen

DE WERKELIJKHEID IS NIET WAT IE LIJKT

DE WERKELIJKHEID IS NIET WAT IE LIJKT Nr. 71 | november 2019

KUNSTMATIGE DOMHEID

AI IS VOOR DE GEK TE HOUDEN MET EEN HANDVOL PIXELS

ALZHEIMER ANDERS

WEDT DE WETENSCHAP AL 25 JAAR OP HET VERKEERDE PAARD?

ORAKELTJES IN DE OCEAAN

PLANKTON IS DE KANARIE IN DE KOLENMIJN VAN ONZE PLANEET

AP

Nr. 71 €8,75

.nl/leden

Exclusief voor leden van New Scientist Kortingen, winacties en meer winnen

winnen

Techfestival Bright Day

Het geheim van de schildpad

Het grootste tech festival van Nederland Win 2x2 kaarten

Wat dieren ons leren over lang leven Win 1 van de 5 boeken

winnen

Familieshow Space Academy Astronaut AndrĂŠ Kuipers neemt je mee op een waanzinnige reis naar de ruimte.

Win 1 van de 4 kaarten.

winnen

Special: Raadsels uit het heelal Duik diep in de grootste kosmische ­vraagstukken Win 1 van de 5 specials

Als lid van New Scientist hebt u altijd een streepje voor.

Daarom vindt u nu op de ledenpagina vele aanbiedingen die speciaal voor u zijn geselecteerd.

Nieuwsgierig? Ga naar newscientist.nl/ leden

Nieuwsgierig? Ga naar newscientist.nl/leden

vooraf New Scientist nr. 71

Kaarten bestellen voor het Gala van de Wetenschap? Dat kan op www.galavandewetenschap.nl

Wat willen we?

Medewerkers

Sonja Bon

Didi de Vries

Jean-Paul Keulen

Productiemarketeer

Coördinator Gala

Eindredacteur

Wat als tijd niet bestaat?

Waarom zijn we dan altijd zo druk met het halen van deadlines en het maken van strakke planningen om dit prachtige tijdschrift op tijd in de winkel en bij onze abonnees te krijgen?

Wellicht kan het artikel op pagina 39 mij een antwoord op die vraag geven. Hopelijk ontdek ik dan meteen hoe ik de tijd soms een beetje kan oprekken…

Twinkelende ogen, een brede lach, een enthou­ siaste stem en een honger naar nóg meer uitleggen: daaraan herken je een gepassio­ neerde weten­schapper tijdens een interview.

De zevende editie van het Gala van de Weten­ schap gaat over passie en doorzettingsvermogen, en de voorgesprekken met de wetenschappers waren dit jaar nog meer een feest dan anders. En die twinke­ lende ogen gaan zeker ook schitteren op het podium van het Gala van de Wetenschap, in Amsterdam op 25 november 2019. @didiwetenschap

Veel van de mensen die nu op de redactie van New Scientist zitten, zijn ooit begonnen als stagiair bij het blad. Heel begrijpelijk natuurlijk: na zo’n stage weet je precies wat je aan elkaar hebt, terwijl je bij iemand ‘van buiten’ maar moet afwachten hoe de samenwerking gaat verlopen. Toch: een beetje vers bloed op zijn tijd is ook niet verkeerd. Althans, dat hoop ik maar, als nieuweling op de redactie, die sinds begin september de totstand­ koming van het blad in goede banen mag leiden. @jeanpaulkeulen

Mijn zoontje is onlangs voor het eerst naar de middelbare school gegaan en ongemerkt praten we nu aan de keukentafel over andere onderwerpen. Over zinnige schoolvakken en over wat hij zelf het leukst vindt. ‘Ga toch schrijven’, zei ik onlangs tegen hem toen hij een vrije opdracht voor Nederlands kreeg. Helaas is hij net iets te jong om mee te doen met de Robbert D ­ ijkgraaf Essayprijs, die New Scientist dit jaar voor de achtste keer organiseert. ­Dijkgraaf is niet alleen dol op wetenschap, hij vindt het ook belangrijk om erover te communiceren. Op het podium, via de m ­ edia en middels het geschreven woord.

Meer dan ooit is het thema van dit jaar actueel. Naar aanleiding van de hele CRISPR-Cas9-ontwikkeling stelt Dijkgraaf de vraag: wat kunnen we, wat willen we en wie bepaalt dat? Ik ben heel benieuwd naar uw antwoord op die vraag. Meer informatie over de prijs vindt u op onze site. Alvast een tip: volgens Dijkgraaf gaat het bij een goed essay om de inhoud en de schrijfstijl. ‘Maar er moet ook iets eigens inzitten en het moet op een bepaalde manier verrassen, je op het verkeerde been zetten of inspireren tot nadenken.’

Jim Jansen

hoofdredacteur jim@newscientist.nl @jimfjansen (Twitter)

Volg ons ook op Twitter twitter.com/ newscientistnl

Facebook facebook.com/ newscientistnl

Instagram instagram.com/ newscientistnl november 2019 | New Scientist | 3

inhoud

56

GETTY IMAGES

62

ISTOCK

72

NICOLAI BRÜGGER

Dossier Het einde van de realiteit Nieuws 10 Afgelopen maand Botsende planetoïden mogelijk oorzaak ijstijd / Nieuw type kunstbeen voelt als echt been / Zwart gat lijkt haarloos / Oud wiskundig vermoeden bijna bewezen / Quantumcomputer Google bereikt mijlpaal 15 Nieuwsinterview Op ­ welke bankbiljetten overleven bacteriën het langst? Die vraag tackelde Andreas Voss met zijn onderzoek. Het leverde hem een Ig Nobelprijs op.

18 5 vragen Zweven er straks kilometerslange zeppelins door de lucht, gevuld met miljarden tonnen waterstof?

4 | New Scientist | november 2019

Features 24 Interview Zeven weken reisde bioloog Katja Peijnenburg mee met een schip dat de Atlantische Oceaan doorkruiste. Haar prooi: dierlijk plankton.

Deze organismen kunnen ons namelijk behoorlijk wat vertellen over de staat van onze oceanen.

50 Sterrenreis De ster die zich het dichtst bij ons zonnestelsel bevindt, ligt hier nog steeds ruim 4 lichtjaar vandaan. Toch denken wetenschappers er al over twintig jaar een bezoek aan te kunnen brengen.

56 Suikercode Onze cellen zijn voorzien van een jasje van suiker, dat per orgaan verschilt. Als we daar grip op krijgen, biedt dat allerlei mogelijkheden voor nieuwe medicijnen.

62 AI gefopt Met kunstmatige intelligentie kun je behoorlijk wat klussen klaren, zo is inmiddels wel duidelijk. Alleen blijk je algoritmes ook wel erg makkelijk voor de gek te kunnen houden.

34 Zien we de echte werkelijkheid? Donald Hoffman onderzoekt de relatie tussen de wereld om ons heen en onze waarnemingen.

39 De tijd-illusie Als tijd niet echt bestaat, hoe kan het dan dat we het verstrijken ervan zo duidelijk ervaren?

44 Schrödingers ­wereld Stel: twee mensen doen dezelfde meting en zijn allebei absoluut zeker van hun uitkomst. Toch zijn ze het oneens. Kan dat?

COLOFON

Op de cover COVERONTWERP: PASCAL TIEMAN

50

33 BOB BRONSHOFF

62

78

24

24 Interview Katja Peijnenburg ‘Ik zou me kapot schamen als we als soort ­verantwoordelijk zijn voor het verdwijnen van honderden miljoenen jaren evolutie’

In beeld 06 Ingezoomd De bonte klompvoetkikker dreigt uit te sterven. Om deze goudkleuri­ ge amfibie te redden, vriezen wetenschappers nu zijn sperma in.

20 Inzicht Elke keer als we iets oppakken, gebruiken we ze: onze spieren. Maar hoe werken die nu precies?

72 Fotoreportage Om schitterende opnames van het heelal te maken, heb je helemaal geen megatele­ scoop nodig, zo laten de winnaars van deze foto­ grafiewedstrijd zien.

Opinie 78 Opinie-interview Al 25 jaar denken we de oorzaak van alzheimer te kennen – maar een remedie laat nog steeds op zich wachten. Tijd om onze blik te verleggen, zegt medisch bioloog Rik van der Kant.

80 Commentaar We kampen al met een tekort aan helium. En als we fossiele brandstoffen vaarwel zeggen, wordt dat probleem alleen maar erger.

81 Column Govert Schilling Het is zo’n alledaags verschijnsel dat het ons niet meer opvalt: wat ver weg staat, lijkt kleiner.

Rubrieken 09 Wat u zegt Uw reacties op het blad, de leukste quotes uit de media en een poll over autovrije dagen.

82 Culturelab Leiden International Film Festival / Gebiologeerd / Het kosmisch rariteitenkabinet

KLANTENSERVICE 088 - 700 2777 of vanuit België: 0031 88 700 2777 voor contact over het lidmaatschap, bestel­lin­gen, wijzigingen en vragen. Of mail naar klantenservice@newscientist.nl of kijk op newscientist.nl/faq Nederland Postbus 11249, 3004 EE Rotterdam t.n.v. Veen Media, Utrecht België Postbus 102, 2910 Essen t.n.v. Veen Media, Utrecht Tarieven 11 nummers per jaar, incl. porto Lidmaatschap € 95,70; Europa € 125,62; buiten Europa € 145,42 Losse nummers € 8,75 (excl. verzend-­ kosten). Een lidmaatschap wordt tot wederop­ zegging aangegaan, tenzij anders vermeld.

Hoofdredactie Jim Jansen Redactie Jaap Augustinus (beeldredactie), Matthijs de Boer, Josta Bosma, Yannick Fritschy, Ans Hekkenberg, Marleen Hoebe, Joris Janssen, Jean-Paul Keulen (eind­redactie) Tel +31-(0)88-700 2931 Mail redactie@ newscientist.nl (voor persberichten), info@ newscientist.nl (uitsluitend voor vragen aan redactie), lezersservice@veenmedia.nl (voor vragen en wijzigingen in lidmaatschap) Post Postbus 13288, 3507 LG Utrecht Bezoek Herculesplein 12, 3584 AA Utrecht Aan dit nummer werkten mee Gilead Amit, Chris Baraniuk, Bram Belloni, Hayley Bennett, Bob Bronshoff, Daniel Cossins, Ype Driessen, Donald Hoffman, Alice Klein, Donna Lu, Rik van Schagen, Dorine Schenk, Govert Schilling, Benjamin Skuse, Ionica Smeets, Jop de Vrieze, Sebastiaan van de Water, Chelsea Whyte Vertalingen Ed Croonenberg en Valentijn van Dijk Basisontwerp Sanna Terpstra (Twin Media bv) Vormgeving Donna van Kessel (Twin Media bv) en Pascal Tieman Brandmanager Thijs van der Post (thijs@newscientist.nl) Marketing Immelda Oord (immelda.oord@veenmedia.nl) Sales Alex Sieval (alex@newscientist.nl) Productiemanager Sonja Bon Druk Habo DaCosta bv Distributie Aldipress (NL), AMP (BE) ISSN 2214-7403 De uitgever is niet aansprakelijk voor schade als gevolg van druk- en zetfouten.

COPYRIGHT Deze Nederlandstalige New Scientist is een maandelijkse uitgave van Veen Media onder licentie van Reed Business Information Ltd. De inhoud is deels eerder gepubliceerd in de Engelstalige New Scientist © 2019 Reed Business Information Ltd. Alle andere kopij © 2019 Veen Media. Het logo en overige handelsmerken van New Scientist zijn eigendom van Reed Business Information Ltd. Niets, maar dan ook echt helemaal niets uit deze uitgave mag op enigerlei wijze worden overgenomen of in een geautomatiseerd gegevensbestand worden opgenomen zonder schriftelijke toestemming van de uitgever.

De uitgever heeft ernaar gestreefd de auteursrechten van de illustraties volgens de wettelijke bepalingen te regelen. Zij die menen nog zekere rechten te kunnen doen gelden, kunnen zich wenden tot de uitgever.

90 Young Scientist Hoe kun je ijs uit een flesje laten stromen?

96 Puzzel Welke bioloog houdt zich bezig met welk dier?

97 Ype & Ionica De lollige loterij

november 2019 | New Scientist | 5

INGEZOOMD INGEZOOMD

BIENVENIDO VELASCO/EFE/ANP

Kikkerkwakje De bonte klompvoetkikker wordt 02_Kop met uitsterven bedreigd 06_Broodtekst 06_Broodtekst door 06_ ­tBroodtekst oedoen van06_Broodtekst de Chytridiomycota, 06_ Broodtekst een dodelijke 06_Broodtekst schimmel. Daarom 06_ zijn Broodtekst ­w etenschappers van het in het 06_Broodtekst ­P anamese regenwoud 06_Broodtekst gelegen 06_ Broodtekst 06_Broodtekst Smithsonian Tropical Research 06_ ­IBroodtekst nstitute begonnen met het ­invriezen van sperma van het ­kikkertje. Hiermee hopen ze, als de ­situatie daarom vraagt, het voort­bestaan van het goudkleurige ­diertje veilig te stellen. ‒MdB

25 november 2019 ITA Amsterdam

BEN FERINGA ROBBERT DIJKGRAAF IONICA SMEETS HEINO FALCKE BERT MEIJER LIEVEN SCHEIRE JEAN TILLIE KATJA PEIJNENBURG INGRID WAKKEE ELS VISSER ROB VAN HATTUM PRESENTATIE JIM JANSEN

Koop nu je tickets www.galavandewetenschap.nl

wat u zegt

Quotes

Reacties

Klimaat zonder nuance Dat was een rake strip van Ype & Ionica (New Scientist 69, september 2019): een verhaal gaat er bij de meeste mensen gemakkelijker in dan argumenten. Dat geldt voor geen onderwerp meer dan voor het klimaatverhaal.

‘CO2 is een broeikasgas en dat wordt door menselijk ­handelen in de atmosfeer gebracht’: een eenvoudig en aansprekend verhaal.

Maar iedereen die zich wat verder in de materie ­verdiept, ziet dat het klimaat door meer factoren wordt ­bepaald en dat de mens slechts verantwoordelijk is voor een gedeelte van de uitstoot van broeikasgas. In de ­wetenschap en ook in de rapporten van het IPCC wordt veel genuanceerder over het onderwerp gediscussieerd.

Dat dit niet tot uitdrukking komt in de berichtgeving naar het publiek toe, is een probleem van de journalistiek.

—Jan Hemmer

Variaties in de ruimte Het is alom geaccepteerd dat ruimte en tijd één medium vormen. Pas geleden is duidelijk geworden dat de ruimte in onze buurt sneller uitzet dan de ruimte daarbuiten.

Dat kan twee oorzaken hebben.

Ten eerste dat de ruimte verder weg voor ons door de ‘beperkte’ snelheid van het licht in het verleden ligt, en dus dat het gewoon klopt dat we zien dat de uitdijing aan het versnellen is.

Ten tweede (en dat is hoe ik denk dat het zit): omdat de ruimte niet alleen gedurende de tijd variabel is, maar ook over de ruimte varieert. De verschillende methodes (zie het nieuwsbericht over de uitdijing van het heelal, New Scientist 70, oktober 2019 — red.) berekenen de uit­ dijing over verschillende afstanden. Het zou dus logisch zijn dat deze methodes het niet met elkaar eens zijn.

—Peter Wolfhagen

cees dekker @cees_dekker

Een foto die voor mijn gevoel zo uit ­Sesamstraat of een animatiefilm zou kunnen komen…

—Macrofoto van twee spinnen #beeldvandedag

21:40 - 9 sep. 2019

‘Hoe groot zijn schaaldieren nou eigenlijk echt?’ _Taalliefhebber Tom Dicke op Twitter.

‘Zijn jullie ook zo benieuwd naar de proefschriften van Dr. Oetker, Dr. Vogel en Dr. Martens?’ _Bioloog Jelle Reumer laat op Twitter weten dat hij graag het academisch werk van deze drie ‘doctoren’ eens zou inzien.

‘Voor sprongen in het onbekende is blijkbaar geen plaats’ _Taalkundige Marc van Oostendorp in het online tijdschrift Neerlandistiek over de uitspraak van minister Van Engelshoven dat als de bestuurders van de TU Eindhoven ‘zichtbare positieve resultaten in het vooruitzicht stellen, ze zeker kans maken op financiering’.

Poll Moeten Nederlandse steden een autovrije dag invoeren om aandacht te vragen voor het luchtvervuilingsprobleem?

Ja Nee

Reageren kan via: New Scientist Postbus 13288 3507 LG Utrecht

info@newscientist.nl twitter.com/NewscientistNL facebook.com/NewscientistNL

We behouden ons het recht voor om reacties te redigeren en in te korten. Plaatsing betekent niet dat we het eens zijn met de inhoud.

238 stemmen

56

stemmen

294 stemmen

Totaal

De stemmen zijn verzameld op Facebook, Twitter en Instagram @NewScientistNL

november 2019 | New Scientist | 9

Nieuws Op deze pagina’s is een selectie van het wetenschappelijke nieuws van de afgelopen maand te lezen. Kijk voor actuele berichten op newscientist.nl en op facebook.com/newscientistnl.

Na een lange reistijd veroorzaakte de stofwolk een ijstijd.

DON DAVIS / SOUTHWEST RESEARCH INSTITUTE

Botsende planetoïden mogelijk oorzaak ijstijd Van het een komt het ander: een verre kosmische crash was mogelijk de oorzaak van een ijstijd op onze planeet.

En dat pakte uiteindelijk heel goed uit voor het leven op aarde.

10 | New Scientist | november 2019

E

en enorme botsing tussen planetoïden veroorzaakte honderden miljoenen jaren geleden een ijstijd op aarde. Dat stellen geologen van de Univer­ siteit van Lund in Zweden in het tijdschrift Science Advances.

Het was al bekend dat zo’n 466 miljoen jaar geleden ergens ­tussen Mars en Jupiter een ­planetoïde met een diameter van 150 kilometer tegen een onbekend object knalde. ­Volgens de geologen daalde

DEZE MAAND 13 In nevelen gehuld Atmosfeer van verre planeet bevat waterdamp.

15 Geld stinkt (niet) Gekreukte briefjes zijn schoner dan glanzende biljetten.

16 Getallenraadsel x3 + y3 + z3 = 42.

Wat zijn x, y en z?

17 Superieur Quantumcomputer Google lijkt mijlpaal te hebben behaald.

daardoor 2 miljoen jaar lang een regen van ruimtestof neer op aarde. Deze stofregen zorgde ervoor dat minder zonlicht de aarde bereikte, waardoor zeeën bevroren en een ijstijd begon.

De onderzoekers doorzochten gesteenten in Zweden en ­Rusland op de aanwezigheid van ruimtestof. Ze dateerden het stof door te kijken in hoe­ verre radioactief verval bij de ­atomen had plaatsgevonden.

Op die manier vonden ze ­relatief grote hoeveelheden ruimtestof in gesteentelagen van ongeveer 466 miljoen jaar oud. Daaruit concludeerde het team dat er door de planetoïde­ botsing 10.000 keer meer ­ruimtestof in de aardatmosfeer zat dan normaal – genoeg om het klimaat flink te veranderen.

Deze resultaten vergeleek het team met eerdere studies waar­ bij het startpunt van dalingen in de zeespiegel was bepaald. Het moment waarop het eerste ruimte­stof van de botsing neer­ daalde, kwam overeen met het moment waarop de zeespiegel begon te dalen. O ­ mdat een da­ ling in de zeespiegel een indica­ tie is voor bevriezende zeeën en ijstijdomstandigheden, denken de geologen dat er s­ prake is van oorzaak en gevolg.

Doordat de afkoeling miljoe­ nen jaren duurde, had het leven op aarde de tijd zich aan te pas­ sen. Daardoor leidde de ijstijd uit­ eindelijk tot een enorme stijging van de biodiversiteit. —MdB

4

Zwitserse onderzoekers sloten vier elektroden in een prothese aan op een zenuw in het ­bovenbeen. Drie elektroden onder de voet van de prothese gaven informatie over de druk onder de voet. Een elektrode in de knie leverde informatie over de kniebeweging op.

1 minuut Warme supergeleider

Ook fietsen wordt makkelijker dankzij een nieuwe prothese die proefpersonen hun been laat voelen.

Een combinatie van waterstof en een beetje magnesium en lithium kan elektriciteit bij hoge temperatuur zonder weerstand geleiden. Dat stellen fysici in het tijdschrift Physical Review Letters. Uit hun berekeningen blijkt dat deze stof bij 200 graden Celsius supergeleidend is. Wel gebeurt dat alleen bij een druk die bijna gelijk is aan de druk in de aardkern.

FEDERICA BARBERI

Bultruggezang

Nieuw type kunstbeen voelt als echt been Voor mensen met een kunstbeen kost lopen heel veel energie. Een nieuwe prothese brengt daar verandering in.

ankzij een nieuw type prothese hebben mensen voor het eerst hun kunstbeen kunnen voelen. Hierdoor konden ze sneller lopen en nam hun fantoompijn af.

Als je loopt, weet je onbewust op wat voor ondergrond je loopt en waar je been zich bevindt. Dit komt doordat zenuwcellen in je voet en been deze informatie door­ geven aan je hersenen. Mensen met een prothese missen deze zenuwcellen. Hier­ door moeten ze heel geconcentreerd lopen.

Onderzoekers onder leiding van de ETH Zürich sloten elektroden in een prothese aan op een zenuw in het bovenbeen. De elektroden gaven informatie over de druk onder de voet en de beweging van de knie.

D

Een algoritme zette de elektrodesignalen om in signalen die lijken op de natuurlijke signalen van het zenuwstelsel. Zo werd de informatie van de elektroden, via de zenuw in het bovenbeen, naar het brein gestuurd.

Met de nieuwe prothese liepen twee proefpersonen een stuk sneller en gebruik­ ten ze minder zuurstof dan voorheen. Ook hoefden ze zich minder te concentreren.

Een ander euvel dat de prothese lijkt aan te pakken, is fantoompijn: pijn in het ontbreken­ de ledemaat. Na een maand was de fantoom­ pijn bij de ene deelnemer afgenomen en bij de andere zelfs helemaal verdwenen.

Het resultaat is gepubliceerd in Nature Medicine. Onderzoeker Stanisa Raspopovic richt zich nu op de volgende stap. ‘Het doel is een draadloos neurostimulatieapparaat te ontwikkelen dat je in het lichaam kunt plaat­ sen, zoals een pacemaker’, zegt ze. —JB

Apenkop Britse informatici maakten software die individuele chimpansees in videobeelden kan identificeren. Daarmee zijn deze dieren ­makkelijker in hun natuurlijke habitat te volgen.

Aan het gezang van bultrug­ walvissen kun je horen waar ze vandaan komen. Dat blijkt uit onderzoek van de Universiteit van St Andrews. De onderzoekers namen het geluid op van samenscholende en migrerende bultruggen. Ze ontdekten drie soorten gezang die elk bij een andere plek horen.

Grondontploffingen De met methaan gevulde meren op Saturnusmaan Titan zijn honderden miljoenen jaren geleden ontstaan door enorme ondergrondse explosies. Dat stellen astronomen in Nature Geoscience. NASA-ruimtesonde Cassini mat de precieze vorm van de meren. Op basis daarvan werden andere verklaringen uitgesloten.

Schild plat Een zeeschildpad die 155 miljoen jaar geleden leefde, is waarschijn­lijk platgetrapt door een reusachtige dinosaurus. Dat concluderen paleontologen op basis van het buitengewoon platte fossiel van de schildpad.

De gesteentelagen waarin het schild lag, bevatten bovendien veel voetafdrukken van dino­sauriërs.

november 2019 | New Scientist | 11

nieuws

Zwart gat lijkt haarloos Bothormoon helpt bij bedreiging Onze botten scheiden een ­hormoon uit dat onze vecht-­ of-vluchtreactie op gang kan brengen. Dat publiceren Amerikaanse onderzoekers in het tijdschrift Cell Metabolism.

Wanneer we worden bedreigd, gaan onze hartslag, ademhalingsfrequentie, bloeddruk, bloedsuikerwaarden en lichaamstemperatuur omhoog, zodat onze spieren paraat staan om te vechten of te vluchten.

Die reactie wordt aangestuurd via zenuwbanen vanuit het ­brein en hormonen uit de bij­ nier. Nu blijkt voor het eerst dat ook botten hierbij een rol spelen.

De onderzoekers stelden vast dat de bloedwaarde van het bothormoon osteocalcine snel toenam bij mensen die moesten spreken voor een publiek. Ook steeg het osteocalcine­gehalte bij muizen en ratten die de onderzoekers vasthielden, elektrische schokken toebrachten of blootstelden aan vossen­ urine. Aanvullende experimen­ ten bij muizen lieten zien dat deze toename in osteocalcine de rust- en verteringsfuncties van het lichaam onderdrukte, zodat de vecht-of-vluchtreactie in gang gezet kon worden.

‘Onze resultaten laten zien dat we op een geheel nieuwe manier moeten kijken naar de rol van botten’, zegt onderzoe­ ker Gerard Karsenty. —AK 12 | New Scientist | november 2019

Een nieuwe analyse van oude zwaartekrachtsgolven ondersteunt de aanname dat zwarte gaten maar een handvol eigenschappen hebben.

E

en zwart gat heeft geen haar, zo ­ nemen natuurkundigen al decennia aan.

Oftewel: elk zwart gat wordt getypeerd door slechts drie eigenschappen, namelijk massa, draaiing en elektrische lading.

Fysici Matthew Giesler en Maximiliano Isi hebben die stelling nu getest. Ze keken naar de eerste set zwaartekrachtsgolven die het Amerikaanse experiment LIGO in september 2015 mat. Deze rimpelingen in de ruimtetijd werden opgewekt door twee samensmeltende zwarte gaten.

Om de geen-haar-stelling te testen, moet je in de set zwaartekrachtsgolven minstens

twee verschillende ‘tonen’ kunnen identifi­ ceren, beide veroorzaakt door het nieuwe gat. ‘Als de stelling opgaat, zouden de eigen­ schappen zowel de eerste als de tweede toon volledig moeten bepalen’, zegt Isi. Klopt de geen-haar-stelling, dan zouden de grondtoon en de boventoon afzonderlijk dezelfde massa en draaiing op moeten leve­ ren. En uit het onderzoek blijkt, zo vertelt Isi, dat de boventoon daar in elk geval niet meer dan 20 procent van kan afwijken.

Daarmee is uiteraard allerminst ‘bewezen’ dat de geen-haar-stelling klopt. Waar het in dit stadium vooral om gaat, is dat het tegen de verwachtingen in is gelukt om de test uit te voeren. Naarmate de metingen van zwaartekrachtsgolven preciezer worden, zullen wetenschappers de stelling steeds beter kunnen testen. —JPK

Geen golvend haar

De knal van botsende zwarte gaten bevat meerdere tonen.

NASA

Massatoerisme Astronomen ontdekten een komeet die afkomstig lijkt van buiten het zonnestelsel. Als dat klopt, is het na ‘Oumuamua het tweede interstellaire object dat we hebben gezien.

33

Exoplaneet K2-18 b staat een stuk dichter op zijn ster dan Mercurius op de zon – zo dicht dat een jaar er maar 33 aardse dagen duurt. Maar omdat de ster als rode dwerg een stuk minder fel is dan de zon, bevindt de planeet zich toch in de leefbare zone.

Nieuwe stap naar medicijn tegen MS en alzheimer

Waterdamp, maar ook water?

ESA/HUBBLE, M. KORNMESSER

Waterdamp ontdekt op ‘leefbare’ exoplaneet Een verre planeet is dankzij zijn dampende atmosfeer een kandidaat om leven te vinden.

A

stronomen hebben voor het eerst waterdamp ­gevonden in de atmosfeer van een exoplaneet die in de leef­ bare zone rond zijn ster draait.

Het gaat om een superaarde die op ongeveer 120 lichtjaar afstand staat, in het sterrenbeeld Leeuw.

Het vinden van water is de ­heilige graal binnen het onderzoek naar exoplaneten. Tot nu toe had­ den onderzoekers alleen water­ damp gevonden in de atmosferen van grote gasplaneten die zo dicht op hun ster staan dat leven er ­bijzonder onwaarschijnlijk is.

Volgens de astronomen, van University College London, is ­planeet K2-18 b rotsachtig en heeft hij een grofweg twee keer zo grote straal als de aarde. Hij bevindt zich in de ‘leefbare zone’: het gebied rond een ster waar­ binnen vloeibaar water kan ­bestaan op een planeetoppervlak.

De astronomen onderzochten de atmosfeer van de superaarde

met gegevens van ruimtetele­ scoop Hubble. Ze bekeken het sterlicht dat door de atmosfeer van de planeet ging voordat het koers zette richting de aarde.

Watermoleculen absorberen licht van bepaalde golflengtes en ­veranderen daardoor het licht­ spectrum dat we op aarde meten.

Zo konden de onderzoekers in het sterlicht duidelijk de aanwezig­ heid van waterdamp ontwaren. Ze publiceerden die vondst in het tijdschrift Nature Astronomy.

‘Deze planeet is de beste kandi­ daat voor bewoonbaarheid die we op dit moment kennen’, zei hoofd­ auteur Angelos Tsiarias in een persbriefing. Wel voegde hij eraan toe dat de vondst van waterdamp in de atmosfeer niet per se bete­ kent dat er ook vloeibaar ­water op het planeetoppervlak voorkomt.

‘Dit is een mooie stap richting het vinden van water in de atmo­ sfeer van planeten die écht op de aarde lijken. Maar die zijn een stuk kleiner, waardoor dat nog wel een factor tien moeilijker is’, zegt hoogleraar observationele fysica Ignas Snellen. —JoJ

De aanmaak van myeline, een belangrijke stof die bij de ziekte MS wordt afgebroken, is te herstellen door bepaalde eiwitten te onderdrukken. Dat toonden onderzoekers uit Hasselt en Maastricht aan in proefdiermodellen. Het onderdrukken van diezelfde eiwitten kan ook alzheimerpatiënten helpen.

Multiple sclerose (MS) is een aandoening die het centrale zenuwstelsel aantast. Hierbij raakt de isolatielaag rond zenuwcellen in de oogzenuwen, het ruggenmerg en de hersenen beschadigd.

Deze isolatielaag bestaat uit de vettige stof myeline en zorgt ervoor dat signalen snel en efficiënt worden doorgegeven.

De wetenschappers onderzochten stofjes die de werking onderdrukken van eiwitten die de aanmaak van myeline verminderen. Eerst gebruikten ze een stofje dat een grote groep eiwitten onderdrukt. Dit medicijn wordt onder de naam roflumilast ingezet tegen de chronische longaandoening COPD. Het medicijn bleek in proefdieren te helpen bij verbetering van geheugen in modellen voor alzheimer en MS. Voor alzheimerpatiënten lijkt een lage dosering voldoende om het geheugen te verbeteren. Voor MS blijkt echter een dusdanig hoge dosering van het medi­ cijn nodig dat er bijwerkingen optreden.

‘Daarom kijken we nu naar een stofje dat een kleinere klasse eiwitten onderdrukt. Ook deze tests met muizen waren positief voor geheugen en herstel van myeline, maar dan zonder bijwerkingen’, zegt onderzoeker Tim Vanmierlo van de Universiteit Hasselt.

Het stofje onderdrukt klachten en remt de achteruitgang. ‘Maar je kunt er niet al afgestorven zenuwcellen mee herstellen.

Het geneest MS dus niet’, zegt Vanmierlo.

De onderzoekers gaan zich nu voorbereiden op onderzoek bij mensen. Een medicijn zal echter nog zeker vijf tot tien jaar op zich laten wachten. —DS

november 2019 | New Scientist | 13

.nl/boekvandemaand

Prijs: € 17,50

‘ Net als Munroes eerdere boeken is Hoe dan? weer heerlijk omslachtig.

Als een soort parodie op een zelfhulpboek staat het vol onpraktische adviezen voor alledaagse problemen.’

– Yannick Fritschy, redacteur New Scientist Bekijk de recensie op newscientist.nl/boekvandemaand

Bestellen? Ga naar: newscientist.nl/boekvandemaand

nieuws

Hoe vies is ons geld? Hoogleraar infectiepreventie Andreas Voss bekeek hoe lang bacteriën overleven op bankbiljetten uit verschillende landen.

Op 12 september ontving hij daarvoor een Ig Nobelprijs, de tegenhanger van de Nobelprijs waarmee grappige, curieuze studies worden beloond.

‘De E. coli-bacterie overleeft goed op eurobiljetten’ U zocht uit op welke bankbiljetten bacteriën het langst over­ leven. Hoe luidt het oordeel?

ANDREAS VOSS is hoogleraar infectiepreventie aan de Radboud Universiteit in Nijmegen. Hij publiceerde het bankbiljetten­ onderzoek in 2013 in het tijdschrift Antimicrobial Resistance and Infection Control.

Op 12 september ontving hij er een Ig Nobelprijs voor, samen met zijn zoon Timothy Voss en medeonderzoeker Habip Gedik.

‘Onze conclusie is dat er grote ­verschillen zijn tussen de biljet­ soorten. De Roemeense leu was van de geteste biljetten het ergst.

Alle bacteriesoorten konden daarop meer dan 24 uur overleven: zowel de ziekenhuisbacterie MRSA als de darmbacteriën VRE en E. coli.

De E. coli-bacterie overleeft ook goed op de euro. Het ‘schoonste’ biljet is de Kroatische kuna. Daar is al na drie uur geen bacterie meer op te ­vinden. Ook de Marokkaanse diram en de Indiase roepie kwamen goed uit de test. Die zijn na zes uur bacterievrij.’

Hoe hebben jullie het onderzoek uitgevoerd?

‘We hebben bankbiljetten steriel gemaakt onder UV-licht. Vervolgens hebben we er bekende hoeveel­heden micro-organismen

Als leefomgeving vinden bacteriën vooral de Roemeense leu leuk.

WIKIMEDIA COMMONS/ES VIC

op los­gelaten. Elke paar uur keken we welke bacteriën nog leefden. Eigenlijk wilden we het geld ­versnipperen, zodat we kleine stukjes op kweek konden zetten en zo konden zien welke bacteriën erop zaten. Maar we ontdekten dat het strafbaar is om geld te ­vernietigen – vooral bij de dollar is dat een probleem. Daarom hebben we maar uitstrijkjes gemaakt en die gebruikt.’

Waarom blijven sommige biljetten langer vies dan andere?

‘Ik vermoed dat het samenhangt met de papiersamenstelling.

Biljetten die een polymeervezel bevatten, houden gemakkelijker micro-organismen vast. Het leuke is: dat zijn de gladde, glanzende papieren. Geld dat er rommelig en kreukelig uitziet, zoals de Indiase roepie, is juist sneller schoon.’

E. coli op de euro klinkt gevaar­ lijk. Moeten we ons zorgen ­maken?

‘Je hoeft er zeker niet nerveus van te worden. Je vindt E.coli terug op zo’n beetje alles wat je weleens in handen hebt. Uit een eerder ­onderzoek van ons volgde dat maar 50 procent van de mensen na een toiletbezoek de handen wast.

Om de een of andere reden g ­ eloven mensen in de beschermende werking van drie lagen toilet­papier. Die bacterie wordt dus volop ­verspreid.

Gelukkig word je er niet zomaar

ziek van. Wel is het verstandig om even je handen te wassen als je aan je ogen, mond of neus gaat zitten, of als je eten klaar gaat ­maken.’

Is het veiliger om altijd met je ­pinpas te betalen?

‘Dat heeft zo zijn voordelen. Jij bent de enige die je pinpas in de hand neemt, dus bacteriën raken minder verspreid. Maar er zijn toch wel ­voldoende andere dingen die je dagelijks aanraakt waar micro-­ organismen op leven. Dus ook als je altijd pint, loont een goede handhygiëne.’

Hebt u zelf nog papiergeld in de portemonnee?

‘Absoluut. Ik maak me geen zorgen.

Als je nou echt graag ‘schoner’ geld gebruikt, dan kun je terugvallen op muntgeld. Daar zit koper en nikkel in. Die materialen hebben een ­antibacterieel effect.’

De Ig Nobelprijs gaat niet naar de beste, maar naar de ­opvallendste studies. Bent u er wel blij mee?

‘Zeker! Deze prijs is buitengewoon supergeschikt voor mij. Ik wil graag de aandacht vestigen op infectiepreventie en dit biedt een uitstekende gelegenheid om dat te doen.

En ik vind het extra leuk dat ik de prijs deelde met mijn oudste zoon.

In eerste instantie hadden we deze proef bedacht voor zijn profielwerkstuk.’ —AH

november 2019 | New Scientist | 15

nieuws Leven, heelal, alles

De Collatz-fractal: een visualisatie gerelateerd aan het vermoeden van Collatz.

WIKIMEDIA COMMONS/POKIPSY76

Ruim tachtig jaar oud wiskundig vermoeden bijna bewezen Een raadsel dat wiskundigen sinds 1937 bezighoudt, is bijna opgelost.

B

egin met een willekeurig positief, heel getal. Als het getal even is, deel je het door twee. Als het een oneven getal is, vermenigvuldig je het met drie en tel je er één bij op. Neem de uitkomst en herhaal deze stappen. Het vermoeden van Collatz stelt dat deze reeks altijd op 1 eindigt, ­ongeacht het getal waarmee je begint.

Voor de eerste 1020 (100 triljoen) getal­ len is aangetoond dat dit vermoeden klopt.

Maar om te bewijzen dat het voor élk getal opgaat, is het niet genoeg om het steeds weer voor een nieuw getal te bewijzen.

Het aantal getallen is immers oneindig.

Terence Tao, wiskundige van de Universi­ teit van Californië te Los Angeles, heeft het

vermoeden van Collatz nu bijna bewezen. Hij borduurde voort op het werk van onder­ zoekers die aantoonden dat bijna alle reek­ sen een waarde bereiken tussen het getal n waarmee je begint en 1, zodat je vrijwel nooit op een oneindig groot getal uitkomt.

‘Ik heb laten zien dat de bereikte waarde tussen n en 1 zo dicht bij het einddoel 1 kan liggen als je wilt, voor bijna alle n’, zegt Tao. Tao heeft weinig hoop dat met zijn ­methode een compleet bewijs te vinden is.

Doordat hij technieken uit de kansrekening gebruikt, is er altijd een kleine foutmarge.

‘Er kunnen misschien kleine technische ver­ beteringen worden aangebracht, waarvan de meeste te maken hebben met de precie­ ze definitie van ‘bijna alle gevallen’’, zegt Tao. ‘Maar ik ben blij dat ik deze verbetering kan overlaten aan andere wiskundigen.’ —BS

Lotgeval Stel je een lotto voor met een oneindige set winnende getallen. Elk lot bevat oneindig veel rijtjes met elk oneindig veel getallen. Wiskundigen bewezen dat er geen lot is waarmee je zeker wint.

16 | New Scientist | november 2019

Wiskundigen lossen raadsel op over getal 42 Het onthult misschien niet de betekenis van het Leven, het Universum en Alles, maar ­wiskundigen hebben wel een hardnekkig raadsel opgelost rond het getal 42.

Het maakt deel uit van een algemeen probleem: als k een geheel getal is, zijn er dan ook gehele getallen voor x, y en z zodat geldt k = x3 + y3 + z3?

Met een algoritme hebben wiskundigen van het Ameri­ kaanse instituut MIT dit probleem opgelost voor het getal 42. Dit was het enige getal onder de 100 waarvoor nog geen oplossing was gevonden, terwijl die er wel moest zijn. Van bepaalde getallen, waaronder 4, 5 en 13, weten we zeker dat er geen oplossing is.

De oplossing voor 42 is: (-80.538.738.812.075.974)3 + 80.435.758.145.817.5153 + 12.602.123.297.335.6313

De wiskundigen lieten hun ­programma draaien op meer dan 400.000 computers van vrijwilligers. Een enkele computerprocessor zou meer dan vijf­ tig jaar nodig hebben gehad om deze oplossing te vinden. —DL

3.20

Googles quantumprocessor Sycamore moest van grote reeksen binaire cijfers nagaan of hun verdeling willekeurig was. Deze taak zou ’s werelds beste supercomputer Summit 10.000 jaar hebben gekost. Sycamore klaarde de klus in 3 minuten en 20 seconden.

Is Googles Sycamore echt superieur?

ISTOCK

Quantumcomputer Google bereikt ‘superieure’ mijlpaal

Het zou zomaar eens het begin kunnen zijn van een nieuw computertijdperk.

G

oogle beweert dat de quantumcomputer van het bedrijf een berekening heeft uitgevoerd die zelfs voor de beste supercomputer onmo­ gelijk is. Daarmee is de langver­ wachte ‘quantumsuperioriteit’ mogelijk een feit.

Quantumcomputers kunnen tot grote veranderingen leiden in de manier waarop we nieuwe materialen ontwerpen, logistie­ ke puzzels oplossen, kunstmati­ ge intelligentie maken en codes breken. Daarom hebben bedrij­ ven als Google, Intel en IBM met elkaar gestreden om als eerste deze mijlpaal te bereiken.

In 2018 sloot Google een over­ eenkomst met NASA om zijn quantumcomputer te testen.

Eind september verscheen een document met details over de doorbraak op een NASA-ser­ ver. Het beschrijft de quantum­ processor Sycamore, die bestaat uit 54 supergeleidende quan­ tumbits of qubits. Auteur van het document is John Martinis van de Universiteit van Califor­ nië te Santa Barbara. Hij werkt met Google aan de hardware voor een quantumcomputer.

‘De dramatische versnelling ten opzichte van alle bekende klassieke algoritmes biedt een experimentele realisatie van quantumsuprematie’, aldus het artikel. Ofwel: Sycamore heeft quantumsuperioriteit bereikt.

Het artikel beschrijft hoe de quantumprocessor van Google nagaat of getallen in een grote set willekeurig zijn verdeeld.

Voor een traditionele computer is deze klus erg moeilijk.

Sycamore pakt de taak anders aan dan een gewone computer.

Een van zijn qubits werkte niet, maar de overige 53 waren met elkaar verstrengeld. Ze werden gebruikt om reeksen van binaire cijfers te maken en te controle­ ren of hun verdeling echt wille­ keurig was. Het artikel rekent voor dat deze taak de beste ­supercomputer ter wereld, Sum­ mit, 10.000 jaar zou kosten. ­Sycamore klaarde de klus in 3 minuten en 20 seconden.

Naast het produceren van ­willekeurige getallen kun je hier

niet zo veel mee. In de toekomst kan de quantumrekenmethode echter nuttig zijn op het gebied van kunstmatige intelligentie, materiaalkunde en scheikunde, schrijft Martinis in zijn artikel.

Stel dat je een model wilt maken van een chemische reactie of dat je wilt visualiseren hoe een nieuw molecuul zich aan andere moleculen bindt. Bij zulke ­taken zijn quantumcomputers in staat om met een enorme hoe­ veelheid variabelen te werken om zo tot een nauwkeurige ­simulatie te komen.

‘Googles update over quan­ tumsuperioriteit is een opval­ lende mijlpaal’, zegt Jim Clarke van Intel Labs in een verklaring.

Maar volgens Clarke is dit wel pas ‘de eerste kilometer van de marathon’. De demonstratie ­bewijst wat mogelijk is, maar de quantumprocessor is niet fout­ loos. Er moeten betere proces­ soren gebouwd worden voordat echt zinvolle berekeningen ­binnen bereik komen. —CW november 2019 | New Scientist | 17

5 vragen

Luchtkastelen vol waterstof Een vlammenzee vernietigde 82 jaar geleden het iconische luchtschip de Hinden­ burg. Daarmee kwam de bloeiperiode van de zeppelins voorgoed ten einde. Of niet?

Klimaatbewuste wetenschappers pleiten nu voor de bouw van gigantische exemplaren die grote hoeveelheden water­ stof moeten gaan vervoeren.

Tekst: Sebastiaan van de Water

18 | New Scientist | november 2019

1

Welk imposant formaat zouden die ‘zeppelins 2.0’ moeten krijgen?

De aanduiding ‘reusachtig’ zou een reusachtig understatement zijn. Ter referentie: de imposante jumbojet Airbus A380 heeft een lengte van 72 meter. Dat is behoorlijk bescheiden in vergelijking met de grote luchtschepen van weleer, zoals de LZ 127 Graf Zeppelin (237 meter) en de LZ 129 Hindenburg (245 meter). Met een totaal volume van 200.000 kubieke meter bood de Hindenburg zelfs ruimte aan tweehonderd hedendaagse Boeing 747’s.

Maar al die cijfers vallen ­volledig in het niet bij het formaat van de zeppelin van de toekomst. Althans, als het aan Julian Hunt en zijn collega’s ligt. Deze Oostenrijkse wetenschappers, verbonden aan het International Institute for Applied Systems Analysis, berekenden ­onlangs de ideale lengte van ­de 21e-eeuwse zeppelin: 2,5 kilometer.

Groot genoeg om een schaduw te werpen over volledige dorpen en woonwijken.

2

Wat is het ­voordeel van zulke enorme luchtschepen?

Hoe groter het luchtschip, hoe groter het draagvermogen.

Hunt en de zijnen b ­ eraamden dat een zeppelin die tien keer zo lang is als de H ­ indenburg bijna duizend keer meer volume en draagvermogen kan leveren. Om precies te zijn zou een zeppelin gevuld met 2 miljard ­kubieke meter waterstof – dat veertien keer lichter is dan lucht – een vracht van zeker 20.000 ton moeten kunnen meesjouwen.

Dit soort superzeppelins zouden zo de zware ecologische voetafdruk van de ­transportindustrie kunnen verlichten, stelt Hunt. Vrachtvliegtuigen zijn immers allesbehalve klimaatneutraal en de VN concludeerde al lang geleden dat de vloot aan containerschepen die over onze oceanen dobbert een ernstige bijdrage levert aan de mondiale CO2-uitstoot.

Luchtschepen daarentegen zijn even vervuilend als een racefiets. Opstijgen doen ze dankzij hun vulling van ­waterstof vanzelf. Bijsturen

in de lucht kan door kleine hoeveelheden te verbranden van datzelfde, liefst duurzaam ­geproduceerde, ­waterstof. ­Bovendien komt het leeuwendeel van de voortstuwing voor rekening van de straalstroom, een permanente oostwaartse wind die tussen 9 en 16 kilometer hoogte boven de aarde waait. Dankzij die straalstroom kunnen de hypothe­ tische zeppelins in zestien ­dagen een rondje om de aarde zweven. Relatief lang voor een menselijke piloot, maar Hunt stelt dan ook voor om de ­zeppelins door kunstmatige intelligentie te laten besturen.

3

Snijden de argumenten voor superzeppelins

hout?

Luchtvaartexpert Joris Melkert van de TU Delft nam het Oostenrijkse rapport onder de loep. ‘De suggestie met betrekking tot straalstromen is technisch juist. Je kunt zo’n zeppelin vrij gemakkelijk van Beijing naar Tokio voort laten duwen door een constante rugwind. Nadeel is wel dat als je van Tokio terug naar Beijing wil, je bijna de hele aarde rond moet vliegen.’

Het idee van waterstoftransport biedt evenwel unieke voordelen, denkt Melkert.

‘Als we naar een duurzame energievoorziening toe willen, zal waterstof daar absoluut een grote rol in moeten spelen. Een probleem is alleen dat waterstof een heel ijl gas is. Daardoor neemt het veel ruimte in. Hoe gaan we dat effectief vervoeren? Je kunt het comprimeren door het te koelen, maar als je dat

17

Het revolutionaire Luftschiff Zeppelin 1 maakte 119 jaar geleden zijn eerste vlucht. Al na zeventien minuten zweven dwong een harde wind de zeppelin echter tot het maken van een noodlanding.

Vliegen er straks kilometers lange zeppelins gevuld met miljarden kilogrammen waterstof door de lucht?

ISTOCK

goed wil doen, moet je het ­terugbrengen naar -253 graden Celsius, wat veel energie kost.

Ik vind het een charmant idee om gigantische zeppelins te gebruiken voor dat waterstoftransport, die dat gas dan ­meteen kunnen gebruiken om op te stijgen en vracht te vervoeren.’

4

Zijn waterstof en zeppelins geen levensgevaarlijke combinatie?

Zeppelins die door de lucht zweven, leveren altijd mooie plaatjes op. Vooral als ze in brand vliegen, zo bewijzen de memorabele foto’s van de Hindenburgramp uit 1937.

De massale aanwezigheid van het licht ontvlambare waterstof speelde een sleutelrol bij deze ramp. Om deze reden zijn de kleine zeppelins die vandaag de dag sporadisch

rondvliegen altijd gevuld met het edelgas helium, dat niet brandbaar is. Maar omdat ­helium schaars, duur en ­relatief zwaar is, oordeelt Hunt dat eventuele gigantische zeppelins toch weer aangewezen zijn op waterstof. Is dat niet riskant?

‘Welnee’, zegt Melkert.

‘De Hindenburgramp heeft voor een soort waterstof­ trauma gezorgd in ons collectieve bewustzijn, maar dat is een erg overtrokken reactie.

Het is werkelijk niet moeilijk om, zeker met hedendaagse materialen, goede voorzorgsmaatregelen te treffen.’

Zelfs in vroeger tijden waren rampen overigens niet de ­regel. Zo vloog de eerdergenoemde Graf Zeppelin in de jaren dertig meer dan 1 miljoen kilometer door de lucht zonder ooit neer te storten of in brand te vliegen.

5

Kleven er verder geen nadelen aan superzeppelins?

Melkert ziet een aantal serieuze bezwaren. ‘Die zijn eerlijk ­gezegd dusdanig fundamenteel dat ik dit plan nooit van de grond zie komen.’ Zo zijn zeppelins heel weersgevoelig, zegt hij. ‘Zodra er een beetje storm opsteekt, kunnen ze niet opstijgen of landen. Dat maakt ze hoogst onbetrouwbaar. Bij enorme zeppelins – als het überhaupt lukt om die te bouwen – is dat probleem nog veel groter. Die kunnen zeker op ­lagere hoogten door verschillende weersfenomenen vrij snel onbestuurbaar worden.’

En dus zouden ze, met name tijdens het opstijgen of landen, kunnen neerstorten. Met het oog daarop pleiten Hunt en zijn team voor speciale vluchtroutes die alleen over onbewoonde gebieden gaan, maar

volgens Melkert is dat niet afdoende. ‘Je zult flinke infrastructuur moeten creëren waar die enorme luchtschepen kunnen landen om hun vracht te verwerken. Daar in de buurt zullen veel mensen moeten werken. Het hoeft maar één keer fout te gaan en het wordt plots heel donker voor een grote groep mensen.’

Zeppelins helemaal uitvlakken wil Melkert niet. ‘Ze hebben een dusdanig aaibare uitstraling en romantische historie dat ondernemers en wetenschappers altijd zullen blijven proberen ze terug te brengen. Er zijn ook wel een paar niches te bedenken voor kleinere zeppelins. Ze kunnen als toeristenattractie, waarnemingsstation of reclamedrager dienen. Maar voor personenverkeer en vracht­vervoer blijven vliegtuigen en schepen helaas vele malen praktischer.’ november 2019 | New Scientist | 19

inzicht

Hoe levert een spier kracht?

Het pakken van een glas water lijkt heel simpel, maar ondertussen gebeurt er heel veel in het lichaam om ervoor te zorgen dat de juiste spieren worden aangestuurd. Dat gaat via deze route.

1

De Dehersenen hersenensturen sturen elektrische elektrischesignalen signalendoor door het ruggenmerg, ruggenmerg,via via uitlopers uitlopersvan vanzenuwcellen, zenuwcellen, naar de despieren. spieren.Die Die uitlopers uitloperszijn zijneen een soort soort lange langedraden. draden.

2

Een spier is opgebouwd uit spierbundels, die weer bestaan uit spiervezels. Deze spiervezels zijn het eindstation van het signaal uit de hersenen.

De spierkracht kan op gang gebracht worden!

biceps

triceps

3

De spiervezels zijn opgebouwd uit twee eiwitten: actine en myosine. Deze eiwitten zorgen voor de kracht van de spier. Groepjes van die eiwitten worden sarcomeren genoemd.

In een spiervezel zijn al die sarcomeren achter elkaar geschakeld.

spierbundel

spiervezel actine sarcomeer

myosine

spiercellen 20 | New Scientist | november 2019

INFOGRAPHIC: RIK VAN SCHAGEN TEKST: JOSTA BOSMA

4

Myosine heeft kopjes die aan actine hechten. De kopjes klappen om en trekken de actine-eiwitten naar elkaar toe.

De sarcomeren worden kleiner; daardoor wordt de spier korter en levert die kracht.

actine

Doordat de sarcomeren in elkaar schuiven, kunnen de spieren alleen maar een trekkracht leveren en geen duwkracht. Daarom zitten er aan meerdere kanten van je gewrichten spieren.

Het simpelste voorbeeld zijn de spieren in je bovenarm. Aan de voorkant van je bovenarm zitten de biceps. Als die samentrekken, buig je je arm. Aan de achterkant zitten je triceps. Als die zich samentrekken, strek je juist je arm. Op deze manier moet het zenuwstelsel dus precies de goede balans zien te vinden en de juiste spieren zien aan te sturen om jou een glas water te laten pakken.

sarcomeer

myosine

Zo werkt een spier op moleculair niveau De myosinekopjes in spiervezels klappen niet zomaar om.

Hier gaat een heel chemisch proces aan vooraf:

A

Om kracht te leveren, is energie nodig. In het lichaam is er een molecuul dat veel energie bevat: ATP. Dat is in rust gebonden aan een myosinekopje. In dit stadium kan dat niet binden aan actine.

ATP

Ca2+

Ca2+

ATP

B Ca2+

Ca2+

ADP P

D

Een nieuw energiemolecuul bindt zich aan het lege myosinekopje, waardoor de stappen zich kunnen herhalen.

Als het signaal van de hersenen de spiervezel bereikt, stroomt calcium de cel in. Dat bindt aan het eiwit dat de bindingsplaatsen voor de myosinekopjes blokkeert.

Vervolgens wordt het ATP-molecuul omgezet in twee andere moleculen: ADP en fosfaat (P). Het myosinekopje hecht zich aan actine.

C

Ca2+

Ca2+

Na het hechten verlaten de ADP- en P-moleculen het myosinekopje. Hierdoor klapt het kopje naar achteren en trekt het de actine-eiwitten met zich mee. Gevolg: de sarcomeren worden korter en de spier trekt samen.

november 2019 | New Scientist | 21

onderzoek & praktijk

In de danswereld liggen chronische blessures altijd op de loer. De tool PAHM maakt gebruik van data en de laatste wetenschappelijke inzichten om die te voorkomen.

Enkelkillers te lijf met harde data ‘W

Tekst: Sebastiaan van de Water

HET RESULTAAT

DE METHODE De Rotterdamse hogeschool voor de kunsten Codarts heeft een tool ontwikkeld, de Performing Artist and Athlete Health Monitor (PAHM), die atleten en podiumartiesten een dieper inzicht kan ­geven in hun lichame­ lijke en mentale welzijn.

De harde data vanuit PAHM hebben bij onder andere het Nationale Ballet geleid tot concrete ingrepen om het welzijn van dansers te bevorderen. Inmiddels gebruiken meer partijen de tool, waaronder de jeugdopleiding van voetbalclub Feyenoord.

Deze rubriek is tot stand gekomen in samenwerking met Nationaal Regieorgaan Praktijkgericht Onderzoek SIA

In de danszaal van Codarts verzamelen onderzoekers data over de studenten met behulp van de tool PAHM. BRAM BELLONI

22 | New Scientist | november 2019

acht.’ Annemiek Tie­ mens was begonnen aan een ingewikkelde uitleg over een dansbeweging, maar midden in een zin staakt de promovendus die poging en kijkt ze een ­student vragend aan.

‘Lisanne, zou jij anders even de plié kunnen demonstreren? Dan is meteen duidelijk waar we het over hebben.’ De dansstudent springt zonder aarzeling de lucht in. ­Tegelijkertijd draait ze haar ­enkels naar buiten zodat haar hielen naar elkaar wijzen. In één vloeiende beweging zakt ze bij de landing door haar ­knieën en komt ze kaarsrecht weer om­ hoog. Piece of cake. ‘Dat is dus de plié, een gevierde landing in de danswereld’, vervolgt Tiemens.

‘Probleem is: hij is extreem belas­ tend voor de enkel­gewrichten.

En dat is een van de redenen waarom we hier nu zijn.’

‘Hier’ is een klassieke dans­ zaal, compleet met houten ­barre en smetvrije spiegelwand, op de negende verdieping van Codarts, de Rotterdamse hogeschool voor de kunsten. Derdejaars dansstudenten springen hier a­f­ wisselend op één been de lucht in, terwijl een apparaat meet hoelang het duurt voor ze weer geland zijn. Een paar meter ver­ derop plant een ­danseres haar rechtervoet langs een meetlat, terwijl ze haar knie voorwaarts duwt in een poging de muur te toucheren. Dat lukt. ‘13,5 centimeter, Anne-Ruth!’ roept Tiemens, het getal ­intikkend op haar laptop. Op het scherm wemelt het van scores en gra­ fieken. De taakbalk vertelt welk programma ze ­gebruikt: PAHM. Sommige puristen in de kunstwereld moeten er nog een beetje aan wennen. Zij zijn grootgebracht met het idee dat elke poging om kunstoptredens te reduceren tot rijen objectie­ ve data afbreuk doet aan het artis­tieke ideaal van de spon­ tane, subjectieve expressie. De ­nieuwe generatie dansers kijkt daar totaal anders naar. ‘Ik ge­ loof zeker dat moderne tools ons kunnen helpen’, zegt de Vlaamse Anne-Ruth. ‘Dat we altijd met spierpijn kampen, vinden we echt geen probleem, maar chronische blessures aan de onderbenen – en dat komt veel voor in de danswereld – zijn natuurlijk wel een issue.’ Spon­ tane expressie gaat toch wat lastig als je op krukken loopt.

PAHM moet dat scenario voorkomen. ‘Alle metingen die we doen, zijn gekoppeld aan

wetenschappelijke inzichten over fysiek en mentaal wel­ zijn’, vertelt promovendus ­Diana van Winden. ‘Neem de oefening met de knie tegen de muur. Een o ­ nderzoeker van het ­Erasmus MC heeft ontdekt dat een ­beperkte dorsaalflexie van de enkel, die hierbij gemeten wordt, een goede voorspeller is voor het oplopen van blessu­ res aan het onderlichaam. Blijkt je enkel chronisch te stijf, dan ­bieden we fysiotherapie aan om je flexibiliteit te vergroten.’

Een andere cruciale com­ ponent van PAHM betreft het ­invullen van periodieke vragen­ lijsten. Een dansstudent pakt haar telefoon en scrollt langs grafieken. ‘Kijk. We kunnen alle resultaten zelf terug zien. Zie je deze dip? Een tijdje terug ­beoordeelde ik twee maanden op rij mijn slaapkwaliteit met een vier. In diezelfde periode gaf ik aan ontevreden te zijn met mijn dansprestaties. Die dubbe­ le trend had ik op het moment zelf niet echt door. De cijfers van PAHM waren voor mij een wake-upcall om mijn leefstijl te verbeteren.’

Elite dansers van het Natio­ naal Ballet en het ­Scapino Ballet bleken tijdens het ­project Fit to Perform zelfs zo enthousiast over de werking van PAHM, dat een vakjury van het Nationaal Regieorgaan Praktijk­gericht Onderzoek SIA het ­project ­beloonde met de jaarlijkse RAAK-award. Sindsdien heeft Codarts tal van ­vervolgprojecten in gang gezet. Ook circus­ artiesten, ­musici van het Rot­ terdams P ­ hilharmonisch Orkest én de trainersstaf van Feyen­ oord staan inmiddels te sprin­ gen om aangepaste versies van de tool in gebruik te nemen.

PAHM maakt één ding duide­ lijk: de tijd dat wetenschap, sport en p ­ odiumkunst volledig ­gescheiden werelden waren, ligt ­definitief in het verleden.

de onderzoeker Water en vuur. Dag en nacht. Zwart en wit. Zijn wetenschap en podium­ kunsten net zulke tegenpolen? Veel artiesten denken van wel. Maar lector Janine Stubbe van Codarts trekt zich niets aan van zulke vooroordelen.

‘Wij helpen dansers dansklaar te blijven’ Kunnen wetenschappers dansers helpen om beter te dansen?

‘Jazeker! Want fitte dansers dansen beter. We moeten beseffen dat podiumkunste­ naars absolute topsporters zijn. Balletdansers trainen vele malen harder dan prof­ voetballers. Werkdagen van elf uur zijn geen uitzonde­ ring. En even uit voorzorg rust nemen, is in de dans­ wereld niet gebruikelijk.

Pain is part of the game.

Met onze tool PAHM kunnen we dansers en hun artistie­ ke staf meer inzicht geven in alle fysieke en mentale gevaren en valkuilen. Daar­ mee helpen we dansers om dansklaar te blijven.’

Hebt u bewijs dat dit werkt?

‘En of. Het Nationale Ballet gaf een tijd geleden voor­ stellingen van The Sleeping Beauty. Die show staat on­ der dansers bekend als een ‘enkelkiller’. De gegevens van PAHM bevestigden dit.

Veel dansers kampten na de eerste voorstelling met enkelproblemen. De artistie­ ke staf zag deze data, paste het trainingsprogramma aan en laste preventieve oefe­ ningen in. Het resulteerde in minder enkelklachten

BRAM BELLONI

na de tweede voorstelling.

Fantastisch toch? En wat mij ­betreft zijn dit soort succes­ sen pas het begin.’

Hoe wilt u nog meer ­wetenschappelijke inzichten integreren in de podiumkunsten?

‘We willen onder andere een tool ontwikkelen om blessures te kunnen voor­ spellen. Op basis van facto­ ren zoals blessuregeschie­ denis, PAHM-metingen en de in kaart gebrachte be­ lasting die een bepaalde voorstelling met zich mee­ brengt, proberen we indi­ viduele risicoprofielen op te stellen. Ook richten we ons op audities. Die zijn van vitaal belang in de ­carrières van musici en dansers en dus enorm stressvol. Je komt een zaaltje met een jury binnen en dan moet

je laten zien wat je kunt.

Onderzoek suggereert dat trainen onder gedeelte­ lijke druk helpt om te pres­ teren onder volle druk.

Daarom zijn we nu bezig een stresslab te bouwen, waarmee we audities deels kunnen simuleren. Tenslot­ te zijn we intensief aan het samenwerken met de voet­ ballers van Feyenoord.’

Wat zegt u tegen mensen die het spreekwoord ‘schoenmaker blijf bij je leest’ aanhalen?

‘Ik zal nooit een danser ver­ tellen hoe hij moet dansen.

Waar het mij om gaat, is het bundelen van de nieuwste inzichten uit de genees­ kunde, kunst, sport, psycho­ logie en ICT, om ervoor te zorgen dat podiumkunste­ naars l­anger van hun passie ­kunnen ­genieten.’

november 2019 | New Scientist | 23

‘Ik heb niet de illusie dat we een massaextinctie zouden overleven’ In zeven weken doorkruiste Katja Peijnenburg de ­Atlantische Oceaan, om onderzoek te doen aan dierlijk ­plankton. Deze nietige waterwezentjes laten namelijk goed zien hoe het met de oceanen is gesteld. En wat wij ­landrotten nog weleens willen vergeten: samen vormen die oceanen 99 procent van het bewoonbare volume van onze planeet.

Tekst: Joris Janssen en Jim Jansen Fotografie interview: Bob Bronshoff

W

il je grote dingen begrijpen, dan moet je soms juist naar heel kleine dingen kijken.

Voor het doorgronden van het universum doe je er bijvoorbeeld goed aan te duiken in de wereld van de quarks, de elektronen en de higgsbosonen. Iets vergelijkbaars geldt voor de aarde en het klimaat.

Wil je weten hoe de planeet ervoor staat?

Richt dan je blik op zeeleven dat veelal ­microscopisch klein is: plankton.

Katja Peijnenburg is als onderzoeker verbonden aan het Naturalis Biodiversity Center en de Universiteit van Amsterdam.

Haar werk draait om planktonslakjes: kleine schelpdiertjes van ongeveer een milli­meter 24 | New Scientist | november 2019

tot een centimeter groot, die tot de verbeelding sprekende namen dragen als zeevlinder, zeeolifant en zee-engel.

Deze beestjes komen in bijna elke uithoek van de oceanen voor. Dat maakt ze heel ­geschikt voor onderzoek naar de staat van onze blauwe planeet. Planktonslakjes zijn namelijk een soort kanarie in de kolenmijn.

Gaat het slecht met planktonslakjes, dan gaat het slecht met de oceanen.

In 2017 stapte Peijnenburg op een onderzoeksschip en voer ze van Engeland naar de Falklandeilanden. Een reis van zo’n 13.500 kilometer, van 50 graden noorderbreedte naar 50 graden zuiderbreedte. Tijdens deze zeven weken nam ze elke nacht monsters van het planktonleven en onderzocht ze welk effect klimaatverandering heeft op deze kleine organismen.

Het onderzoek en de jacht op resultaten is nog in volle gang, maar één ding is wel ­duidelijk: de aarde is onomkeerbaar aan het veranderen. Volgens Peijnenburg heeft het plankton daar in de toekomst niet zoveel last van, maar de mens des te meer. ‘Als je

de situatie vanuit de mens bekijkt, denk ik dat we ons veel zorgen moeten maken.’

Wekenlang ’s nachts op een oneindige blauwe vlakte, door weer en wind, ­ongrijpbare zeedieren vangen. Hoe heftig was dat?

‘We stonden ’s nachts op het dek met een helm op en een zwemvest aan, en droegen schoenen met stalen neuzen. Bij écht zwaar weer mochten we niet vissen.

Dan vond de kapitein het te gevaarlijk.

Maar het is en blijft een werkplaats waar ongelukken kunnen gebeuren. ­Heftige ongelukken. Voordat je op zo’n schip meegaat, moet je dan ook een zeesurvivaltraining doen. Ik heb dat gedaan met allemaal olieplatformwerkers. Je moet dan een survivalpak aan en van een p ­ latform 10 meter naar beneden springen.

Vanaf het moment van vertrek, in ­oktober, is het meteen zwaar weer. Bij de eerste maaltijd zie je heel weinig mensen.

Iedereen is dan zeeziek. Maar dat is wel het moment waarop je bijvoorbeeld je

interview

november 2019 | New Scientist | 25

interview

labo­ratorium moet opbouwen. In het begin voel je je beroerd. Je mist je gezin en denkt: waarom doe ik dit eigenlijk? Maar als ik dan eenmaal plankton aan het vangen ben en dat door de microscoop zie, dan ­vergeet ik echt alles.’

Hoe gaat dat vangen van plankton in zijn werk?

‘Als je aan dierlijk plankton werkt, heb je meestal nachtdienst. Gedurende een uur per nacht was het hele schip, inclusief ­bemanning, van ons. Zo rond half vier ’s nachts konden we aan de slag met een groot, fijnmazig planktonnet – een soort dubbele pantykous.

Drie bemanningsleden hielpen ons met de bediening van het net en we moesten continu communiceren met de kapitein of stuurman. We hielden heel precies in de ­gaten hoe snel het schip voer en onder welke hoek het net stond. Je wilt namelijk exact weten hoeveel water je filtert. Zo kun je ­bepalen hoeveel van een bepaalde soort je per kubieke meter zeewater vindt.

Om de twee dagen hadden we rond ­middernacht ook nog twee of drie kortere netten, waarmee we de slakjes verzamelden om experimenten mee te doen. Dat deden mijn promovenda en postdoc vooral. Dat waren heel zware dagen.’

‘Hoe kunnen planktonslakken zich aanpassen aan een verzurende oceaan? Dat is de million dollar question’ g­ ebruikt als een soort streepjescode. Die streepjes­code vergelijk je met de codes in een data­base. Zo kun je bepalen welke soorten er in je monster zitten. Dit staat nog in de kinderschoenen. Heel vaak krijg je nu nog de ­melding unknown marine ­organism.’

schapper is. Ik maakte deel uit van een planktonteam van vier mensen: een promovendus en een postdoc van Naturalis, een Amerikaanse onderzoeker en ikzelf. De andere wetenschappers waren onder meer scheikundigen en fysisch oceanografen.

Die deden bijvoorbeeld metingen aan de koolstofcyclus en de distributie van voedingsstoffen.’

De expeditie waar u deel van uitmaakte, heet het Atlantic Meridional Transect Program. Wat is dat voor expeditie?

Wat voor route legde u af?

‘Dat is een oceaanexpeditie die 24 jaar geleden is ontstaan omdat een Brits onderzoeksstation op Antarctica moest worden bevoorraad. Mensen dachten toen: laten we ook standaard oceaanmetingen uitvoeren.

Het schip heeft een bemanning van ongeveer vijftig mensen, waarvan de helft weten-

‘Het schip vaart een standaardroute, dwars door de Atlantische Oceaan. Die route is in de afgelopen jaren nauwelijks veranderd.

Je vaart van Engeland naar een punt in het zuiden, meestal de Falklandeilanden of de stad Punta Arenas in Chili. De route is ­oorspronkelijk zo gekozen vanwege de

Wat was het doel van u en uw team bij deze expeditie?

‘De vraag die we wilden beantwoorden, was: kunnen planktonslakken zich aanpassen aan een verzurende oceaan? Dat is de million dollar question, of eigenlijk de 800.000-euro-vraag – de hoogte van mijn ­onderzoeksbeurs.

We wilden ook veel plankton verzamelen om een algemene indruk te krijgen van welke soorten er op welke plek in de oceaan zijn en hoeveel. Als je dit weet, dan kun je later zien of er iets is veranderd.

Ook wilden we kijken hoe goed we met een nieuwe genetische methode kunnen ­bepalen welke soorten plankton in een ­watermonster zitten. We deelden een ­monster dan in tweeën. Bij het eerste deel telden we handmatig alle soorten, bij het tweede haalden we het DNA eruit.

Je kunt dan genen uitlichten, die je 26 | New Scientist | november 2019

Het fijnmazige net waarmee onderzoekers plankton verzamelen, heeft wel wat weg van een dubbele pantykous.

Zeevlinders zijn slakken die zich hebben aangepast aan het leven in de oceaan.

KATJA PEIJNENBURG EN ERICA GOETZE

november 2019 | New Scientist | 27

interview

‘Onze planeet zou eigenlijk niet ‘aarde’ moeten heten, maar ‘water’’ ­ evoorrading van dat onderzoeksstation, b maar wetenschappelijk is die ook erg interessant. Zo kom je bijvoorbeeld langs de gyres van de Atlantische Oceaan. Dat zijn twee ringvormige zeestromingen; een in het noorden en een in het zuiden. Veel onderzoekers focussen zich op die stromingen. Daar blijft veel plastic hangen dat in de oceaan terecht is gekomen. Daarnaast zijn het een soort ‘blauwe woestijnen’: ze zijn heel voedselarm. En toch is er veel ­verschillend leven te vinden. De vraag is hoe dat kan.

Bovendien ga je met deze route dwars door allerlei klimaatzones heen. Je begint in de herfst op het noordelijk halfrond.

Dan ga je in de noordelijke subtropen door de noordelijke gyre. Vervolgens steek je de evenaar over, waar juist heel veel voedingsstoffen vanuit de diepte van de oceaan naar boven komen. Dan ga je naar het zuidelijk halfrond, naar de zuidelijke gyre, waar het dan lente is. Rond de Falklandeilanden gaat het tot slot echt stormen.

Het is heel bijzonder om dit mee te maken. Het schip vaart behoorlijk snel: ongeveer drie breedtegraden per dag. Daardoor veranderen de omstandigheden elke dag.’

En langs die route zijn representatieve planktonmonsters te nemen?

‘De oceaan is zo’n enorme bak water, ­eigenlijk schraap je letterlijk alleen een beetje aan het oppervlak. Toen ik in ­Groningen studeerde, zei mijn hoogleraar oceanografie eens: je moet je voorstellen dat je het regenwoud bemonstert vanuit een vliegtuig. Je gooit af en toe een ­emmertje naar beneden en haalt het weer omhoog. Wat erin zit, dat is dan ­toevallig waarvan je iets kunt leren over het regenwoud. Vogels zul je bijvoor28 | New Scientist | november 2019

beeld nooit vangen in dat emmertje. Zo is het ook met oceaandieren. Je hebt best veel plankton met goede ogen. Daarvan vang je er gewoon minder, want die kunnen zich uit de voeten maken. Dat geldt ook voor kleine, snelle beestjes. Een heel fijnmazig net kun je alleen langzaam door het water trekken. Snelle beestjes ontsnappen dan uit je net.’

Wat voor zeeleven valt er allemaal onder de noemer plankton?

‘Plankton is een verzamelbak. Het is eigenlijk een leefwijze. De term komt van het Griekse planktos, wat ‘drijver’ of ‘zwerver’ betekent. Het zijn alle organismen die met de stroming worden meegevoerd. Plantaardig plankton bestaat voor een groot deel uit eencellige organismen. Die zijn gigantisch divers en belangrijk voor de productie van zuurstof.

Daarnaast heb je dierlijk plankton. Van minder dan een millimeter – kleine grazers die plantaardig plankton eten – tot pijlwormen van zo’n 15 centimeter groot. Zelfs kwallen zijn plankton, net als het Portugees oorlogsschip met zijn lange tentakels.

Heel vaak denken mensen dat plankton niets dan klein grut is, maar dat is niet zo.’

Naar welk specifiek soort plankton ging uw aandacht uit?

‘Mijn onderzoek gaat vooral over pteropoden. Ptero komt van het Griekse woord voor ‘vleugel’ en pode van het Griekse woord voor ‘voet’: het zijn dus vleugelvoeten. Dit zijn slakken die zich hebben aangepast aan het leven in de open oceaan. Hun slakkenvoeten zijn veranderd in vleugels waarmee ze door het water fladderen. De groep met een schelp noemen we zeevlinders en de groep zonder schelp

Katja Peijnenburg aan boord van het schip waarop ze zeven weken lang plankton verzamelde.

Dierlijk plankton kan in grootte variëren van minder dan een millimeter tot zo’n 15 centimeter.

KATJA PEIJNENBURG EN ERICA GOETZE

zee-engelen. Daarnaast heb je nog de zeeolifanten. Dat zijn heteropoden. Oftewel: die ­hebben twee verschillende voeten.’

Wat maakt deze slakjes een interessant onderzoeksonderwerp?

‘Van al het leven in de oceaan zijn planktonslakjes misschien wel het meest gevoelig voor de effecten van oceaanverzuring. De oceanen verzuren doordat ze CO2 opnemen uit de lucht. Dat planktonslakjes hier zo ­gevoelig voor zijn, komt door de samenstelling van hun schelpjes: die zijn gemaakt van aragoniet. Dat is een vorm van kalk die relatief goed oplost in zuurder water. Je hebt ook algjes met schelpjes van calciet, maar daarmee vergeleken is aragoniet 50 procent meer oplosbaar. Daarom denken we dat die slakjes de eerste zijn die negatieve effecten ­zullen ondervinden van oceaanverzuring.

Daar komt bij dat plankton nergens op vastzit. Het kan zich heel snel aanpassen qua verspreidingsgebied. Er bestaat een monitoringsprogramma dat bijhoudt waar in de oceaan verschillende soorten plankton voorkomen. Roeipootkreeftjes, een ander

soort plankton, blijken per jaar gemiddeld 23 kilometer naar het noorden op te schuiven. Het is moeilijk om de vinger te leggen op de precieze oorzaak, maar het is heel aannemelijk dat dit door de veranderende temperatuur van het oceaanwater komt.’

Waarom is plankton zo belangrijk?

‘De helft van alle zuurstof op aarde wordt ­geproduceerd door plankton. Ook is plank­ ton een graadmeter voor hoe goed het met de oceanen gaat. Oceanen zijn gigantisch.

70 procent van het oppervlak van de aarde is oceaan. Als je meeneemt dat oceanen gemiddeld 3,6 kilometer diep zijn, dan vertegenwoordigen ze meer dan 99 procent van het bewoonbare volume op aarde. Onze planeet zou dus ­eigenlijk niet ‘aarde’ moeten heten, maar ‘water’. Mensen zijn echter landdieren en nogal egocentrisch: we focussen ons vooral op wat er op het land gebeurt.

Maar het leven is ontstaan in de oceaan en plankton was een van de eerste levensvormen. Vanuit plankton ontstond meercelligheid, het elkaar opeten, en vandaaruit weer allerlei grotere en ingewikkeldere organis-

men. Plankton staat aan de basis van bijna alle voedselketens in zee. Daarnaast is plankton de reden dat we fossiele brandstoffen hebben – hoewel we daar nu misschien minder blij mee moeten zijn.’

Wat onderzoekt u met uw team aan planktonslakjes, naast hun diversiteit en hun verspreiding?

‘Met een micro-CT-scan kijken we hoeveel kalk hun schelpjes bevat. Op het schip legden we de slakjes een halfuur in een bad met fluorescente verf die aan kalk bindt. ­Vervolgens stelden we ze drie dagen bloot aan verschillende zuurtegraden: zoals die 25 jaar geleden in de oceanen heerste, die van nu en de verwachte zuurtegraad van 2050. Daarna kun je aan de hand van de verf zien hoeveel de schelpjes zijn gegroeid en of ze daar onder de condities van 2050 meer moeite mee hebben.’

En wat blijkt daaruit?

‘We zijn nog druk bezig met het analyseren van alle gegevens. Wel hebben we bij een ­bepaalde soort zeeolifant ontdekt dat die november 2019 | New Scientist | 29

interview

onder de huidige omstandigheden waarschijnlijk al meer moeite heeft met het aanmaken van kalk dan onder de omstandigheden van de jaren negentig. Maar het gekke is dat als je ze blootstelt aan de zuurdere condities van 2050, ze juist méér kalk aanmaken. Onze eerste reactie was: oh jee, wat gebeurt hier nu? Inmiddels vermoeden we dat er een soort stressreactie optreedt. Ze bouwen een schelp die langer is, maar ook dunner.

Dat is echter slechts één soort. Een promovendus die ik begeleid, is as we speak bezig met experimenten aan een slakkensoort die we over de hele route door de Atlantische Oceaan hebben verzameld. We zitten dus echt nog midden in het verzamelen van data.’

Welke andere resultaten kunt u al met ons delen?

‘We hebben met behulp van DNA een stamboom gemaakt van alle soorten pteropoden.

Daarmee wilden we onder meer ­bekijken hoe oud al die soorten zijn. Veel onderzoekers gingen ervan uit dat ptero­poden een relatief jonge groep zijn, omdat je vooral fossielen vindt vanaf zo’n 56 miljoen jaar geleden. Dat is een tijd die volgde op een periode waarin de aarde heel warm was, er veel CO2 in de lucht zat en de oceanen zuurder waren. Logisch dat de slakjes pas daarna ontstaan zijn, dacht men, want die omstandigheden zouden ze nooit overleefd kunnen hebben. Maar mijn DNA-stamboom laat zien dat ze veel ouder zijn dan 56 miljoen jaar. Ze stammen waarschijnlijk uit het begin van het krijt, zo’n 150 miljoen jaar geleden, net als veel andere planktongroepen.

De reden dat we geen fossielen hebben, is dat ze ­mogelijk niet bewaard zijn gebleven.

Daarnaast hebben we er ook nog niet veel naar gezocht.’

Hoe beoordeelt u de staat van de ­oceanen op dit moment? Staan we aan het begin van een crisis of is de situatie nog ­omkeerbaar?

‘Als evolutiebioloog ben ik behoorlijk optimistisch over waar het leven allemaal tegen kan. Pijlwormen, bijvoorbeeld, bestaan al 30 | New Scientist | november 2019

‘Ik zou me kapot schamen als je als één enkele soort, de mens, verantwoordelijk bent voor het verdwijnen van honderden miljoenen jaren evolutie’ 540 miljoen jaar. Die redden zich wel. Maar als je de situatie vanuit de mens bekijkt, denk ik dat we ons veel zorgen moeten maken. De veranderingen die we nu zien, gaan sneller dan de afgelopen 65 miljoen jaar ooit het geval is geweest. Er zijn aanwijzingen dat de verzuring van oceanen minstens tien keer sneller gaat dan op elk ander moment in die periode.

Aan de ene kant is er veel veerkracht.

Plankton zal zich waarschijnlijk snel kunnen aanpassen, want het zijn over het algemeen heel grote populaties en binnen die populaties is er veel variatie. Maar als je op grotere schaal kijkt, dan lopen veel soorten het risico om uit te sterven. In het verleden is dit een aantal keer gebeurd. Dat 50 tot 90 procent van alle soorten op aarde verdween. Zou dat een leuke tijd zijn om in te leven? Ik denk het niet. Ik heb ook absoluut niet de illusie dat mensen zo’n massa­ extinctie zouden overleven.

Volgens sommige van mijn collega’s zitten we zelfs al midden in een massaextinctie. Op de tijdschaal van ons leven merken we er niet zoveel van. Maar als je over duizenden jaren terugkijkt naar de aardlaag waarin wij nu zitten, dan zul je zien wat voor enorme veranderingen er hebben plaatsgevonden.

We hebben de leefomgeving op land al flink veranderd. Nu beginnen we ook op zee.

Zo maak ik me op dit moment zorgen over het winnen van grondstoffen in de diepzee. De ecosystemen daar zijn heel traag. Een filmpje van een collega laat zien hoe de oceaanbodem eruitziet, 26 jaar nadat mensen er een ploeg overheen hebben gehaald om mangaanknollen te delven. Zelfs na zoveel jaar is er nog geen enkel teken van herstel te zien. Ik zou me toch wel kapot schamen als je als één enkele soort, de mens, verantwoordelijk bent voor het verdwijnen van honderden miljoenen jaren evolutie.’

CV Katja Peijnenburg promoveerde in de biologie aan de Universiteit van Amsterdam en deed daarna onderzoek aan het University College Dublin. Sinds 2013 werkt ze als onderzoeker bij het Naturalis Biodiversity Center.

Sinds 2016 is ze bovendien universitair hoofddocent aan de Universiteit van Amsterdam.

Peijnenburg richt ze zich met name op de vraag hoe soorten - dierlijk plankton in het bijzonder - zich ontwikkelen in open zee. Ze spreekt op het Gala van de Wetenschap van 2019.

Sommige wetenschappers worden steeds activistischer. Hoe staat u daarin?

‘Als wetenschapper heb je de taak om te ­vertellen wat je weet, wat je niet weet en wat je ziet. Soms krijg ik weleens de kritiek dat ik op een vervuilend onderzoeksschip meevaar. Of dat ik drie kinderen heb, wat niet goed voor de aarde zou zijn. Maar dat vind ik te makkelijk. Mijn reactie daarop is altijd ­geweest: ik ben een wetenschapper, geen activist. Ik wil ook niet zeggen dat ik de ­oplossing heb. Maar eerlijk gezegd begint het me allemaal wel een beetje dwars te ­zitten. Veel van mijn collega’s worden activistischer, omdat er gewoon niet naar ­wetenschappers wordt geluisterd.

Neem de klimaatrapporten van het IPCC: daar wordt heel hard aan gewerkt en gedegen onderzoek voor gedaan. Maar men lijkt er niet wakker van te worden. Soms denk ik: misschien moeten we wat minder genuanceerd een duidelijke boodschap gaan brengen. Als wetenschapper en moeder maak ik me zorgen over de kant die we op gaan. De opwarming en de verzuring van oceanen gaan sneller dan de prognoses, maar er worden nauwelijks maatregelen getroffen.’

Is het alle inspanningen op zo’n onderzoeksschip dan eigenlijk wel waard?

‘Er zijn momenten... Je slaapt meestal maar zo’n drie à vier uur aan een stuk, net na het avondeten. Je doet veel eentonig werk. Dan zit je uren door een microscoop slakjes te tellen. Van dat continu kijken door een microscoop kun je behoorlijk zeeziek worden. En soms mislukt dan ook nog eens je hele experiment en zijn al je slakjes dood.

Gelukkig gaat het overgrote deel wel goed.

En je staat tijdens zo’n expeditie onder een heel grote druk om samen iets voor elkaar te krijgen. Daarom geeft het een ontzettend euforisch gevoel als dat lukt.’

Is er behalve het harde werk nog tijd voor ontspanning op het schip?

‘In die 45 dagen op zee heb je één dag pauze. Of nou ja, eigenlijk een halve dag. Dat is de dag waarop je over de evenaar heen vaart. Dan is het tijd voor de line-crossing

‘Van dat continu kijken door een microscoop kun je behoorlijk zeeziek worden. En dan gaan soms ook nog eens al je slakjes dood’ ceremony, een eeuwenoude traditie waar zelfs Charles Darwin aan heeft meegedaan.

Men doet hier in de scheepvaart heel geheimzinnig over. Volgens mij mag je er eigenlijk ook niet echt over praten.

De traditie houdt in dat je ontgroend wordt als je voor het eerst de evenaar doorkruist op een schip. Je moet dan voor een soort gerechtshof verschijnen, voorgezeten door de god Neptunus. De Britten op ons schip namen dit bijzonder serieus. De chief scientist verkleedde zich als Neptunus en de kok als diens vrouw. Het dek ging gehuld in wolken van stikstof voor een extra dramatisch effect. Als je geen certificaat had dat bewijst dat je al een keer voor Neptunus was verschenen, werd je door handlangers van Neptunus in de kraag gevat en voor het gerechtshof gesleept.

In 2012 was ik zelf de pineut en werd ik ervan beschuldigd dat ik duizenden zeediertjes om zeep hielp. En dat ik ook nog eens aan Nederlandse schoolkinderen vertelde dat dat oké was. Vervolgens moest ik een vis kussen en kreeg ik een vreselijke derrie over me heen. Met bedorven vlees

erin dat een week op het dek had liggen broeien. Echt superranzig.

Toen ik me voorbereidde op de laatste trip, kon ik dat certificaat niet meer vinden.

Ik had het te goed opgeborgen. Gelukkig wist ik het toch nog op tijd tevoorschijn te halen en mocht ik het tafereel deze keer vanaf de zijlijn gadeslaan.’

En dan, na zeven zware weken, zit de expeditie erop. Hoe sluit je zo’n bijzondere periode af?

‘Op onze laatste expeditie voeren we nog een stukje door, naar Zuid-Georgië. Dat is een klein, nauwelijks bewoond eiland, zo’n 1500 kilometer ten oosten van de Falklandeilanden. Daar mochten we even van de boot af. Het was schitterend weer. Overal lagen zeeolifanten – de zeezoogdieren in dit geval, niet het plankton. Er liepen pinguïns rond. Dan denk je: wow. Wat is de wereld groot. En zo mooi. Ik hoop dat we dat zo kunnen houden.’

New Scientist heeft een zakelijke relatie met Naturalis Biodiversity Center. november 2019 | New Scientist | 31

.nl/heelal

Tip van de redactie:

Special Raadsels uit het Heelal

Het heelal blijft fascineren.

Daarom wijdt New Scientist een special aan de mooiste verhalen over grote kosmische vraagstukken. Is het idee van een oerknal achterhaald? Waarom ruziën astronomen over de uitdijing van het heelal? Waan je in de ruimte door te lezen over het weerbericht op exoplaneten en navigatie aan de hand van zwarte gaten. Lees alles over de evolutie van dubbelsterren in het interview met astrofysicus Selma de Mink.

Dit en nog veel meer vindt u in de special Raadsels uit het Heelal.

€ 8,75

Bestel nu via newscientist.nl/heelal | Ideeën die de wereld veranderen

dossier

Het einde van de realiteit Wij ervaren de wereld om ons heen zoals die is.

Als jij en ik dezelfde meting doen, strookt mijn uitkomst met die van jou. En de tijd geeft aan wat er wanneer gebeurt.

Klinkt als drie enorme open deuren… maar het zou zomaar kunnen dat alle drie deze ideeën niet kloppen.

34

ZIEN WIJ DE WERKELIJKHEID?

We denken dat onze waarnemingen de werkelijkheid weerspiegelen. Maar misschien voorkomen onze zintuigen wel dat we doordringen tot diepere waarheden.

39

DE TIJD-ILLUSIE

Hoe creëren onze hersenen de vierde ­dimensie? Om die vraag te beantwoorden, hebben we zowel neurowetenschap als natuurkunde nodig.

44

WELKOM IN SCHRÖDINGERS WERELD

In de natuurkunde draait het om het meten van objectieve feiten, zou je zeggen. Maar volgens nieuwe inzichten uit de quantum­ mechanica bestaan die helemaal niet. november 2019 | New Scientist | 33

dossier het einde van de realiteit Tekst: Donald Hoffman Illustraties: Pascal Tieman

Zien wij de werkelijkheid?

Onze waarneming weerspiegelt de werkelijkheid, zo denken we intuïtief. Maar misschien voorkomen onze zintuigen wel dat we doordringen tot diepere waarheden.

A

ls je een levensverzekering afsluit, gok je er in feite op dat de objectieve realiteit bestaat. Je gaat er dan namelijk van uit dat er ook nog iets bestaat nadat je komt te overlijden. Een dergelijke gok lijkt behoorlijk veilig en levensverzekeringen zijn dan ook lucratieve handel.

Maar terwijl we leven en verzekeringspremies betalen, vormen onze bewuste ervaringen een ander soort werkelijkheid, namelijk een subjectieve. Mijn gewaarwording van een bonkende migraine is voor mij absoluut echt, maar zou niet ­bestaan als ik zelf niet bestond. Mijn visuele ervaring van een rode kers vervaagt tot een grijze vlek zodra ik mijn ogen sluit.

Maar ik verwacht niet dat de objectieve werkelijkheid hetzelfde doet.

Wat is de relatie tussen de wereld en mijn interne gewaarwording ervan – dus tussen de objectieve en de subjectieve ­realiteit? Als nuchter mens neig ik te geloven dat wanneer ik een kers zie, er ook daadwerkelijk een kers ís waarvan de vorm en kleur overeenkomen met mijn 34 | New Scientist | november 2019

Lijden we aan een zinsbegoocheling met betrekking tot de ware aard van de wereld? eerdere ervaringen. Ook ga ik ervan uit dat de kers blijft bestaan als ik mijn ogen op iets anders richt.

Die veronderstelling staat centraal in de manier waarop wij over onszelf en de wereld denken. Maar klopt ze ook? Uit onderzoek dat ik met collega’s deed naar de zintuigelijke waarneming die evolutie heeft opgeleverd, blijkt: nee, deze veronderstelling klopt niet.

Dit leidt tot een conclusie die misschien krankzinnig klinkt, namelijk dat we vermoedelijk lijden aan een collectieve zinsbegoocheling met betrekking tot de ware aard van de materiële wereld.

Als dat inderdaad het geval is, kan dat ingrijpende gevolgen hebben voor de

wetenschap in de breedste zin – van de oorsprong van bewustzijn via de aard van quantumvreemdheid tot de vorm van een toekomstige ‘theorie van alles’. De werkelijkheid zal nooit meer hetzelfde zijn.

WAARHEID OF BELONING? Het idee dat onze waarneming misschien niet strookt met de objectieve werkelijkheid is al duizenden jaren oud. De Griekse filosoof Plato opperde dat we gevangen zitten in een grot. De werkelijkheid speelt zich daarbuiten af. Wij zien er alleen de schaduw van op de muur die zich tegenover de ingang bevindt.

De moderne wetenschap heeft grotendeels afstand genomen van zulke specu laties. Eeuwenlang hebben we verbluffende vooruitgang geboekt op basis van de aanname dat fysieke objecten, en de ruimte en tijd waarin die zich verplaatsen, op een objectieve manier echt zijn.

Deze aanname vormt het fundament onder de Newtoniaanse mechanica, de relativiteitstheorie van Albert Einstein en de evolutietheorie van Charles Darwin.

Je zou denken dat natuurlijke selectie een simpele verklaring biedt voor de

veronderstelling dat onze zintuigen ons grotendeels juiste informatie bieden over de objectieve werkelijkheid. Voorouders die preciezer waarnamen, waren succesvoller in de taken die essentieel zijn voor overleving, zoals jagen, vechten, vluchten en paren. Zij maakten een grotere kans hun genen door te geven, waardoor het waarnemingsvermogen van de soort steeds nauwkeuriger werd. De evolutie selecteert zo op zintuigen die ons een correcter beeld van de wereld geven.

Of zoals evolutiewetenschapper Robert Trivers het formuleert: ‘Onze zintuigen zijn geëvolueerd om ons een fantastisch gedetailleerd en accuraat beeld van de buitenwereld te bieden.’

Het waarheidsgehalte van zo’n bewering is met wiskundige grondigheid te

testen door de gereedschappen te gebruiken van de evolutionaire speltheorie, die in de jaren zeventig geïntroduceerd werd door John Maynard Smith. Met deze theorie kun je verschillende strategieën voor de omgang met de natuurlijke wereld met elkaar vergelijken om te onderzoeken welke ervan meer nageslacht opleveren.

In het geval van de waarneming kunnen we ermee onderzoeken hoe ‘waarheidsstrategieën’ het doen tegenover ­‘beloningsstrategieën’. De eerste tonen ons de objectieve realiteit, terwijl in de tweede de beloning centraal staat. Neem zuurstof. Te veel of te weinig zuurstof in de lucht doodt ons. We overleven alleen binnen een nauwe bandbreedte. Stel je een omgeving voor waarin het zuurstofgehalte aan grote schommelingen

onderhevig is, zodat het een zaak van leven of dood is om te bepalen wanneer je de deur uit kunt.

In dit voorbeeld is de hoeveelheid zuurstof in de lucht een objectieve waarheid. We kunnen ons die voorstellen als een kleur die varieert van rood voor een laag zuurstofgehalte tot groen voor een hoog gehalte. Dat is een waarheidsstrategie: je kent de waarheid, maar je weet niet in welk geval je eraan overlijdt. In een ­beloningsstrategie staat rood simpelweg voor sterven, terwijl groen betekent dat dat niet gebeurt. Je neemt waar wat nodig is om te overleven zonder dat je je bewust bent van de objectieve waarheid over het zuurstofgehalte van de lucht.

De objectieve waarheid die bij mij begon te dagen toen ik tien jaar geleden november 2019 | New Scientist | 35

dossier het einde van de realiteit

samen met mijn promovendi Justin Mark en Brian Marion simulaties deed, is dat de evolutie meedogenloos selecteert tegen waarheidsstrategieën, ten voordele van beloningsstrategieën. Een organisme dat de objectieve realiteit waarneemt, is altijd minder goed aan zijn omgeving aangepast dan een organisme van vergelijkbare complexiteit dat uitsluitend oog heeft voor beloning. Wie de objectieve werkelijkheid waarneemt, sterft uit.

Als dit moeilijk te bevatten is, stel je dan voor dat je een roman aan het schrijven bent op een laptop. Het pictogram van de roman op het bureaublad is groen, rechthoekig en staat midden op het scherm.

Betekent dit dat de roman zelf ook groen en rechthoekig is en midden op het scherm staat? Natuurlijk niet. Het bureaublad is een interface die de complexe werkelijkheid maskeert van software, circuits en bits, om je een eenvoudige manier te bieden om daarmee om te gaan. Wanneer we daadwerkelijk met bits zouden moeten jongleren om een boek te schrijven, zouden we meteen terugkeren naar pen en papier.

SPELEN MET EEN LEEUW Dat is wat de evolutie volgens de evolutionaire speltheorie voor ons gedaan heeft.

Natuurlijke selectie heeft ons een zintuigelijk systeem opgeleverd in de vorm van een gesimplificeerde gebruikersinterface tussen ons en de complexiteit van de ­wereld. De ruimte zoals wij die waar­ nemen, is een bureaublad in 3D, met ­tafels, stoelen, de maan en bergen erin.

Met andere woorden: onze zintuigen leveren een virtuele werkelijkheid aan.

Wanneer je de game Grand Theft Auto speelt met een VR-bril op je neus, zie je een driedimensionale wereld vol met driedimensionale objecten zoals het zwarte stuur voor je. Maar zodra je je hoofd wegdraait, verdwijnt dat stuur. En het verdwijnt ook écht, aangezien het ­alleen bestaat wanneer we in de simulatie in de richting kijken waar het stuur zich hoort te bevinden. De werkelijkheid – die opnieuw uit circuits en software bestaat – lijkt in niets op een stuur. Maar die ­werkelijkheid zorgt er wel voor dat er een stuur wordt gecreëerd op het moment dat 36 | New Scientist | november 2019

We creëren een appel als we ­ernaar kijken en wissen hem ­als we wegkijken je er een nodig hebt. En op het moment dat het stuur niet meer relevant is, wordt het gewist.

Op dezelfde manier creëren we een ­appel wanneer we ernaar kijken en wissen we die wanneer we wegkijken. Wanneer we niet kijken, bestaat er wel degelijk iets, maar niet een appel of zelfs maar iets dat daarop lijkt. De menselijke perceptie van een appel is een datastructuur die vertelt dat iets eetbaar is – een factor die de overlevingskans vergroot – plus een gebruiksaanwijzing over de manier waarop de consumptie ervan het beste kan plaatsvinden. We scheppen dergelijke datastructuren in een oogwenk en wissen ze in een fractie van een seconde. Fysieke objecten en de ruimtetijd waarin deze ­bestaan, komen voort uit de manier

waarop de evolutie beloning, die de over­levingskans vergroot, presenteert op een compacte en bruikbare manier.

Maar hoe zit het met andere objecten dan appels? Een leeuw op de Afrikaanse savanne lijkt méér dan een pictogram op je bureaublad. Zo’n dier beschikt over het vermogen je te doden.

Ik speel inderdaad geen spelletjes met een leeuw, om dezelfde reden dat ik niet het groene pictogram van mijn roman ­gedachteloos naar het vuilnisbakje sleep.

Niet omdat ik het pictogram letterlijk neem en denk dat de roman groen en rechthoekig is, maar omdat ik het serieus neem. Wanneer ik het naar de vuilnisbak sleep, loop ik immers het risico al mijn werk kwijt te raken.

De tegenwerping dat een leeuw objectief bestaat omdat iedereen die ernaar kijkt er een ziet, en de leeuw dus geen subjectieve ervaring kan zijn, snijdt geen hout. Mensen zijn het met elkaar eens over wat ze zien doordat ze allemaal ­dezelfde interface hebben ontwikkeld.

Sommige andere soorten beschikken ­wellicht over pictogrammen van leeuwen die sterk op de onze lijken en die vergelijk­ bare reacties uitlokken, zoals uit de buurt blijven.

Dat laat onverlet dat onze neiging om de subjectieve werkelijkheid als objectief te beschouwen heeft geleid tot wetenschappelijke theorieën die ons in staat stellen voorspellingen te doen over de manier waarop de wereld werkt. Blijkbaar maken deze theorieën deel uit van een objectieve werkelijkheid die buiten onze hoofden om bestaat. Toch zijn diep in de wetenschap aanwijzingen te vinden dat waar­ neming en werkelijkheid niet met elkaar overeenkomen.

De quantumtheorie is onze beste ­natuurkundige theorie over de fundamentele werkelijkheid. Maar met tegenintuïtieve effecten als ‘spookachtige ­werking op afstand’ en het aanhoudende mysterie van de zowel dode als levende kat van Schrödinger, vormt quantumfysica de olifant in de porseleinkast van onze gekoesterde ideeën uit de klassieke ­werkelijkheid. Die gaan er namelijk van uit dat objecten over welbepaalde waarden ­beschikken die niet afhangen van de ­manier waarop ze geobserveerd worden.

Als we aannemen dat objecten en hun meetbare eigenschappen deel uitmaken van een objectieve werkelijkheid, dan zijn de uitkomsten van quantummechanische

experimenten ronduit schokkend. Maar ze mogen geen verbazing wekken wanneer we objecten en hun eigenschappen louter beschouwen als datastructuren die van belang zijn voor onze overleving. In dat geval hangen de waarden en eigenschappen van objecten af van de manier waarop we deze creëren.

Wanneer de evolutionaire ideeën van onze groep juist blijken, dan zouden ze steun bieden aan modellen van de quantumtheorie die quantumtoestanden en de wiskundige structuren en interpretaties die deze omgeven als ‘kennistheoretisch’ beschouwen. Deze toestanden weerspiegelen dan niet per se de werkelijkheid, maar alleen onze mate van begrip.

ALADDINS WONDERLAMP Maar er is meer. Zelfs schijnbaar zo fundamentele ervaringen als ruimte en tijd zijn misschien geen onderdeel van een objectieve werkelijkheid. Dat inzicht kan invloed hebben op onze zoektocht naar theorieën die beogen de twee grote theorieën te verenigen die de kern vormen van de moderne natuurkunde.

Al tientallen jaren lang doen we vruchteloze pogingen om de quantumtheorie te

verenigen met de algemene relativiteitstheorie, Einsteins theorie over de zwaartekracht die beschrijft hoe het heelal op grote schalen functioneert. Op het meest fundamentele niveau zijn deze twee theorieën het grondig oneens over de aard van ruimte en tijd.

De algemene relativiteitstheorie vereist dat de ruimtetijd – de vierdimensionale structuur die ruimte en tijd samen vormen – gelijkmatig en continu is. De quantumfysica beschrijft de werkelijkheid ­chter als korrelig. Zoals theoretisch ­natuurkundige Nima Arkani-Hamed ooit zei: ‘Bijna iedereen van ons gelooft dat de ruimtetijd niet bestaat; dat deze gedoemd is en vervangen dient te worden door meer fundamentele bouwstenen.’ Toegegeven: niemand weet hoe die eruit zouden moeten zien. Toch is ook volgens onze inzichten het idee dat onze bouwstenen aan vervanging toe zijn terecht.

Ook op andere gebieden dan de ­natuurkunde lijken we onze ideeën over

We weten nog steeds niet hoe de hersenen bewuste ervaringen ­creëren de werkelijkheid grondig bij te moeten stellen voordat we verdere vooruitgang kunnen boeken. Neem het zogenoemde ‘harde probleem’ van het bewustzijn.

Hoewel daar al eeuwen over wordt nagedacht, blijven we het antwoord schuldig op de vraag hoe en waarom onze hersenen bewuste ervaringen creëren. Zoals bioloog Thomas Huxley het in 1869 formuleerde: ‘Hoe iets dat zo opmerkelijk is als een toestand van bewustzijn kan voortkomen uit geprikkeld zenuwweefsel, is even onverklaarbaar als het verschijnen van de geest uit Aladdins wonderlamp.’

De techniek van de transcraniële magnetische stimulatie (TMS), waarbij stroompjes worden opgewekt in de hersenen, illustreert hoe weinig vooruitgang we tot nu toe hebben geboekt. Stel, we brengen een TMS-spoel dicht bij de november 2019 | New Scientist | 37

dossier het einde van de realiteit

rechterkant van iemands hoofd, in de buurt van het hersengebied V4. Wanneer we het apparaat aanzetten, beginnen ­sterke magneetvelden de hersenactiviteit in dat gebied af te remmen. Het gevolg is dat de persoon in de linkerhelft van zijn gezichtsveld geen kleur meer ziet, maar alleen nog grijstinten. Zodra we het apparaat uitzetten, komen de kleuren meteen weer terug.

CHOCOLADE EN VANILLE De neurowetenschap heeft honderden van zulke verbanden gevonden tussen ­patronen in de hersenactiviteit en specifieke bewuste ervaringen. De meeste ­pogingen om deze verbanden te verklaren, zijn gebaseerd op de aanname dat ze oprijzen uit neurale activiteit. Maar hoe werkt dat dan precies? Welke hersenactiviteit veroorzaakt de smaak van vanille, en waarom is die anders dan de smaak van chocola? Hoe precies veroorzaken, in een netwerk van communicerende neuronen, veranderingen in voltage of het stromen van natrium-, kalium- en calciumionen door de poriën van neurale membranen een individuele bewuste ervaring?

Daar bestaan geen theorieën over en slechts een paar aannemelijke ideeën.

Maar misschien is dat ook te verwachten wanneer we het antwoord proberen te vinden in het vuren van neuronen in ruimte en tijd, terwijl die neuronen niet meer zijn dan pictogrammen in een ­subjectieve interface.

Hoe zouden we door onze subjectieve waarneming heen kunnen breken om tot de objectieve werkelijkheid door te ­dringen? Dat weet ik niet. Maar mijn ­medewerkers en ik proberen op dit ­moment het harde probleem van het ­bewustzijn op te lossen door een theorie te construeren waarin de onderliggende werkelijkheid oprijst vanuit een kolossaal netwerk van op elkaar inwerkende ­bewuste actoren en hun ervaringen. Onze ruimtetijdinterface, met al zijn vormen, kleuren en andere zintuigelijke eigenschappen, is een visualisatie-instrument dat sommige actoren – zoals wij – gebruiken om op een gesimplificeerde manier in dit netwerk actief te zijn.

Die hypothese klopt waarschijnlijk niet.

Maar de essentie van wetenschap is dat je 38 | New Scientist | november 2019

precies bent, zodat je vervolgens precies kunt uitzoeken waarom een idee niet deugt. Onze theorie van op elkaar inwerkende bewuste actoren zakt door het ijs zodra de voorspellingen ervan niet stroken met de in onze ruimtetijdinterface grondig geverifieerde testresultaten van onder meer de klassieke natuurkunde, de quantumtheorie, de algemene relativiteitstheorie en de evolutietheorie.

Uiteindelijk bijt onze redenering zichzelf in de staart. We hadden de evolutietheorie nodig om te ontdekken dat de wereld die wij waarnemen niet de objectieve

Hoe zouden we wel kunnen ­doordringen tot de objectieve ­werkelijkheid? werkelijkheid vertegenwoordigt, maar een interface. Inmiddels beseffen we dat de evolutie zelf misschien een interface is naar de diepere dynamiek die voortkomt uit het netwerk van bewuste actoren.

Ons doel is deze dynamiek in detail uit te werken zodat we – precies – te weten kunnen komen hoe deze aansluit op onze ruimtetijd-interface. Vervolgens kunnen we onze empirische voorspellingen testbaar maken in onze subjectieve werkelijkheid.

De wetenschap heeft zich tot dusver ­altijd gericht op de onmiddellijke werkelijkheid. De resultaten ervan kunnen ons, door onze theorieën te sturen en onze voorspellingen te testen, op weg helpen een diepere, objectieve werkelijkheid op het spoor te komen. Zal ons dat lukken?

Net als met die levensverzekering vind ik het wel een gokje waard.

Donald Hoffman is hoogleraar cognitie­ wetenschappen aan de Universiteit van ­California te Irvine. Zijn onderzoek omvat visuele perceptie, kunstmatige intelligentie, evolutiepsychologie en het ‘harde probleem’ van het bewustzijn. In augustus verscheen zijn boek The Case against Reality (niet in het Nederlands verkrijgbaar).

Tekst: Daniel Cossins Illustraties: Pascal Tieman

De tijd-illusie

Hoe creëren onze hersenen de vierde dimensie? Voor het ­antwoord op die vraag belanden we op het barre terrein waar de neurowetenschap oog in oog staat met de natuurkunde.

O

nlangs kregen studenten van de Universiteit van Tennessee een ongebruikelijke opdracht. Terwijl ze een miniatuurmodel van hun kantine bekeken, compleet met meubilair en menselijke figuurtjes, moesten ze zich proberen voor te stellen hoe ze als lilliputters in de piepkleine stoeltjes zouden zitten en hoe ze koffie zouden drinken uit de minuscule kopjes. Vervolgens moesten ze melden wanneer er naar hun gevoel dertig minuten waren verstreken.

De tijd vloog voor deze gekrompen studenten. Hun schattingen bleken een stuk korter te duren dan de tijd op de klok.

Nog vreemder was het dat hun ‘gevoelstijd’ afhing van de schaal van de minikantine waarin ze zich in hun verbeelding bevonden.

De zoektocht naar een verklaring voert ons naar het merkwaardige grensgebied tussen neurowetenschap en natuurkunde – een mistige, verraderlijke plek die ons beperkte vermogen blootlegt om de werkelijkheid te zien zoals deze daadwerkelijk is. We worden

er geconfronteerd met het idee dat tijd misschien ­alleen bestaat in ons brein.

BONTE VERZAMELING Voor Isaac Newton was het volkomen duidelijk. Zijn klassieke bewegingswetten houden maat met het metronomische tikken van een soort ‘opperklok’ die zich buiten het universum bevindt. ‘Alle bewegingen kunnen versneld en vertraagd worden, maar het stromen van de absolute tijd is niet aan enige verandering onderhevig’, schreef de beroemde wetenschapper.

De tijd is overal en altijd hetzelfde. november 2019 | New Scientist | 39

dossier het einde van de realiteit

Helaas bleek deze absolute tijd niet ­opgewassen tegen Einsteins relativiteitstheorieën. Die onthulden dat ruimte en tijd samen een vierdimensionale ruimtetijd vormen. Deze ruimtetijd wordt zodanig vervormd door zowel zwaartekracht als beweging dat twee waarnemers het per definitie niet eens kunnen worden over het tijdstip waarop iets gebeurt. ­Verleden, heden en toekomst zijn een kwestie van perspectief in plaats van iets universeels. Daarom hamerde Einstein erop dat het verstrijken van de tijd een ‘hardnekkige illusie’ is. Ook veel hedendaagse natuurkundigen houden vol dat er niet zoiets bestaat als een objectief nu.

‘Net als iedereen voel ik de discrepantie tussen de vergelijkingen en mijn eigen ervaring’, zegt theoretisch natuurkundige Carlo Rovelli van de Aix-Marseille-universiteit in Frankrijk. De vraag is: kunnen die twee ooit met elkaar worden verzoend?

Het meest voor de hand liggende startpunt is de klomp grijze materie tussen onze oren. Tijd verschilt van alle andere dingen die we waarnemen en is verweven met al onze bewuste ervaringen. We beschikken niet over een gespecialiseerd zintuig voor tijd – zoals we dat wel hebben voor beeld, geur, aanraking, geluid en smaak. Ook zijn er geen afwijkingen ­bekend waarbij mensen het vermogen verliezen om tijd te ervaren. Dit alles maakt het lastig om de werking van tijd in de hersenen te onderzoeken.

Wat we wel weten, is dat een complex assortiment aan neurale machinerieën belast is met het ordenen van de tijd.

‘Het is zonneklaar dat er in het brein niet een enkele klok aanwezig is die de tijd bijhoudt als een reeks van intervallen, zoals een horloge dat doet’, zegt neurowetenschapper Dean Buonomano van de Universiteit van Californië te Los Angeles.

De hersenen zijn beter te vergelijken met de werkplaats van een victoriaanse klokkenmaker: een bonte verzameling vreemdsoortige apparaten die elk een verschillend aspect van de tijd meten. Zo bevindt de biologische klok zich in een klompje zenuwcellen met de naam nucleus suprachiasmaticus. Deze gebruikt slingerklokachtige schommelingen 40 | New Scientist | november 2019

We beschikken niet over een ­gespecialiseerd zintuig voor tijd, ­zoals we dat wel hebben voor beeld, geur, aanraking, geluid en smaak

in ­eiwitten om ons in de pas te laten lopen met het dag- en nachtritme. Dan is er de verzameling hersencellen die de razendsnelle timing verzorgt die nodig is voor plotselinge lichamelijke reacties.

Buonomano behoort tot degenen die hebben aangetoond dat zo ongeveer elke verzameling van neuronen deze snelle klok weet bij te houden door in repeterende patronen te vuren.

GEÏNTEGREERDE ERVARING Toch is geen van deze systemen verantwoordelijk voor het vertrouwde gevoel dat de tijd verstrijkt, of de sensatie dat we door een stroming langs allerlei gebeurtenissen worden voortgestuwd. ‘De manier waarop we de wereld ervaren, berust op de ordening van dingen die we ervaren als ­gebeurtenissen en oorzakelijke verbanden. Die vinden plaats op de schaal van seconden, minuten en uren’, zegt Edvard Moser van het Kavli-­instituut voor systeemneurowetenschap in Noorwegen.

De hersenen markeren wat er wanneer gebeurt zodat ze episodische herinneringen kunnen construeren. Zonder deze herinneringen kan iemand zich geen verleden inbeelden en bestaat er geen gevoel van het verstrijken der tijd. Om te begrijpen hoe dit werkt, zegt Moser, ‘moet je begrijpen hoe het brein volgorde creëert’.

In 2014 kregen Moser en zijn echtgenote May-Britt de helft van de Nobelprijs voor de geneeskunde voor hun rol in de ontdekking van zogenoemde gridcellen.

In ratten houden deze cellen de ruimtelijke positie van het dier bij, waarna ze een kaart maken in de hersenen. Later identificeerden de Mosers ook cellen die,

naar ze vermoeden, verantwoordelijk zijn voor het ordenen van g­ ebeurtenissen in de tijd. Samen met ­Albert Tsao, tegenwoordig verbonden aan de Stanforduniversiteit in Californië, ­bestudeerden ze de activiteit van groepen hersencellen van ratten die stukjes chocola verzamelden in een doolhof. Aanvankelijk leken daar geen patronen in waarneembaar. Maar na verloop van tijd zagen de onderzoekers de celactiviteit meeveranderen met de individuele ervaringen van de dieren.

Alleen wanneer ze een rat in een achtvormig circuit plaatsten waarin het dier gedwongen werd steeds op ­dezelfde plek uit te komen, signaleerden de onderzoekers een repetitief patroon in de activiteit van de cellen.

De Mosers vermoeden dat deze cellen de volgorde van gebeurtenissen markeren. Dat idee sluit keurig aan op het ­neurale landschap. Zowel de entorinale schors, waar ze deze tijdcellen aantroffen, als de mediale entorinale schors, waar zich de gridcellen bevinden, zenden hun signalen rechtstreeks naar de naburige hippocampus. Dit is het centrum van de geheugenvorming. Volgens de ­Mosers ­komen daar de door specialistische cellen aangeleverde indrukken van ruimte en tijd samen om een geïntegreerde ervaring te creëren van wat, waar en wanneer. ‘Dat is volkomen l­ ogisch, aangezien zowel ruimte als tijd essentiële componenten zijn in ons episodische geheugen’, zegt Edvard Moser.

EINSTEINIAANSE EFFECTEN Daarbij dringt zich echter de vraag op: wat voor soort tijd registreert ons brein?

LAAT TAAL DE TIJD STROMEN?

Onze intuïtieve tijd lijkt Newtoniaans.

Tijd glijdt op een ­regelmatig tempo voort om een achtergrond te bieden waartegen de neuronen opeenvolgingen van gebeurtenissen kunnen bijhouden.

In Darwiniaanse termen is het moeilijk voor te stellen hoe dat niet zo zou zijn.

Het is lastig te bedenken hoe het vermogen Einsteiniaanse tijd waar te nemen enig evolutionair voordeel zou bieden.

We leven nu eenmaal in een zwaartekrachtsveld van gemiddelde sterkte en we ondergaan tijdens ons leven tamelijk lage snelheden. Onze zintuigen hebben dus niet de druk gevoeld om de rare dingen te leren zien die door Einsteins relativiteitstheorieën worden voorspeld.

Toch zijn er wel degelijk redenen om te veronderstellen dat we sommige Einsteiniaanse aspecten van tijd waarnemen – met name de intieme r­ elatie ervan met ruimte. Er zijn aanwijzingen voor deze ‘ruimtelijke ­presentatie van tijd’, zoals Buonomano het noemt, in de manier waarop we over tijd praten (zie kader ‘Laat taal de tijd stromen?’).

Onderzoek op basis van hersenscans lijkt er eveneens op te ­wijzen dat de gewaarwording van ruimte en tijd in dezelfde hersen­gebieden tot stand komt.

Er bestaan zelfs aanwijzingen dat de waarneming van beweging onze perceptie van tijd beïnvloedt. Zo

Wanneer we over tijd praten, doen we dat in ruimtelijke termen. In het Nederlands kijken we vooruit en laten we het verleden achter ons. Een dag vliegt voorbij net zoals een bal dat doet, terwijl een deadline ons besluipt op dezelfde manier als een tijger.

Maar omdat zulke ruimtelijke metaforen van taal tot taal verschillen, denken som­ migen dat deze verschillen ook van invloed zijn op onze perceptie van tijd.

Het idee dat taal gedachten schept, is ­controversieel. Sceptici zeggen dat woor­ den slechts de gedachten weergeven die op andere manieren tot ons zijn gekomen.

Maar wanneer we de mentale voorstellin­ gen van tijd in sprekers van verschillende talen met elkaar vergelijken, duiken er wel degelijk aanwijzingen op dat taal de tijds­ perceptie beïnvloedt.

In het Mandarijn bevinden eerdere gebeur­ tenissen zich boven en latere onder. ­Cognitiewetenschapper Lera Boroditsky van de Universiteit van Californië te San Diego ontdekte dat proefpersonen die ­gevraagd werden foto’s te rangschikken naar tijd, dit vaker verticaal deden wanneer hun moedertaal Mandarijn is.

Engelstaligen d ­ eden dit veelal van links naar rechts. Daar kwam bij dat mensen die beide talen spraken de foto’s vaker verti­ caal rangschikten wanneer de test in het Mandarijn werd a ­ fgenomen.

Het is moeilijk met zekerheid vast te stel­ len of taal deze mentale voorstellingen veroorzaakt of dat taal deze juist reflec­ teert. Boroditsky zegt dat het meest over­ tuigende bewijs geleverd wordt door een studie uit 2017 waarin ze Engelstaligen nieuwe metaforen voor tijd aanleerde, ­zoals ‘dinsdag staat boven woensdag’.

Wanneer ze deze proefpersonen vervol­ gens onderzocht op hun besef van tijd, ontdekte ze dat de resultaten beïnvloed werden door de nieuw aangeleerde ­manier om tijd te visualiseren.

Zoals altijd is er veel meer onderzoek ­nodig. Dit soort studies herinneren ons eraan dat ons vermogen om mentale voor­ stellingen te maken van zoiets abstracts als tijd – wat we immers niet kunnen zien of aanraken – een van de grootste myste­ ries vormt van ons brein. november 2019 | New Scientist | 41

dossier het einde van de realiteit

Tijdens intense situaties zuigt ons brein meer zintuigelijke details op, waardoor er een rijkere herinnering wordt gevormd

hebben tal van experimenten het zogeheten kappaeffect bevestigd. Daarbij overschatten mensen stelselmatig de hoeveelheid tijd tussen bijvoorbeeld twee opeenvolgende lichtflitsjes wanneer de ruimtelijke afstand tussen die flitsjes toeneemt. Onderzoekers hebben ook aangetoond dat bewegende mensen een gegeven stimulus ervaren als langduriger. En dan is er dus het merkwaardige lilliputterexperiment, dat lijkt aan te ­tonen dat onze perceptie van tijd samenhangt met onze perceptie van ruimtelijke schaal. Toch waarschuwt Buonomano dat we zulke effecten niet moeten overschatten.

‘Zeker, tijd is relatief voor ons omdat het brein overal interactie mee vertoont’, zegt hij.

‘Maar dat wil nog niet zeggen dat deze relativiteit Einsteiniaans van aard is.’

In een van de bekendste onderzoeken naar tijdperceptie lieten de Amerikaanse wetenschappers David Eagleman en Vani Pariyadath proefpersonen 30 meter met hun rug naar beneden van een toren in een vangnet vallen. Tijdens hun val moesten ze hun oog gericht houden op een schermpje aan hun pols waarop een getal twintig keer per seconde heen en weer schakelde naar zijn negatieve beeld. Dit is veel te snel om door mensen waargenomen te worden – tenzij de tijd op bepaalde momenten langzamer verloopt. Maar hoewel de deelnemers de val langer vonden duren dan in werkelijkheid het geval was, bleek niemand in staat om het getal te onderscheiden.

Eagleman en Pariyadath concludeerden daaruit dat het vertragen van de tijd RIJKERE HERINNERING een product van het geheugen is. Tijdens Inderdaad zijn beweging en ruimtelijke intense situaties zuigt ons brein meer schaal zeker niet de enige factoren die de tijd zintuigelijke details op, waardoor er een vervormen. We weten allemaal dat de tijd rijkere herinnering wordt gevormd. Dat vliegt wanneer we ons vermaken, maar zich verklaart waarom iets soms langer in saaie situaties tergend langzaam voort­geduurd lijkt te hebben dan in feite het sleept. Tijdens bijna-doodervaringen en geval was. ­auto-ongelukken verloopt de tijd zelfs We weten echter dat een dergelijke ­extreem langzaam. ‘tijdverwijding’ in sommige situaties ook Op het eerste gezicht lijkt aandacht hier in realtime kan plaatsvinden. De Duitse een grote factor. Hoe minder we te doen neuropsycholoog Marc Wittmann simu­hebben, hoe meer we ons gewaar zijn van leerde de ervaring van bedreigende het verstrijken van de tijd en hoe langzamer scenario’s, zoals een auto-ongeluk. dat lijkt te gebeuren. Psycholoog Sylvie Droit- Proefpersonen kregen op een scherm Volet van de Clermont Auvergne-universiteit cirkels te zien. Die werden soms groter, in Frankrijk denkt dat emoties de sleutel om de suggestie te wekken dat ze ergens ­vormen. Ze heeft aangetoond dat mensen de op af raasden, en soms kleiner, waardoor lengte van emotioneel belastende korte film- de indruk ontstond dat ze zich achteruit pjes met een aantal seconden overschatten. bewogen. Bij de groter wordende cirkel Ook heeft ze bewezen dat griezelfilms zoals schatten de deelnemers de hoeveelheid The Shining de tijd oprekken. tijd die verstreek steeds te hoog in.

42 | New Scientist | november 2019

De vervorming van tijd is dus zowel in het geheugen als tijdens het moment zelf vooral een kwestie van emoties. Wanneer je die emoties echter onder de loep neemt, besef je dat het om mentale ­toestanden gaat die veroorzaakt worden door fysiologische reacties op de wereld.

SUBJECTIEVE WERELD Verschillende studies met hersenscans hebben een verband aangetoond tussen de tijdsduur die mensen ervaren en de activiteit in de insula, het hersengebied dat signalen uit het lichaam verwerkt. Dit wijst erop dat subjectieve tijd gevormd wordt door lichamelijke sensaties, zegt Wittman. Experimenten lijken dit te bevestigen. Zo heeft Wittman aangetoond dat mensen die zich bewuster zijn van hun hartslag de duur van een geluid dat ze te horen krijgen preciezer kunnen reproduceren. Ook heeft hij l­ aten zien dat het tijdsvertragende effect van een griezelfilm nog sterker wordt wanneer de proefpersonen aangemoedigd worden zich op hun lichamelijke sensaties te concentreren.

Dit lijkt erop te wijzen dat de hartslag, of waarschijnlijker een optelsom van ­lichamelijke gewaarwordingen, kan dienen als een intrinsieke maat voor tijdsduur. Het aantal slagen zou in dat geval de hoeveelheid tijd vertegenwoordigen die verstreken is en de hersenen zouden deze registreren. In dat geval verstrijkt de tijd dus langzamer naarmate lichamelijke processen versnellen.

Dit alles lijkt logischer tegen de achtergrond van de Newtoniaanse tijd dan in de context van Einsteins relatieve ruimte

en tijd. Toch vereist ons vermogen om tijd te ervaren en te vervormen geen van beide abstracte concepten, aldus Wittmann. ‘Je zou kunnen stellen dat onze ­ervaring van tijd is afgesteld op een soort van gemiddelde emotionele toestand’, zegt hij. ‘Wanneer we plotseling in een opgewonden toestand terechtkomen, kan dat ertoe leiden dat we de tijdsduur overschatten ten opzichte van dat ­gemiddelde.’

Dat lijkt hout te snijden. Onze ervaring van de wereld is van nature subjectief.

Dus waarom zouden we iets anders te zien krijgen dan een vage benadering van de objectieve realiteit? De tijd stroomt niet doordat onze hersenen die afmeten aan een wetenschappelijk concept, maar doordat hersencellen gedurende de evolutie geleerd hebben reeksen gebeurtenissen te registreren. Wij construeren de tijd

om onze ervaringen begrijpelijk te maken, niet om de tijd tot op de seconde nauwkeurig aan te voelen.

ENTROPIE OF QUANTUM? In hoeverre deze tijdsperceptie te maken heeft met werkelijke eigenschappen van het universum, is een volkomen andere vraag. Dit is waar we het barre terrein ­betreden waar de neurowetenschap oog in oog staat met de natuurkunde.

Buonomano vindt het moeilijk te geloven dat onze hersenen ons misleiden. ‘Wat betreft de ervaring van tijd denk ik dat onze zintuigen ons iets over het universum vertellen dat waar is’, zegt hij. ‘Ik kan moeilijk inzien hoe we geëvolueerd zijn om het heden als iets speciaals te zien, als het dat in werkelijkheid niet is.’

Dat wil echter niet zeggen dat onze ­hersenen ons álles vertellen. Zelfs de

zintuigen die we begrijpen, produceren geen perfecte nabootsing van de wereld.

Dat is waarom we zo ontvankelijk zijn voor optische illusies. Rovelli denkt dat er iets vergelijkbaars speelt met onze perceptie van tijd. Tegenwoordig denken veel natuurkundigen dat het verstrijken van de tijd het gevolg is van de tweede wet van de thermodynamica. Deze schrijft voor dat in een gesloten systeem de hoeveelheid wanorde – entropie genoemd – altijd groter wordt. Het is echter verre van duidelijk of het universum zo’n gesloten systeem is.

En zelfs als dat zo zou zijn, dan vragen sommigen zich af of de entropie in het verre verleden wel zo laag was.

Rovelli heeft gezocht naar meer bevredigende verklaringen in de onzekerheden die zo kenmerkend zijn voor de quantumwereld, het voor zover wij weten meest fundamentele niveau van de natuur van waaruit de waarneembare wereld oprijst.

Op basis daarvan denkt hij dat onze ervaring van tijd voortkomt uit ons specifieke perspectief op de wereld, namelijk ons onvermogen deze in detail waar te ­nemen. ‘We zitten op een rondtollend rotsblok. Maar in plaats van dat we deze draaiende beweging waarnemen, zien we de sterren om ons heen bewegen’, zegt hij.

Dat lijkt verdacht veel op een illusie. Maar Rovelli noemt het liever een benadering: ‘Onze meest relevante benadering van de fysische realiteit.’ Het verstrijken van de tijd is een verdichtsel van het bewustzijn dat ons in staat stelt tot handelen, zonder dat het ons verder iets vertelt over de ­wereld zoals die in werkelijkheid bestaat.

Om de natuurkunde van tijd en de neurowetenschap van tijd te verzoenen, lijkt een beter begrip van beide zaken ­onontbeerlijk. Om uit te vinden hoe er iets anders zou kunnen bestaan dan de subjectieve werkelijkheid, zullen neurowetenschappers het mysterie moeten ­oplossen hoe de hersenen bewustzijn ­creëren. Natuurkundigen dienen op hun beurt greep te krijgen op het feit dat ­quantumsystemen pas werkelijke objecten worden wanneer ze geobserveerd worden. Dat alles zal hoe dan ook tijd ­vergen. november 2019 | New Scientist | 43

dossier het einde van de realiteit Tekst: Ans Hekkenberg Illustraties: Pascal Tieman

Welkom in Schrödingers wereld Objectieve feiten bestaan niet. Die onvoorstelbare conclusie lijkt te volgen uit een nieuw quantumexperiment.

Alsof de quantumtheorie ons wereldbeeld nog niet genoeg op zijn kop had gezet.

E

r is geen waarheid. Of, wat preciezer: jouw waarheid verschilt van die van een ander. Zelfs harde feiten waarvan we dachten dat ze in steen gebeiteld waren, zijn in werkelijkheid afhankelijk van wie er kijkt. Tot die conclusie kwamen natuurkundigen toen ze de quantummechanica als een soort Russische matroesjkapop uit elkaar haalden.

De buitenste pop is nog vrij eenvoudig: de quantumtheorie biedt ons een kader om de wereld te beschrijven. Maar als je met de quantumtheorie de wereld kunt beschrijven, dan kun je er óók mensen mee beschrijven die de quantumtheorie gebruiken om de wereld te beschrijven.

Dat leidt al tot vreemde situaties – maar als je nóg een stap verder gaat, loopt de boel echt spaak. Want wanneer je dat doet, blijkt dat feiten per waarnemer kunnen verschillen.

44 | New Scientist | november 2019

OMHOOG ÉN OMLAAG Wie heeft er niet van gehoord: de kat van Schrödinger. Dit legendarische huisdier speelt de hoofdrol in een gedachteexperiment uit 1935, waarmee natuurkundige Erwin Schrödinger de bizarre gevolgen van quantum­mechanica illustreerde. Stop een kat in een doos, zei Schrödinger, samen met een capsule gif en een instabiele atoomkern. Op het moment dat de atoomkern vervalt, barst de gifcapsule open en ­overlijdt de kat.

Een atoomkern kan echter op elk willekeurig moment vervallen. Daarom kun je, zolang de doos gesloten is, niets zeggen over de gezondheid van de kat. Is ze dood? Leeft ze nog? Die vraag is alleen te beantwoorden in termen van kansen.

‘Minoes is 50 procent zeker dood’, bijvoorbeeld. En volgens de quantumtheorie is dit niet alleen een omschrijving, maar een feit. De kat bevindt zich in een dubbele toestand. Ze is dood én levend. Pas op het

moment dat je de doos opent en het koude of warme lijfje van Minoes eruit tilt, leg je het lot van je huisdier vast.

‘Kijk’, zo wilde Schrödinger met dit experiment zeggen, ‘een levend-en-dode kat, dat kán niet kloppen.’ Maar experimenteel natuurkundigen besloten de proef op de som te nemen. Omdat de gevolgen van de quantumregels alleen in de subatomaire wereld zichtbaar zijn, gebruikten ze voor hun experimenten geen katten, maar deeltjes. Ze keken bijvoorbeeld naar de spin: een eigenschap van een deeltje die omhoog kan wijzen, up, of omlaag, down. Uit zulke deeltjesexperimenten bleek dat de quantumwereld die Schrödinger al te gek vond, toch werkelijkheid is. Dubbele toestanden, zogeheten superposities, bestaan écht. Deeltjes kunnen zowel up als down zijn. Pas wanneer je een meting aan het deeltje verricht, of de doos met de kat opent, verdwijnt de superpositie. In

het quantumjargon heet dat moment van de waarheid het ineenstorten van de golffunctie van het deeltje.

ONZEKERE STAAT In 1961 ging de Hongaars-Amerikaans natuurkundige Eugene Wigner een laagje dieper de matroesjkapop in. Hij breidde Schrödingers gedachte-experiment uit door de kat te vervangen door een vriend die de regels van de quantummechanica kent. In zijn gedachte-experiment vraagt Wigner zijn vriend een laboratorium in te stappen waar een deeltje in superpositie is. De spin van het deeltje wijst dus

omhoog én omlaag. De vriend meet de spin en bepaalt zo het lot van het deeltje.

Voor hem is de spin van het deeltje op dat moment een feit geworden.

Wigner zelf is buiten het laboratorium blijven staan. Hij weet dus niet of de spin omhoog of omlaag wijst. Sterker nog: hij weet niet eens of de meting al heeft plaatsgevonden. Voor hem bevindt het hele lab zich dus nog in superpositie.

De meting is wel én niet gebeurd. De vriend weet wel én niet wat de spin is.

Het deeltje wijst naar boven én naar beneden. De hele boel bevindt zich volgens Wigner in een onzekere staat.

Het hele lab ­bevindt zich in ­superpositie: de meting is wel én niet gebeurd Wigners gedachte-experiment lijkt daarmee te impliceren dat het bestaan van een feit afhankelijk is van wie je het november 2019 | New Scientist | 45

dossier het einde van de realiteit

Als feiten afhankelijk zijn van waarnemers, zou dat van alles op zijn kop zetten

vraagt. Natuurkundigen zijn er nog niet uit of dat idee in de praktijk hout snijdt.

Een grote vraag die quantumfysici bezighoudt: is het instorten van de golffunctie iets wat werkelijk gebeurt? En zo ja, ­wanneer? Als door de meting van Wigners vriend de golffunctie ineenstort, staat het lot van het deeltje vanaf dat moment vast, zelfs al weet Wigner er nog niets van. Of klopt dat idee niet en is een feit iets wat per waarnemer kan verschillen?

HARDE TEGENSTRIJDIGHEDEN Als feiten waarnemerafhankelijk zouden zijn, zou dat van alles op zijn kop zetten.

Splitst de realiteit zich in twee opties: een voor Wigner en een voor zijn vriend? Wat is een feit dan nog? Theoretisch natuurkundige Ronald Kleiss van de Radboud Universiteit schetst de kern van het probleem zo: ‘Neem een quantumsysteem in een superpositie en stel je voor dat twee waarnemers precies tegelijkertijd het ­systeem waarnemen. Dan zou het in principe mogelijk zijn dat ze verschillende waarnemingen doen, zodat het systeem daarna in twee verschillende toestanden zou zitten. Het lijkt me dat dat niet kan.’

46 | New Scientist | november 2019

Gelukkig zijn er bezwaren die Wigners paradox onderuit halen. Zo zijn Wigner en zijn vriend grote objecten, terwijl de gekke gevolgen van de quantumwerkelijkheid alleen op kleine schaal te zien zijn. Maar zijn zulke bedenkingen genoeg om het onderliggende probleem op te lossen?

In 2018 besloten Zwitserse natuurkundigen nog een matroesjkapop dieper te gaan. Zij introduceerden een derdegeneratie-gedachte-experiment, met verschillende vrienden in verschillende laboratoria die door verschillende waarnemers worden bekeken. En waar Wigners gedachtenspinsel nog slechts verwarring veroorzaakte, leidt dit nieuwe gedachte-experiment tot harde tegenstrijdigheden.

Renato Renner en Daniela Frauchiger van de Universiteit van Zürich bedachten het experiment in 2016. Hun opstelling maakt gebruik van twee waarnemers: ­Alice en Bob. Zowel Alice als Bob vraagt een vriend om in een laboratorium een quantumexperiment uit te voeren. De toevoeging ten opzichte van Wigners idee is dat de meting van één vriend

afhankelijk is van het experiment van de ander. Hou je vast, want vanaf hier gaan de w ­ etten van de logica niet meer op.

SCHEURTJES Het experiment start met de vriendin van Alice die in haar lab een muntstuk opgooit. Ze gebruikt een bijzonder muntje: in een derde van de gevallen landt het met de kopzijde naar boven, in twee derde van de gevallen is het munt. Afhankelijk van de uitkomst van de worp geeft de vriendin van Alice een deeltje een bepaalde spinrichting. Gooit ze kop, dan laat ze de spin van het deeltje naar beneden ­wijzen. Gooit ze munt, dan brengt ze de spin in een superpositie van up en down.

Het deeltje-met-spin stuurt ze vervolgens op naar het andere lab, waar de vriend van Bob zit. Die meet de spin en gebruikt zijn quantumkennis om te beredeneren wat de vriendin van Alice met haar muntstuk gooide. Als het up is, weet hij zeker dat de vriendin van Alice munt gooide. Bij down blijven beide mogelijkheden open.

Nu zijn Alice en Bob aan de beurt, die buiten de laboratoria staan. De metingen die zij uitvoeren zijn zo complex dat er

‘Dit probleem is op te lossen door te ­erkennen dat ­objectieve ­feiten niet bestaan’

heel wat rekenwerk voor nodig is om ze echt te doorgronden. Maar in grote lijnen komt het erop neer dat Alice meet wat er gebeurt in het lab van haar vriendin, ­terwijl Bob meet wat er aan de hand is in lab van zijn vriend. Uit de resultaten van haar meting kan Alice, door de regels van de quantummechanica te volgen, afleiden wat Bobs vriend concludeerde over het opwerpen van het muntje. Ondertussen trekt Bob aan de hand van zijn meting een conclusie over de muntjesworp van Alice.

Het belangrijkste is dat, na deze hele keten van metingen, in sommige gevallen zowel Alice als Bob met absolute zekerheid kan zeggen op welke kant het muntstuk landde. Maar dan begint de werkelijkheid scheurtjes te vertonen. Als Alice en Bob hun conclusies naast elkaar leggen, blijken die namelijk tegenstrijdig te kunnen zijn. Alice concludeert bijvoorbeeld met zekerheid dat haar vriendin munt gooide, terwijl Bob zeker weet dat de munt met de kopzijde naar boven landde. Renner en Frauchiger worstelden zich door het rekenwerk en concludeerden dat deze proef een op de twaalf keer leidt tot tegengestelde feiten.

De publicatie van Renner en Frauchiger maakte veel los in de fysicagemeenschap.

Reacties varieerden van lofzangen tot vernietigende commentaren. De reactie van mathematisch fysicus Klaas Landsman van de Radboud Universiteit behoort ­duidelijk tot die laatste categorie. ‘Het is gebakken lucht, buiten alle proporties ­opgeblazen door de propagandamachine van Renner’, zegt hij. ‘De beweringen die Renner doet, stijgen ver uit boven het resultaat dat ze feitelijk bewijzen.

De zogenaamde paradox bevestigt alleen maar wat eerdere experimenten al hebben ­laten zien: dat je in een gegeven toestand aan de meeste binnen de quantummechanica gedefinieerde, meetbare eigenschappen geen waarde kunt toekennen. Dit gedachte-experiment zegt niets over ‘objectieve feiten’.’ Volgens Landsman ­maken de Zwitsers niet duidelijk wat als echte meting telt. Zodra je een meting goed definieert, ‘verdwijnt hun paradox als sneeuw voor de zon’, zegt hij.

FOTONEN ALS VRIENDEN Toch zijn andere fysici wel overtuigd, waaronder Alessandro Fedrizzi van de Heriot-Watt-universiteit in het Verenigd Koninkrijk. Begin 2019 bouwde hij het ­gedachte-experiment om tot een werkelijk labexperiment. In Fedrizzi’s experiment bootsen deeltjes Alice, Bob en hun vrienden na.

Daarbij wordt gebruikgemaakt van ­verstrengelde fotonen: lichtdeeltjes die zo met elkaar verweven zijn, dat een meting aan één deeltje ervoor zorgt dat ook de golffunctie van de ander ineenstort. Twee verweven deeltjes worden naar twee verschillende labs gestuurd: een naar het lab van de vriendin van Alice, een naar het lab van de vriend van Bob. De vrienden zijn nu alleen geen mensen. In plaats daarvan is elke ‘vriend’ een set van nog eens twee verstrengelde deeltjes. Een deeltje van dit verstrengelde paar meet de toestand van het deeltje dat het lab binnenkomt.

Dankzij verstrengeling slaat het ander deeltje het resultaat automatisch op. Het oorspronkelijke foton, het ‘meetfoton’ en het ‘geheugenfoton’ worden vervolgens naar buiten gestuurd, waar Alice en Bob de r­ esultaten kunnen meten.

Alice en Bob kunnen ervoor kiezen het ­geheugenfoton te meten. In dat geval ­nemen ze dus in feite de meting van hun vrienden over. Of ze kunnen de fotonen zelf meten. Wat blijkt volgens Fedrizzi: de feiten die Alice en Bob zelf vaststellen, kunnen verschillen van de feiten die hun fotonvrienden hebben vastgelegd. Het ­resultaat lijkt doorslaggevend: feiten ­verschillen écht.

HET HART VAN DE POP ‘De natuurlijke manier om dit probleem op te lossen, is door te erkennen dat er geen objectieve feiten bestaan’, zegt ­Fedrizzi. Theoretisch natuurkundige Carlo Rovelli van de Aix-Marseille-universiteit in Frankrijk sluit zich bij deze lezing aan. ‘Ik beschouw het als een bewijs dat de lezing onderstreept waarin de werkelijkheid ­afhangt van de waarnemer.’

Maar niet iedereen is ervan overtuigd dat we het idee van een objectieve realiteit bij het grofvuil moeten zetten. Landsman vindt de conclusie van Fedrizzi overtrokken. Hij noemt het ‘sensationele claims’, die net als bij de paradox van Renner en Frauchiger, veel te ver gaan. ‘Niets hiervan volgt in werkelijkheid uit hun resultaten.’

Renato Renner meent zelf dat Fedrizzi’s werk op losse schroeven staat omdat de metingen van fotonen niet tellen als echte metingen. ‘De geldigheid van de conclusies hangt af van de vraag of je redelijkerwijs kunt beweren dat het experiment ‘waarnemers’ nabootst’, zegt hij. Ironisch genoeg is dat precies het bezwaar dat Landsman opvoert tegen het oorspronkelijke gedachte-experiment van Renner.

Fedrizzi ziet het gebruik van fotonen zelf niet als pijnpunt. Ook Kleiss heeft hier geen moeite mee: ‘Dat sommige waarnemers zijn vervangen door fotonische systemen is wat mij betreft geen probleem.’

Toch zal Fedrizzi zijn experiment nog flink moeten dichttimmeren voordat hij de critici kan overtuigen. Want of hij echt een kleinere quantummatroesjkapop heeft bereikt, daar is lang niet iedereen het over eens. Al helemaal onduidelijk is het antwoord op de vraag wat we in het hart van de pop zullen aantreffen. Is de objectieve werkelijkheid dood of levend? Vooralsnog allebei. november 2019 | New Scientist | 47

GEMAAKT DOOR QUEENGITARIST BRIAN MAY!

| Ideeën die de wereld veranderen

Ontvang 22x New Scientist + het boek Race naar de maan 3D van € 232,95 voor € 149,95

+ UW VOORDELEN OP EEN RIJ: • Ontvang 22x New Scientist magazine met 32% korting • Gratis het boek Race naar de maan 3D t.w.v. € 39,95 • Lees gratis de digitale versie van New Scientist • Geen verzendkosten in onze webshop • Korting op evenementen en producten Al abonnee? Vernieuw nu uw abonnement en ontvang dit unieke boek deze maand gratis. Mail naar: klantenservice@newscientist.nl of bel 0800-700 277.

Ga naar newscientist.nl/lid

Onderzoekers werken aan een ambitieus plan om ­binnen twintig jaar de ster Proxima Centauri te ­bereiken. ‘Niets ­ervan gaat tegen de natuurwetten in.’

Zeilen met 216 miljoen kilometer per uur

Tekst: Gilead Amit

W

anneer je op dit moment met de snelheid van het licht de aarde zou verlaten, dan bereik je de maan nog voordat je deze zin hebt uitgelezen. Een reis naar de zon duurt met deze snelheid acht minuten. De verst verwijderde sporen van menselijke activiteit, de in 1977 gelanceerde ruimtesondes Voyager 1 en 2, zou je morgen om deze tijd passeren. De tocht naar Proxima Centauri, de meest nabije ster, zou echter nog altijd vier jaar en drie maanden in ­beslag nemen.

En dan hebben we het over de snelheid van het licht, een tempo dat ver buiten ons bereik ligt. De snelste raketten waar we op dit moment over beschikken, zouden er 80.000 jaar over doen om Proxima Centauri te bereiken. Geen wonder dat interstellaire reizen weinig prioriteit hebben. Maar wat als we in een tijdsbestek van twintig jaar naar het Proximastelsel zouden kunnen reizen?

In 2016 vond er een persconferentie plaats die wereldwijd de media haalde. Een 50 | New Scientist | november 2019

groep onderzoekers maakte bekend ­te hebben uitgedokterd hoe een missie naar Proxima Centauri te realiseren is. Bovendien beweerden ze dit plan nog tijdens hun leven uit te kunnen voeren. Het project Breakthrough Starshot, dat ondersteund wordt door een Silicon Valley-miljardair en kan putten uit NASA-expertise, werd met voorzichtig enthousiasme verwelkomd.

Sinds de afgelopen drie jaar een beter

‘Voor een interstellaire missie is er maar één brandstof: licht’ beeld ontstaan is van de uitdagingen en gepubliceerd onderzoek het optimisme van het team lijkt te ondersteunen, zijn de plannen in een stroomversnelling beland.

Als Breakthrough Starshot inderdaad tot resultaat leidt, dan zal over een jaar of twintig een van de meest ambitieuze ­missies aller tijden van start gaan: de ­verkenning van een planetenstelsel dat

a­ nders is dan het onze. De vraag is: wat zijn de grootste uitdagingen om een dergelijke missie te laten slagen?

Ontbrekend puzzelstuk

Binnen het korte bestek van een mensenleven naar een ander zonnestelsel reizen, betekent dat er hoge snelheden nodig zijn.

Heel hoge snelheden. Maar helaas is het aantal beschikbare technieken waarmee je dat voor elkaar kunt krijgen nogal beperkt.

Sterker nog: eigenlijk bestaat er al tientallen jaren slechts één serieuze kandidaat.

‘Er is voor een interstellaire missie in feite geen andere brandstof voorhanden dan licht’, zegt Harry Atwater, natuurkundige aan het California Institute of Technology en lid van het a­ dviescomité van Breakthrough Starshot. ‘Andere opties ­zoals kernfusiemotoren zijn geen optie ­gebleken.’ Net ­zoals de wind een schip kan voortbewegen door druk uit te oefenen op een zeil, kunnen ook lichtstralen een voertuig in gang zetten. Bouw een ruimteschip dat licht ­genoeg is, bind er een zeil aan vast en richt dat op een krachtige lichtbron. Het vacuüm van de ruimte garandeert vervolgens dat je een fikse snelheid opbouwt.

SAM CHIVERS

november 2019 | New Scientist | 51

Interstellair reizen

EERSTE INTERSTELLAIRE SCHOTENWISSELING? Je zou niet verwachten dat een interstellaire oorlog met buiten­ aardse wezens hoog staat op de lijst van zaken waar we ons druk over moeten maken. Maar volgens grote namen als Stephen Hawking, Elon Musk en ­sciencefictionschrijver Cixin Liu is dat wel degelijk het geval.

De gedachte is dat menselijke activiteit in de interstellaire ruim­ te de aandacht kan trekken van ons onvriendelijk gezinde aliens.

Sommigen geloven dat de mini-­ armada van Breakthrough Starshot zélf al beschouwd zou kunnen worden als een daad van agressie. Doug Vakoch is de voorzitter van METI International in San Francisco, een organisatie die communicatie wil bewerk­ stelligen met buitenaardse intel­ ligentie. Hij noemt het idee van een dergelijk conflict ‘absurd’. Als er al hoogontwikkelde bescha­ vingen op onze bestemming zou­ den voorkomen, dan zouden ze niet in staat zijn de herkomst en aard van de piepkleine scheepjes te achterhalen. Hij vergelijkt het met ’Oumuamua, een mysterieus object dat onlangs in ons zonne­ stelsel opdook en dat een uitge­ breid debat veroorzaakte over de vraag of het een planetoïde ­betrof of een zonnezeil.

‘Als exoplaneet Proxima b tech­ nologisch o ­ nderlegde bewoners heeft, dan zouden die ons niet voor het ­allereerst opmerken via nanosondes die met een vijfde van de lichtsnelheid door hun zonnestelsel schieten’, zegt Vakoch. Ze zouden ons al lang kennen van de vele televisieuitzendingen die we in de loop der decennia de ruimte in heb­ ben laten lekken.

Vakoch maakt zich niet alleen geen zorgen, hij wil zelfs zijn hand uitsteken. Hij denkt dat we

52 | New Scientist | november 2019

ons actief op potentiële aliens moeten richten door met lasers boodschappen te verzenden.

‘Mijn droom is dat de lasers van Starshot niet alleen de lichtzei­ len zullen aandrijven, maar ook gecodeerde boodschappen ­zullen bevatten voor eventuele buitenaardse wezens.’

Peuters Jill Tarter van het SETI-instituut in Californië denkt dat de mens­ heid nog niet ver genoeg ontwik­ keld is voor zo’n transmissie­ project. ‘Elke eindige transmissie passeert de beoogde ontvanger gedurende een eindige hoeveel­ heid tijd. Als die er gedurende deze beperkte tijd niet op de juiste manier naar kijkt, gaat de boodschap verloren’, zegt ze.

Tarter, die de inspiratiebron vormde voor Jodie Fosters rol in de film Contact, stelt dat het ver­ sturen van boodschappen een langetermijnstrategie vereist.

Zodra een beschaving de hemel begint te onderzoeken, moet de boodschap klaarstaan om ont­ dekt te worden. ‘Het zal nog even duren voordat we zulke 10.000tot 100.000-jarenplannen weten uit te voeren. Maar zodra we er zelf in slagen een hoogontwik­ kelde technologische beschaving te vormen, moeten we beginnen met uitzenden.’

Liu schreef een sciencefiction­ trilogie, Remembrance of Earth’s Past, over de gevolgen van con­ tact met aliens van Proxima b.

Hij onderkent de waarde van het zoeken naar intelligent buiten­ aards leven, maar waarschuwt voor een onvoorziene crisis. ‘Wij vormen nog geen vergevorderde beschaving’, zegt hij. ‘Wij zijn net peuters. En ook peuters kunnen grote problemen veroorzaken.’

Tekst: Rowan Hooper

De Allen Telescope Array in Californië zoekt naar tekenen van buitenaardse intelligentie.

ANP

Het concept van het zonnezeil is al eeuwen­ lang terug te vinden in wetenschappelijke kladblokken. De Duitse wetenschapper ­Johannes Kepler opperde het idee als ­eerste in een brief aan zijn Italiaanse collega Galileo Galilei. Maar hoe krachtig de stralen van de zon ook lijken, ze zijn bij lange na niet in staat om een object een snelheid te geven die ook maar in de buurt komt van de lichtsnelheid. Om zo’n snelheid te bereiken, heb je lasers nodig die miljoenen malen meer energie op een ­gegeven oppervlak projecteren dan de zon.

In 2009 begon Philip Lubin van de Universiteit van California te Santa Barbara aan een nieuw project. Hij wilde een enorm laserkanon ontwerpen dat onze planeet zou kunnen beschermen tegen de verwoestende inslagen van planetoïden.

Hij besefte al snel dat zulke lasers ook ­interessant zijn voor ruimtemissies met snelheden die de lichtsnelheid benaderen.

‘Dat idee kwam letterlijk in de eerste week in mij op’, zegt Lubin.

Vijf jaar later, in 2014, had Lubin financiering van NASA geregeld die hem in staat stelde zich voltijds aan dit onderzoek te wijden. Tijdens een conferentie zag hij kans een gesprek aan te knopen met Pete Worden, voormalig directeur van het in ­Silicon Valley gevestigde Ames Research Center van NASA. Worden raakte in Lubins werk geïnteresseerd en vroeg hem het artikel op te sturen dat hij erover geschreven had. ‘Pete stuurde mij een e-mail waarin hij vroeg of hij het naar een vriend mocht

doorsturen’, zegt Lubin. ‘Ik zei: natuurlijk, stuur het op naar wie je maar wilt.’

Die vriend bleek Yuri Milner te heten.

Deze van oorsprong Russische miljardair had Worden zojuist voorzitter gemaakt van een nieuwe stichting die de grootste uitdagingen van de mensheid het hoofd zou moeten gaan bieden. Een daarvan was het reizen naar ander zonnestelsels. Deze missie zou uiteindelijk Breakthrough Starshot gaan heten. En met Lubin aan boord beschikte Milner over het laatste puzzelstuk dat hem in staat stelde zijn doel na te ­jagen.

Superwapen

April 2016 presenteerde Milner de missie naar Proxima Centauri aan de wereld in het One World-observatorium in het hart van Manhattan. Onder de aanwezigen

bevonden zich de natuurkundigen Stephen ­Hawking en Freeman Dyson, en astronaut Mae Jemison. Lubins plan bleek adem­ benemend ambitieus. Eerst zouden er ­honderden kleine ruimtesondes in een baan om de aarde worden gebracht, stuk voor stuk uitgerust met een lichtzeil en de minimale hoeveelheid apparatuur die ­nodig is om informatie te verzenden. Een enorme batterij aan lasers op aarde zou deze sondes vervolgens versnellen tot ­ongeveer een vijfde van de lichtsnelheid, oftewel zo’n 60.000 kilometer per seconde.

Dat is duizenden keren sneller dan de hoogste snelheid die een conventioneel ruimtevaartuig ooit bereikt heeft. Twintig jaar later zouden de sondes die alle obstakels onderweg overwonnen hadden foto’s terugsturen van Proxima Centauri en de mogelijk bewoonbare planeten in dat systeem.

Onderzoekers zullen een materiaal moeten ­ontwikkelen dat gigawatts aan laserlicht kan absorberen zonder in brand te vliegen

Volgens astronoom Avi Loeb van Harvard University, tevens voorzitter van het adviescomité van Starshot, bestaat er geen reden waarom het plan niet zou werken.

‘Niets ervan gaat tegen de natuurwetten in’, zegt hij.

Dat wil echter niet zeggen dat het gemakkelijk gaat worden. Om te beginnen zullen de onderzoekers een materiaal moeten ontwikkelen dat gigawatts aan laserlicht kan absorberen zonder in brand te vliegen.

Ze zullen elektronica moeten bouwen die licht genoeg is om de interstellaire ruimte te doorkruisen, maar ook geavanceerd ­genoeg om over een afstand van 4 lichtjaar beelden te versturen. Verder moeten ze de lasers op aarde uiterst precies afstellen, ­zodat ze over enorme afstand de kleine, zeer snel reizende lichtzeilen blijven raken.

Uiteraard moeten ze dit laserkanon ook daadwerkelijk kunnen realiseren. ‘We hebben het over verreweg het grootste lasersysteem ooit door mensen gebouwd’, zegt Atwater. Loeb wijst erop dat regeringen niet bij voorbaat blij zullen zijn als een dergelijk superwapen op hun stoep verschijnt.

Dat is volgens Loeb echter van later zorg.

Proxima b beschrijft een baan rond Proxima Centauri en is daarmee de meest nabije bekende exoplaneet.

ESO/M. KORNMESSER

november 2019 | New Scientist | 53

Interstellair reizen

De meeste glanzende materialen weerkaatsen zo’n 99 procent van het licht. Dit lichtzeil moet minstens 99,999 procent weerkaatsen

‘We willen ons eerst en vooral richten op de natuurkundige uitdagingen’, zegt hij.

Zeil van diamant

De eerste prioriteit van het team is het lichtzeil. De meeste van de noodzakelijke technische specificaties zijn inmiddels ­bekend. De uitdaging is een materiaal te vinden dat daarop aansluit. Het huidige plan vereist een doek van ongeveer 10 vierkante meter dat hooguit 1 gram weegt. Dat betekent dat de dikte ervan minder dan 100 nanometer zal bedragen – tientallen keren dunner dan spinrag.

Nu is het produceren van dergelijk ultradunne vliezen op zich haalbaar. Ze heel houden terwijl een krachtige laser ze beschiet, is echter een heel ander verhaal.

Een cruciale voorwaarde is dat het materiaal vrijwel niets van het laserlicht absorbeert. ‘Je probeert iets te bouwen dat zich gedraagt als een spiegel’, zegt Atwater. De meest glanzende materialen weerkaatsen zo’n 99 procent van het licht. Het lichtzeil van Starshot moet minstens 99,999 procent weerkaatsen.

Het vinden van een materiaal dat de juiste combinatie vormt van lage dichtheid, hoge reflectie en lage absorptie is ­bepaald niet eenvoudig. Er lijken twee veelbelovende kandidaten te bestaan.

Ten eerste is er siliciumdioxide, ook wel silica genoemd. Ten tweede is er

Naast de deur Proxima b, de meest nabije bekende exoplaneet, staat veel dichter bij zijn ster dan Mercurius, de binnenste planeet van ons zonnestelsel, van de zon verwijderd is.

Maar doordat Proxima Centauri kleiner en koeler is, zou er op de exoplaneet nog altijd leven kunnen voorkomen. Dat wil zeggen, als dat bestand is tegen de vlammen die de ster geregeld uitstoot.

Ons zonnestelsel

ZON

baan van Mercurius

20 miljoen km (0.13 astronomische eenheden)

Proximastelsel

PROXIMA CENTAURI baan van Proxima b bewoonbare zone

Alpha Centauri A Alpha Centauri B Proxima Centauri ZON lichtjaar

2

4

6

molybdeen­disulfide, een materiaal dat te fabriceren is in de vorm van een folie van slechts één atoom dik.

Een derde optie is diamant, zegt Loeb.

‘Stel je voor dat je een grote diamant in de ruimte kunt voortduwen met een ­laser. Dat zou nog eens bijzonder zijn.’

Als lichtzeilspecialist van Starshot probeert Atwater het onderzoek naar deze en andere materialen te stimuleren, in de hoop dat het ideale spul inderdaad wordt gevonden. ‘Zowel in ons eigen lab als elders zijn onderzoekers bezig met experimenten om dit soort materialen te testen.

Binnen een jaar verwachten we de eerste resultaten.’

Miljoenen lasers

Ook de ontwikkeling van het lasersysteem boekt vooruitgang. Uit Lubins werkschema 54 | New Scientist | november 2019

uit 2016 volgt dat de Starshotmissie een systeem nodig heeft dat 60 gigawatt kan produceren. Dat is evenveel als twintig kerncentrales. Ter vergelijking: een standaard laseraanwijzer projecteert 5 milliwatt, een laser die een piloot kan verblinden vereist slechts een paar watt.

Het systeem van Starshot is in staat hele planetoïden uit koers te brengen. Wanneer je het op een minuscuul ruimteschip met een laserzeil richt, versnelt dat binnen tien minuten tot een vijfde van de snelheid van het licht. Binnen twintig minuten passeert het Mars en binnen zeven uur Pluto. Na twee decennia komt het aan bij Proxima Centauri.

Het opmerkelijke aan een laser van deze grootte is dat de techniek ervoor al bestaat.

‘Een heleboel energie produceren is het probleem niet’, zegt Lubin. Het probleem is het behalen van de vereiste ‘parallellisatie’.

In plaats van één enorme laser te bouwen, is het doel om een groot aantal kleinere ­lasers samen te bundelen. ‘Dat is ooit al gelukt met twee lasers’, zegt Loeb. De kunst is dat ook te doen met een paar miljoen ­lasers.

Zodra het laserproject op stoom is gekomen, wil het team beginnen met de ontwikkeling van de ruimtesondes. Deze ­zogenoemde StarChips zullen wondertjes van techniek worden. Hoewel ze minder wegen dan een gram, moeten ze beschikken over een interne krachtbron, minus­ cule stuurraketjes voor koerscorrectie, een camera om de bestemming vast te leggen, en een krachtige zender om deze beelden terug te sturen naar de aarde.

Kwestie van tijd

Het samenbrengen van al die technologie op een piepklein ruimtescheepje dat ontworpen is om supersnel door de interstellaire ruimte te suizen, is geen fluitje van een cent. ‘We hebben al een ­toestel van een paar gram, maar op dit moment kan dat ongeveer evenveel als de eerste Spoetnik’, zegt nanosatellietontwerper Zac Manchester van de Stanford-universiteit in Californië, die ook in het adviescomité van Starshot zit. Op dit moment beschouwt hij de communicatie met onze planeet als de grootste hindernis. Het zou best kunnen dat er een enorm grondstation nodig is op de aarde én een heel krachtige zender op het piepkleine ruimtescheepje.

Een StarChip verlaat de aarde. Voorlopig zijn dit soort tekeningen alles wat we hebben.

Linksonder: Sprite, de kleinste satelliet die de mensheid ooit lanceerde.

BREAKTHROUGH STARSHOT

mogelijke belang aan het project. ‘We kunnen niet altijd op deze planeet blijven. Het is simpelweg een kwestie van tijd voor we zullen moeten vertrekken.’

Mijlpaal

‘Ik denk dat we in de interstellaire ruimte al snel een bericht zullen ontvangen dat ons welkom heet’ Op de vraag hoeveel tijd het volgens hem vergt om de vloot van minischeepjes klaar te maken voor lancering, geeft Manchester een behoedzaam antwoord. ‘Ik denk dat de ruimtesonde een stuk eenvoudiger is dan de laser’, zegt hij. ‘Volgens mij kun je dit in ongeveer tien jaar uitdokteren.’

Wanneer het onderzoek voorspoedig verloopt, zullen de verschillende techno­ logieën rond 2030 voldoende ontwikkeld zijn om de haalbaarheid van het project aan experimenten te onderwerpen. ­Vervolgens moet er een eerste prototype worden gebouwd.

Wat voor prijskaartje zal daaraan hangen? Grofweg 10 miljard dollar. En hoe lang gaat dat nog duren? Een jaar of twintig. ‘Dit is een enorm project dat qua schaal vergelijkbaar is met het Apollo­ programma’, zegt Lubin.

Buitenstaanders zijn voorzichtig met ­kritiek. ‘Ik zie geen fundamentele hindernissen die dit onmogelijk maken’, zegt

Malcolm Macdonald, ruimtevaartingenieur aan de Universiteit van Strathclyde in Groot-Brittannië. ‘Maar de uitdagingen zijn, ehm, niet te verwaarlozen.’

Ciara McGrath, een medewerker van Macdonald, wijst op de buitenproportionele specificaties van het lasersysteem.

‘Het is een project dat ik persoonlijk heel graag zou zien plaatsvinden’, zegt ze. ‘Maar ik vraag mij af: is het dit allemaal waard?’

In plaats van alles op alles te zetten om een dergelijke uiterst ambitieuze missie te ­realiseren, zouden we ook kunnen wachten tot de benodigde technologie verder ontwikkeld is. ‘Het snijdt zeker hout om al dat geld in zaken te steken waar mensen op aarde mee geholpen worden.’

Loeb heeft weinig geduld met zulke argumenten. ‘Wanneer je jezelf wijsmaakt dat je iets niet kunt, dan zul je het ook nooit doen’, zegt hij. ‘Maar wanneer je j­ ezelf niet vastketent, kun je erg ver ­komen.’ Hij hecht ook het grootst

De ontdekking, in 2016, dat er een exo­ planeet om Proxima Centauri draait, heeft veel bijgedragen aan de ­opwinding rondom het project. Vervolgonderzoek wees uit dat deze planeet waarschijnlijk niet bewoonbaar is vanwege uitbarstingen van röntgen- en uv-straling op de moederster.

Maar zelfs als hij ongeschikt is voor mensen, is de kans om eventuele andere planeten in het stelsel te onderzoeken te mooi om te laten schieten.

En dan bestaat er natuurlijk de mogelijkheid dat we buitenaards leven zullen tegenkomen (zie ‘Eerste interstellaire schotenwisseling?’ op pagina 52). Eenmaal buiten de grenzen van ons zonnestelsel bevindt de Breakthroughvloot zich in een goede positie om sporen van andere ruimte­varende beschavingen waar te nemen. ­‘Persoonlijk denk ik dat er een heleboel verkeer plaatsvindt’, zegt Loeb.

‘Ik denk dat we in de interstellaire ruimte al snel een bericht zullen ontvangen dat ons welkom heet.’

Maar ook als die voorspelling niet uitkomt, zal de missie een mijlpaal vormen in de geschiedenis van de ruimtevaart. ‘Mensen voelen zich nu eenmaal geroepen tot grootse uitdagingen’, zegt Atwater. ‘En dit is wel een heel opwindende grootse uit­daging.’

‘Het is moeilijk om niet enthousiast te worden over iets als dit’, zegt Manchester.

Zelfs voor degenen die er niet rechtstreeks bij betrokken zijn, zoals Macdonald, kan de missie veel opleveren. ‘Het gaat bij ­zulke baanbrekende projecten niet alleen om de eindbestemming, maar ook om alle inspiratie die ermee wordt opgedaan. Je weet nooit waar je zult uitkomen. Dat ­alleen al is meer dan genoeg reden om de reis te aanvaarden.’ november 2019 | New Scientist | 55

CHRIS COLLINS/GETTY IMAGES

56 | New Scientist | november 2019

De zoete geheimtaal van ons lichaam Elk type cel in ons lichaam is omgeven door een jasje van suiker met een unieke code. Lukt het ons om die te ontcijferen, dan hebben we een krachtig nieuw middel in handen om ziektes mee aan te pakken.

Tekst: Hayley Bennett

N

iet veel mensen weten het, maar baby’s maak je door middel van een handdruk. Oké, daar komt wel wat meer bij kijken. Maar op een gegeven moment moet een spermacel een eicel zien binnen te dringen. En dat is nog niet zo eenvoudig. Bij het eitje aangekomen staat de spermacel namelijk voor een dik jasje van suikers: de zona pellucida. Alleen spermacellen bezitten het juiste gereedschap om zich daaraan vast te hechten. Die ‘moleculaire handdruk’, zoals Kamil Godula van de Universiteit van Californië te San Diego het noemt, is een cruciale stap in het proces waarmee het leven begint.

En zoete handdrukjes spelen niet alleen een rol bij het maken van baby’s. Elk type cel in ons lichaam blijkt een uniek jasje van suiker te hebben. Alles wat een interactie

met zo’n cel aangaat, moet deze suikercode kunnen herkennen en de juiste geheime handdruk gebruiken. Dat gebeurt bijvoorbeeld bij een infectie met een bacterie of virus, op het moment dat een groeiende hersencel zijn tentakels langs zijn buren slingert, en wanneer stamcellen te horen krijgen tot welk soort weefsel ze zullen ­uitgroeien.

Lukt het ons om deze zoetgevooisde taal te leren lezen en schrijven, dan beschikken we daarmee over een krachtig nieuw middel om in te grijpen in de activiteiten van cellen en om ziektes te genezen. Gemakkelijk zal het niet zijn: anders dan die van het DNA is deze code hogelijk complex. Maar gelukkig verstaan we deze geheimtaal van onze cellen steeds beter.

Grijphandjes Volgens scheikundige Bruce Turnbull van de Universiteit van Leeds kun je beter

­ egrijpen hoe de suikercode functioneert b door je te verplaatsen in een bacterie. Je komt op een gastheercel af en ziet op het oppervlakte een woud van biomoleculen.

Als je dichterbij komt, zie je er takken van suikers uit steken, die door stammen van eiwit zijn verbonden met het celmembraan. ‘Het is als een bos in de winter, van bovenaf gezien.’

Om houvast te kunnen krijgen, heb je een grijper nodig die op een van de takken past. Dat is lastig, want de takken hebben complexe vormen. DNA bestaat uit lange ketens van slechts vier biochemische letters.

Maar de suikercode, beter bekend als het glycoom, bevat tientallen verschillende suikers die vertakte ketens vormen, de ­zogenoemde glycanen (zie diagram ‘Suikercodering’ op pagina 60). Als je de suikercode wilt lezen, moet je die niet alleen letter voor letter ontcijferen, maar ook de vorm van elke suiker herkennen en de november 2019 | New Scientist | 57

suikercode

Van het genoom is er maar een, maar het ­glycoom verschilt van orgaan tot ­orgaan

De strijd tegen diabetes Voor de 422 miljoen diabetici op de

Al snel kwam Davis met behulp van

wereld is suiker een gevaarlijk goed-

computermodellen tot een verbe-

je. Wanneer ze te veel glucose in

terd ontwerp. ‘Toen ik het voor het

hun bloed hebben, kan dat leiden

eerst op mijn beeldscherm zag,

tot allerlei gezondheidsproblemen.

dacht ik meteen: ‘Dit zou wel eens

Hebben ze er te weinig van, dan

kunnen gaan werken!’’ En dat bleek

kunnen ze bewusteloos raken.

het geval. Toen zijn medewerkers

Wetenschappers dromen er al heel

het nieuwe ontwerp testten, paste

lang van om insuline na te maken,

de receptor zo goed op glucose dat

het natuurlijke enzym dat het

andere moleculen geen kans meer

suikermetabolisme aanstuurt. Om

maakten.

dat doel te bereiken, moeten ze on-

De onderzoekers vroegen meteen

der andere een receptormolecuul

patent aan en sloten in augustus

ontwerpen met een holte erin waar

2018 een deal van 670 miljoen euro

het glucosemolecuul precies in past.

met farmaceutisch bedrijf Novo

Dat is razend moeilijk, want sommi-

Nordisk, dat gespecialiseerd is in

ge andere moleculen lijken erg op

diabetes. Dat bedrijf hoopt er een

glucose. Zelfs clusters watermole-

vorm van insuline mee te maken die

culen hebben er wat van weg.

heel gevoelig is voor glucose en die

Toch besloot chemicus Anthony

gevaarlijke bloedsuikerschomme-

­Davis van de Universiteit van Bristol

lingen bij patiënten helpt te voor-

al tientallen jaren geleden niet te

komen. De chemische details moe-

rusten voordat hij een glucose­

ten nog worden uitgewerkt, maar

receptor had gemaakt. In 2012 had

het idee is dat Davis’ receptor insuli-

hij er eindelijk een klaar die zich aan

ne aan en uit kan zetten, afhankelijk

glucose bond. Maar bij het testen in

van de glucoseconcentratie in het

het bloed bleek de receptor zich ook

bloed. Dat zou de kwaliteit van leven

aan DNA-fragmenten te binden, wat

van veel diabetespatiënten flink

hem onbruikbaar maakte.

kunnen verbeteren.

58 | New Scientist | november 2019

betekenis ervan achterhalen. Dat is ­razend moeilijk. ‘Het ontraadselen van de DNAcode en die daarna uitlezen uit chromosomen was veel eenvoudiger’, zegt Godula.

Kolossaal karwei De grijphandjes die zich in de natuur aan het celoppervlak vasthechten, de ­zogenoemde lectines, zijn eiwitten met ­inwendige holtes die mooi rondom specifieke suikers passen. We weten al ruim honderd jaar dat lectines bestaan en ­kunnen ze sinds kort in het laboratorium namaken (zie kader links ‘De strijd tegen diabetes’). Maar alleen het catalogiseren van alle verschillende lectines leerde ons nog niet bijster veel over de suikercode.

Meer inzicht kregen we pas toen scheikundigen bepaalde suikers isoleerden en daarvan de structuur in kaart brachten.

Zulke suikers zijn ontzaglijk groot en ­ingewikkeld, en daarom lukt dat het beste met behulp van een massaspectrometer.

Dat is een machine die ze in kleine stukjes breekt. Uit die stukjes kun je met behulp

GETTY IMAGES

niet. Daarom werd eind 2018 het Human Glycome Project opgezet. Onder deze ­koepelorganisatie bungelen allerlei projecten, die gezamenlijk de ­volgorde van alle menselijke suikers moeten gaan achter­ halen. Dat is een kolossaal karwei. Van het menselijk genoom is er maar een, maar het glycoom verschilt van orgaan tot orgaan. Je kunt het zien als een suikeratlas van het menselijk lichaam, zegt Richard Cummings van Harvard Medical School, een van de initiatiefnemers van het Human Glycome Project. ‘Al bladerend kom je hoofdstukken tegen over de hersenen, over de milt, enzovoort.’

Een paar hoofdstukken zijn bijna compleet. Uit moedermelk kennen we bijvoorbeeld de meeste suikers nu wel: die zwemmen daar vrij in rond en zijn daardoor eenvoudig te analyseren. Deze kennis ­vertaalt zich al in recepten voor baby­ voeding. De focus ligt nu op betere algo­ritmen om de massaspectrometriegegevens door te ploegen.

Bouwstenen plakken

van algo­ritmen het oorspronkelijke molecuul reconstrueren.

Rond het jaar 2000 hadden onderzoekers de structuur bepaald van een paar suikers waar sommige cellen zich mee tooien.

Echt interessant werd het pas toen ze ook gingen kijken met welke lectines deze suikers precies een koppel vormden. In 2002 kwamen onderzoekers van het ­Imperial College London op het idee om honderden afzonderlijke suikers op een plaatje te bevestigen en er allerlei lectines en andere mole­culen overheen te laten spoelen, om te zien welke zich aan welke vasthechtten.

Deze aanpak met micro-arrays was een eerste stap naar het geautomatiseerd in kaart brengen van het glycoom. Hiermee konden onderzoekers bijvoorbeeld achterhalen aan welke suikers op het menselijk celoppervlak hiv en het varkensgriepvirus H1N1 zich vastgrijpen als ze een cel infecteren.

Nog lang niet alle vragen zijn beantwoord. Naar schatting hangen aan de helft van de eiwitten in het lichaam suikers, maar hoe die er precies uitzien, weten we

Het is één ding om het glycoom te kunnen uitlezen, iets anders om het te kunnen schrijven of herschrijven. Daarvoor moet je de losse bouwstenen van suikers aan ­elkaar kunnen klikken, zodat je stap voor stap de vertakkende structuren kunt ­opbouwen. Al jarenlang probeert men dit natuurlijke proces in het lab na te bootsen, een hels karwei waarbij elke suiker eerst precies zo geprepareerd moet worden dat hij op de juiste manier reageert.

In 2010 opperde de Duitse onderzoeker Peter Seeberger een nieuwe methode.

Daarbij bevestig je een aangroeiende ­suikerketen aan een vast oppervlak. Daar laat je verschillende suikeroplossingen een voor een overheen vloeien, zodat de keten kan aangroeien. Op zich werkt dit prima, alleen was er aanvankelijk slechts een klein aantal suikers commercieel beschikbaar.

Nu levert het mede door Seeberger opgerichte bedrijfje GlycoUniverse echter al tachtig kant-en-klare suikerbouwstenen.

Ook heeft het een machine gebouwd, de Glycomeer, die deze bouwstenen precies zo aan elkaar plakt als de gebruiker aangeeft. Om met de hand in het laboratorium een glycaan van zes suikers te bouwen, kost weken, maar ‘deze machine programmeer je, je zet hem aan en je gaat naar huis

– en dan is ie de volgende ochtend klaar’, zegt Mario Salwiczek, directeur van Glyco­ Universe.

Op termijn moet iedereen met zo’n ­machine zijn eigen suikercode kunnen schrijven. Onder andere komt dat van pas bij het maken van vaccins. De glycanen die op de buitenkant van ziekmakende microben zitten, zijn ‘een goed uitgangspunt voor het ontwikkelen van vaccins’, vertelt Turnbull. Zulke vaccins zetten het immuun­ systeem ertoe aan om de desbetreffende glycaan op te sporen en de microben vervolgens te doden. Sommige vaccins voor griep en meningitis bevatten nu al suikercomponenten. Als het gemakkelijker wordt de suikers na te maken, gaat deze aanpak ­hopelijk ook werken voor andere ziektes zoals malaria.

Alternatief voor antibiotica Het lukt ook steeds beter om al deze kennis met elkaar in verband te brengen. Dankzij dit groeiende inzicht in de suikercode en ons toenemende vermogen om die te mani­puleren, komen weer andere medische toepassingen in beeld.

Het is één ding om het glycoom uit te ­kunnen lezen, iets anders om het te kunnen herschrijven Neem kanker. Al tientallen jaren is bekend dat de suikers op kankercellen veranderen, wat deze cellen minder makkelijk te herkennen maakt voor bijvoorbeeld medicijnen.

Dat verklaart wellicht waarom sommige mensen met borstkanker, die in principe zouden moeten reageren op het medicijn trastuzumab (in de handel als Herceptin), daar niet van opknappen, zegt Miriam Dwek van de Universiteit van Westminster in Londen.

Dweks onderzoeksgroep diende kankercellen een chemische stof toe die de groei van het bos aan suikers afremde en stelde de cellen vervolgens bloot aan Herceptin.

In een reageerbuis had dat het gewenste november 2019 | New Scientist | 59

suikercode

Suikercodering Cellen herkennen elkaar met behulp van een suikercodering. Die code is veel complexer dan de genetische code van het DNA. DNA bestaat uit slechts vier biochemische ‘letters’ die aaneengeregen een soort zinnen vormen.

bacterie in 90 procent van de gevallen.

‘Je kunt je niet voorstellen hoeveel medici van over de hele wereld ons om dat stofje hebben gevraagd’, vertelt Römer.

Spieren laten groeien

ATC G

Misschien wel het spannendste werk aan suikercodes draait om stamceltherapieën.

Maar er zijn ruim honderd verschillende suikers, die meestal op minstens vijf manieren onderling verbonden Stamcellen zijn cellen waaruit je elk cel­ kunnen worden. Aan elkaar gekoppeld vertonen deze suikers een enorme variëteit aan zich vertakkende type kunt laten groeien. In potentie vorvormen. Op de buitenkant van cellen fungeren die als herkenningstekens. men ze een krachtig hulpmiddel voor ­toepassingen binnen de regeneratieve ­geneeskunde. Maar het is lastig om ze ­zover te krijgen dat ze zich in een gewenste richting ontwikkelen. Wetenschappers voorzagen stamcellen eerder weleens van zogenoemde groeifactoren: eiwitten die de ontwikkeling een bepaalde kant op sturen. Maar het probleem is dat deze groeifactoren eerst correct handje moeten schudden met s­ uikers op de celwand om effect te kunnen hebben. Godula probeert dat p ­ roces nu te imiteren.

Zijn aanpak is geïnspireerd door het werk van Carolyn Bertozzi van de effect: dankzij het snoeien van een deel van ­andere manier kon blokkeren, zodat Stanford­-universiteit. Zij voerde al in de de suikers bond Herceptin zich beter aan de ­microben niet langer langs deze weg onze ­jaren negen­tig onnatuurlijke suikers aan celwand. Het stofje dat de onderzoekers cellen binnen kunnen dringen, hij miscellen en merkte dat ze die doodleuk in­gebruikten voor dit oriënterende onderzoek schien wel een krachtig alternatief voor bouwden op hun oppervlak. Godula doet was echter behoorlijk giftig. Nu zoekt Dwek ­antibiotica op het spoor was. Samen met in principe hetzelfde, maar bouwt in zijn dus naar een alternatief dat veilig is voor zijn medewerkers ging hij op zoek naar cellen suikers in die speciaal zijn ontwormensen. Als dat effect heeft bij borstkanker ­lectineblokkeerders voor Pseudomonas pen om handen te schudden met specifieis het, zo zegt ze, ‘hopelijk ook toe te passen ­aeruginosa, een besmettelijke ziekenhuiske groeifactoren. Al na een uurtje steken op allerlei andere typen tumoren’. De groep bacterie die resistent tegen is tegen meerdeze suikers uit het celoppervlak, maar ze heeft nu een klinische trial lopen om de dere soorten antibiotica. Om het lectine spoelen er even snel weer vanaf. ‘Toch zien ­methode uit te testen bij honden met slecht van de bacterie in de war te maken, zodat we ook langetermijneffecten’, vertelt hij. behandelbare tumoren.

Onlangs toonde zijn onderzoeksgroep aan En kanker is mogelijk pas het begin. dat stamcellen van muizen die een pro­Winfried Römer van de Universiteit van grammerend badje van een uur hadden Freiburg in Duitsland bestudeert de moleondergaan zich tien dagen later nog steeds culaire handdrukken tussen menselijke in de richting van het ­celtype ontwikkelen ­cellen en de microben die deze cellen waaruit spieren en rode bloedlichaampjes ­besmetten. Tot voor kort dacht men dat de opgebouwd zijn. Lukt het wetenschappers suikerbindende lectines van virussen en om specifieke groeifactoren af te stemmen bacteriën als het ware de lijmstof vormden op het suikerachtige takkenbos op stamwaarmee ze zich aan onze cellen vasthechhet zich niet meer vasthecht aan mense­ cellen, dan ­kunnen ze stamcellen in hun ten. Römer en zijn collega’s besloten echter lijke cellen, zochten ze een stof die het zou eens te kijken of je natuurlijke lectines vast aanzien voor zijn natuurlijke, suikerachtige ontwikkeling een bepaalde kant op sturen.

SUB De droom is om dit ook in een levend kunt maken aan synthetische membranen doelmolecuul. Daartoe bouwden ze uitCOPY de mens voor elkaar te krijgen, zodat je de zodat je ze makkelijker kunt onderzoeken. moleculaire bouwstenen van dat doel­ PAGE SUB stamcellen kunt ­instrueren om spieren, Het resultaat was spectaculair: de handmolecuul 625 verschillende andere molepress of wat dan ook te laten groeien. drukken bleken een fysieke reactie in het culen en onderzochten die. Eén suiker­OK for organen We weten al jaren dat suikers een even celmembraan in gang te zetten, waardoor molecuul bleek het bacteriële lectine heel fundamenteel onderdeel vormen van onze dat zich buigt en zich om de indringer heen goed te kunnen binden en toen de onderbiologie als DNA en eiwit. Maar pas sinds vouwt, om die vervolgens op te slokken. zoekers dat toevoegden aan een mengsel kort krijgt de suikertaal van cellen de aanRömer besefte dat als hij deze interactie van menselijke cellen en P. aeruginosa, dacht die ze verdient. tussen suikers en lectines op de een of verhinderde dat het binnendringen van de

Het spannendste werk aan suiker­ codes draait om ­stamceltherapieën

G_Sugar

60 | New Scientist | november 2019

.nl/doeboek

Het Young Scientist Doeboek

Het leukste cadeau voor ieder nieuwsgierig kind

Alles over reizen in de toekomst!

Met dit doeboek vliegt elke reis voorbij!

Kunnen we straks echt op en neer naar Mars? Hebben treinen nog wel rails nodig? En hoe kunnen we soepel blijven fietsen met tegenwind? Ontdek het in dit doeboek over reizen in de toekomst!

Het boek bevat 10 kleurrijke hoofdstukken die vol staan met weetjes over futuristische vervoersmiddelen, zoals supersnelle capsules en drijvende auto’s. Daarnaast kunnen kinderen van acht tot twaalf jaar zich vermaken met logigrammen, kruiswoordraadsels, codekrakers en nog veel meer uitdagende puzzels.

Nu te koop in de winkel of via newscientist.nl/doeboek

ISTOCK

Een van deze dingen is een klopboor Je hoeft maar een paar pixels te manipuleren om een deep-learningsysteem totaal in de war te brengen.

Willen we AI beschermen tegen hackers, dan zijn drastische maatregelen nodig.

62 | New Scientist | november 2019

Tekst: Chris Baraniuk

E

en onbemand voertuig rijdt langzaam over het bovendek van een ­parkeergarage. De beelden van de boordcamera tonen wat de artificiële intelligentie (AI), die het voertuig bestuurt, kan zien. Links: rijen auto’s. Rechts: een persoon misschien? Recht vooruit bevindt zich ook iets. Voor een menselijke waar­ nemer is het overduidelijk een stopbord.

Maar het AI-systeem lijkt er geen chocola van te kunnen maken en rijdt door.

Het betreft een ludiek experiment. De onderzoekers hebben met opzet een paar stroken zwart plakband op het verkeersbord geplakt om te zien hoe het machinale

brein daarvan in de war raakt. Niettemin onthullen dit soort proeven iets veront­ rustends: AI kan worden gehackt – zelfs zonder dat je daar wachtwoorden voor hoeft te kraken. Naarmate de technologie meer ingang vindt in toepassingen die onze levens beïnvloeden, is dit een dreiging die we serieus moeten nemen.

Vakantiefoto’s en stopborden Het is ‘slechts een kwestie van tijd’ voordat mensen manieren ontdekken om hier munt uit te slaan, zegt elektrotechnicus Battista Biggio van de Universiteit van ­Cagliari in Italië. Ook grote techbedrijven maken zich zorgen. Er bestaan ­misschien lapmiddelen om het gevaar t­ ijdelijk af te wenden, maar er begint ­consensus te ontstaan dat een lange­termijnoplossing een

totaal nieuwe manier vereist waarop AI functioneert.

AI evenaart nog lang niet de kracht van het menselijk brein. Maar machinebreinen die op een efficiënte manier bepaalde taken kunnen uitvoeren, zijn al in tal van producten aanwezig. AI kan stemmen herkennen – denk aan Siri van Apple of Alexa van Amazon. Ook het herkennen van mensen en objecten op foto’s gaat AI goed af, zoals Facebook heeft bewezen. Andere systemen besturen de online chatbots die voor duizenden bedrijven de contacten met klanten afhandelen. En Google’s spin-off Waymo heeft in de Amerikaanse stad Phoenix taxi’s rijden die door AI bestuurd worden.

Ian Goodfellow kreeg een hint van een niet eerder waargenomen zwakte in dit november 2019 | New Scientist | 63

AI foppen

Het netwerk weet nog altijd niet wat een gezicht is, maar kan het wel ­herkennen

soort AI toen hij zes jaar geleden promotieonderzoek deed aan de Universiteit van Montreal in Canada. Google-ingenieur Christian Szegedy had hand­geschreven cijfers ontwikkeld die gemakkelijk te herkennen zijn voor mensen, maar waarvan de afzonderlijke pixels waren ­gemanipuleerd.

Goodfellow liet de cijfers zien aan een AI-systeem voor karakterherkenning. Dat gaf telkens het verkeerde a­ ntwoord. Eerst dacht hij dat het niet moeilijk zou zijn AI immuun te maken voor zulke ‘aanvallen’ met opzettelijk ­gemanipuleerde data. Maar inmiddels is Goodfellow onderzoeker in machineleren bij Apple – en maakt hij zich meer zorgen dan ooit.

De oorzaak van het probleem is terug te voeren op het prille begin van AI. Decennia

DENKT U ALS EEN MACHINE? Staar even naar deze korrelige plaatjes en vertel wat u ziet. Dat is in essentie wat Chaz Firestone en Zhenglong Zhou van de Johns Hopkins-universiteit in een recent onderzoek aan tweehonderd proefpersonen vroegen. De plaatjes waren speciaal gemaakt om kunst­ matige breinen te misleiden. Voor

­ ensen hadden ze geen betekenis. m De proefpersonen kregen een foto van een roodborstje te zien. Ze moesten aangeven welk plaatje een kunstmatig intelligent ­algoritme foutief als roodborstje zou aanduiden. Ondanks de ogenschijnlijke willekeur van de plaatjes had maar liefst 81 procent het juist.

In een vergelijkbaar experiment ­vroegen Firestone en Zhou de proef­ personen te kijken naar een afbeelding van het cijfer 6 die zodanig vervormd was dat een AI-systeem de 6 voor een ander cijfer zou aanzien. Met welk van de cijfers onder de streep zou het systeem de 6 verwarren? Dat ligt niet voor de hand; toch gaven de meeste mensen het juiste antwoord. Dit wijst erop dat er een gemeenschappelijke factor bestaat in de menselijke waarneming en die van machines.

Antwoord: het AI-systeem dacht dat het rechterbeeld een roodborstje is en classificeerde de 6 als 5.

64 | New Scientist | november 2019

geleden was het de bedoeling kunstmatige systemen te voorzien van een zeker ­conceptueel begrip. Zo zou je een machine kunnen leren wat een oog is, of een neus.

Er bestaat echter altijd een punt waarop dat niet lukt, omdat je nooit zeker weet of een machine alle mogelijke varianten van zulke zaken kan herkennen.

Vervolgens ontdekten we dat AI zelfs zonder concepten te begrijpen indrukwekkende prestaties kan leveren. Neem neurale netwerken die gebruikmaken van deep learning. Deze populaire manier om AI-systemen te ontwikkelen, berust op het stapelen van lagen met digitale functies die min of meer de neuronen in een biologisch brein nabootsen. Zo’n netwerk wordt ­vervolgens gevuld met data zoals iemands vakantiefoto’s, spraakfragmenten of plaatjes van stopborden. Het netwerk weet dan nog altijd niet wat een gezicht, een woord of een stopbord is, maar is wel in staat deze zaken te herkennen en er adequaat op te reageren.

Bij de neus genomen De stunt met de auto in de parkeergarage vond begin 2019 plaats, maar vormde niet de eerste hack van een deep-learning-AIsysteem. Een van de meest besproken gevallen dateert van 2017, toen informaticus Anish Athalye en zijn collega’s van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) erin slaagden een AI-systeem verschillende plaatjes van een schildpad verkeerd te laten interpreteren door simpelweg het patroon op het schild te veranderen. Het onderzoek haalde de krantenkoppen omdat het systeem de schildpad op een zeker moment aanzag voor een geweer.

Dit kon gebeuren doordat een AI-systeem – anders dan wij – niet naar de afbeelding als geheel kijkt. ‘In tegenstelling tot onze hersenen vormt zo’n systeem zich geen beeld’, zegt Bruno Olshausen, neurowetenschapper aan de Universiteit van Californië te Berkeley. ‘In plaats daarvan voert het een statistische analyse uit op de pixels om daar patronen uit af te leiden.’ Zodra je begrijpt hoe een bepaald deep-learningsysteem dit doet, kun je uitrekenen welke kleine veranderingen nodig zijn om het te laten denken dat de afbeelding iets totaal anders voorstelt. Hetzelfde principe kun je toepassen op tekst, geluid en bewegend beeld. Zo slaagde

een onderzoeksteam erin een spraakherkenningssysteem commando’s te laten ­horen die er helemaal niet waren.

En het wordt nog erger. Inmiddels hebben Athalye en zijn team aangetoond dat je zelfs misleidende beelden kunt creëren zonder precies te weten hoe het betreffende AI-systeem werkt. Ze richtten hun pijlen op Google’s Cloud Vision, een beeldherkenningssysteem dat onder andere door de Zoological Society of London gebruikt wordt om bedreigde diersoorten te identificeren op in het wild gemaakte foto’s. Zonder enige kennis over de manier waarop het algoritme beeld interpreteert, onderwierp de groep het systeem aan een reeks afbeeldingen. ‘Je biedt het gewoon een plaatje aan en dan kijk je naar de output.’

Eerst toonden ze een afbeelding van een hond. Het AI-systeem duidde deze juist.

Daarna veranderden ze de afbeelding geleidelijk in een – voor mensen herkenbare – foto van twee skiërs in een sneeuwlandschap. Zelfs toen het plaatje onmiskenbaar getransformeerd was tot dit volkomen andere beeld, antwoordde het algoritme nog altijd: ‘Hond.’ Met ­andere woorden: je kunt een AI-systeem bij de neus nemen door gewoon maar wat te proberen. Voor iemand met ook maar ­enige kennis van zaken kan dit dus nooit erg moeilijk zijn.

Creatieve manieren Een illustratief voorbeeld is Onfido, een in Londen gevestigd bedrijf dat systemen bouwt die op foto’s mensen kunnen ­herkennen. Tot de klanten behoren Google, supermarktketen Tesco en de bezorgdienst Deliveroo. Wanneer een nieuwe werknemer bij het bedrijf in dienst treedt, moet deze een selfie en een foto van het rijbewijs ­uploaden. Het AI-systeem van Onfido ­vergelijkt deze vervolgens om de identiteit te verifiëren.

Dit is nu net zo’n toepassing waar mensen misbruik van willen maken. Stel dat iemand die niet het recht heeft in ons land te werken toch graag een baantje bij de ­Nederlandse Deliveroo wil. Dan zou deze persoon iemand kunnen vragen de foto van het paspoort zodanig te bewerken dat het AI-systeem het document als Nederlands herkent. ‘Onfido neemt de mogelijkheid van aanvallen serieus’, zegt João G ­ omes, die deze mogelijkheid al een paar jaar g­ eleden erkende.

Software die mensen op foto’s kan herkennen, is bij uitstek een AI-systeem waar mensen misbruik van zullen willen maken.

ONFINDO

Gomes, inmiddels niet meer in dienst bij Onfido, zegt dat het systeem niet te mis­leiden is doordat identiteitspapieren ook aan andere controles onderworpen ­worden. Ook biedt Onfido buitenstaanders geen toegang tot de programmacode en kun je het systeem niet meerdere afbeeldingen laten zien om te onderzoeken hoe je het voor de gek kunt houden.

Mohan Mahadevan, vicepresident van

Geen enkel deeplearning­systeem is inherent bestand tegen aanvallen de onderzoeksafdeling van het bedrijf, voegt daaraan toe dat er gewerkt wordt aan een softwarelaag rondom het AI-algoritme die alarm slaat wanneer hij merkwaardige uitkomsten signaleert.

Toch is geen enkel deep-learning­ systeem inherent bestand tegen aanvallen. Zodra hackers creatieve manieren ­gevonden hebben om een beveiligingsmechanisme te omzeilen, zijn ze in de ­gelegenheid om toe te slaan. Waarschijnlijk lukt dat zelfs met bestaande hack­ technieken, zegt Biggio.

De techgiganten proberen ondertussen terug te vechten. In april 2018 lanceerde IBM een set gereedschappen waarmee

AI-onderzoekers neurale netwerken tegen aanvallen kunnen beschermen. Er zitten bijvoorbeeld algoritmes in waarmee ­misleidende afbeeldingen zijn te maken, maar ook technieken om te analyseren hoe n ­ eurale netwerken daar precies op reageren. Software-ontwerpers kunnen zo vooraf checken hoe gemakkelijk het is om een bepaald AI-systeem om de tuin te leiden.

Voor de rest is er weinig wat we kunnen doen, zegt Biggio. We kunnen proberen een AI-systeem minder gevoelig te maken voor veranderingen in kleine hoeveelheden pixels. Of we kunnen het leren om groepen pixels te verwerpen die veranderd lijken te zijn. Maar totaal betrouwbaar is dat nooit. ‘Het resultaat wordt een paar procent b ­ eter, maar deze systemen blijven kwetsbaar’, zegt Biggio. Goodfellow gaat een stap verder: hij denkt dat het probleem wellicht een ­complete herziening vereist van de manier waarop we AI-systemen ontwerpen.

Hersenafdelingen AI-hacks zijn griezelig omdat mensen gewoon niet kunnen begrijpen hoe je een schildpad voor een geweer zou kunnen aanzien. A ­ lthans, dat dachten we totdat Goodfellow en zijn collega’s in 2018 een experiment uitvoerden. Eerst toonden ze hun proefpersonen gedurende een fractie van een seconde een foto. De meesten waren in staat te zeggen wat ze gezien hadden, b ­ ijvoorbeeld een kat of een hond.

Daarna kregen ze afbeeldingen te zien die november 2019 | New Scientist | 65

AI foppen

Dissidente pixels

De autonome taxi’s van Waymo gebruiken een AI-systeem om nabije objecten te herkennen.

WAYMO

bewerkt waren met de bedoeling een AI-systeem om de tuin te leiden. Op het eerste gezicht leken deze plaatjes bijna hetzelfde; ze ­waren alleen wat korreliger.

Maar toen het onderzoeksteam ze gedurende een fractie van een seconde aan de proefpersonen toonde, bleken die de plaatjes stelselmatig verkeerd te classificeren.

Hoewel er slechts 38 proefpersonen ­waren, wees dit onderzoek op iets bijzonders: onder bepaalde omstandigheden zijn de menselijke hersenen even gemakkelijk te bedriegen als een AI-systeem. ­Breder opgezette studies blijken dit te ­bevestigen (zie kader ‘Denkt u als een machine?’ op pagina 64).

Wat is hier aan de hand? Goodfellow denkt dat in de eerste tienden van milliseconden de menselijke perceptie berust op neuronen die parallel in een enkele richting vuren – net als artificiële neurale netwerken. Maar in tegenstelling tot zulke netwerken beschikken hersenen over

‘Sommige delen van onze hersenen raken in de war, ­terwijl andere dat niet doen’ 66 | New Scientist | november 2019

neuronen die vervolgens deze eerste snippers van waarneming aanvullen met extra informatie.

Dat zou kunnen verklaren waarom wij niet dezelfde fouten maken als machines.

‘De diepere lagen van het brein gaan een conversatie aan met de neuronen die als eerste reageerden’, zegt Goodfellow. ‘Dat resulteert in een update van onze aanvankelijke gedachten over een afbeelding.’

Cognitiewetenschapper Chaz Firestone van de Johns Hopkins-universiteit in Maryland is het daarmee eens. Hij zegt dat de menselijke visuele perceptie kan worden ­opgebroken in losse elementen die niet erg veel verschillen van kunstmatige neurale netwerken. Neem bijvoorbeeld de eenvoudige combinatie van symbolen :) Als we die zien, denken we meteen: een gezichtje. Maar we weten ook gelijk dat we er geen gesprek mee kunnen voeren.

‘Je hersenen bestaan uit verschillende afdelingen’, zegt Firestone. ‘Sommige daarvan raken in de war, terwijl andere dat niet doen.’

Zulke inzichten lijken aanwijzingen te bieden voor manieren om AI-systemen minder gevoelig te maken voor hacks. Als we erin slagen foute conclusies te voor­ komen door meer dan één interpretatieniveau in te bouwen, dan zouden we AI van voldoende verstand kunnen voorzien om aanvallen te herkennen en af te slaan.

Sommige onderzoekers denken dat dit een structurelere benadering van artificiële ­intelligentie vereist. Een van hen is psycholoog Gary Marcus van de New Yorkuniversiteit. Hij zegt dat AI-hacks een ‘behoorlijk goede illustratie vormen van hoe dom deep learning in werkelijkheid is’.

Om dit probleem het hoofd te bieden, zouden AI-systemen meer op onze hersenen ­moeten lijken. Helaas is het bepaald geen ­fluitje van een cent om dat voor elkaar te krijgen, aangezien we nog nauwelijks ­weten hoe het grijze spul tussen onze oren daadwerkelijk functioneert.

Misschien bestaat er ook een middenweg waarbij een AI-systeem nog altijd niet weet wat het ziet, maar wel over enig ­gezond verstand beschikt. Neurowetenschapper Jim DiCarlo van MIT zegt dat we een manier moeten vinden om neurale netwerken zekerder te laten zijn over hun interpretaties. Want als zo’n netwerk zeker weet dat iets een hond is, dan zouden een paar dissidente pixels het er niet van ­moeten kunnen overtuigen dat dit toch niet het geval is.

Een andere optie is dat AI-systemen niet alleen op pixels afgaan, maar ook grotere structuren kunnen herkennen als ogen, neuzen of staarten. Dat zou de verstorende invloed van een paar pixels teniet doen.

Helaas is onduidelijk hoe je dit zou moeten aanpakken.

Het mag geen verrassing heten dat het Amerikaanse ministerie van Defensie ­naarstig op zoek is naar een oplossing voor dit probleem. Het militaire onderzoeks­ instituut DARPA heeft een wedstrijd ­uitgeschreven voor de ontwikkeling van kunstmatige neurale netwerken die ­antwoorden kunnen geven op vragen die een lastige mix van concepten uit de echte wereld bevatten. Het idee is om AI-systemen te ontwikkelen die over gezond ­verstand beschikken.

Dat is de moeite waard. ‘Wanneer beleidsmensen mij vragen om een systeem te verbeteren met machine learning, leg ik ze altijd met voorbeelden uit dat hackers veel van zulke ‘verbeteringen’ kunnen omzeilen’, zegt Goodfellow. En het is nog tot daaraan toe dat onderzoekers een auto in een parkeergarage kunnen foppen, maar stel je voor dat iemand een AI-systeem hackt dat een wapen bedient. ■

van eindeloos werk zoeken naar direct succes boeken.

Werk zoeken voelt soms als een baan op zich. Gelukkig ben je met een online profiel bij ons direct vindbaar voor werkgevers en krijg je automatisch relevante banen toegestuurd. Zo zetten we alles op alles voor jouw baan.

vind jouw baan op nationalevacaturebank.nl

Els Visser:

‘Zolang je passie voelt, kun je doorgaan’

GALA VAN DE WETENSCHAP 25 NOVEMBER 2019 STADSSCHOUWBURG AMSTERDAM GALAVANDEWETENSCHAP.NL

BOB BRONSHOFF

Ondertussen bent u ook druk bezig om uw promotieonderzoek te voltooien. Loopt dat soepel?

INTERVIEW Nietzsche schreef het op. Kanye West rapte het. En Els Visser weet het uit eigen ervaring: wat me niet doodmaakt, maakt me sterker. Op 25 november vertelt ze op het Gala van de Wetenschap openhartig over haar verbijsterende ervaringen als Ironman-triatleet, medisch onderzoeker én schipbreukeling.

TEKST: SEBASTIAAN VAN DE WATER

A

FOTO: NOUT STEENKAMP

cht uur lang zwom Els Visser door de woeste golven van de Floreszee, richting het ­silhouet van een vulkanisch ­eiland in de verte. In haar hoofd zag ze al flitsen van haar ouders die het slechte nieuws kregen: hun dochter vermist op zee.

Vermoedelijk verdronken.

De boot die haar naar het ­Indonesische eiland Komodo had moeten brengen, was ­inderdaad zinkende, maar zelf bleef ze doorploeteren. Net zo lang trotseerde ze de pijn, de uitputting en de slokken zout water tot ze zichzelf het strand van een onbewoond eiland op kon trekken.

Daar, tussen de basaltrotsen, wist Visser samen met een Nieuw-Zeelandse lotgenoot ruim 24 uur lang te overleven, zonder voedsel, met haar eigen urine als enig beschikbare vochtbron. Totdat een toevallig passerend schip haar terugbracht naar de bewoonde ­wereld.

Dat gebeurde in 2014. Sindsdien zoekt Visser zonder vrees haar grenzen op. Ze startte een zwaar promotietraject in de ­chirurgie én lanceerde met succes een carrière als triatleet,

waarvoor ze de hele wereld afreist. M ­ omenteel verblijft ze in de VS, in Salt Lake City.

Waarom bivakkeert u al weken in de hoofdstad van Utah?

‘Salt Lake City is alvast tien uur vliegen dichter bij Hawaii. Daar werk ik op 12 oktober mijn ­allereerste WK Ironman af. ­Bovendien kan hier in Utah op hoogte trainen, onder warme omstandigheden en samen met een teamgenoot. Zo meteen gaan we anderhalf uur zwemmen, daarna drie uur hardlopen en tot slot twee uur fietsen.

Hopelijk ben ik op tijd terug voor een massage.’

Wat hoopt u te ­bereiken tijdens het WK op Hawaii?

‘Ik wil daar op het podium ­eindigen. Ooit. Dat is mijn grote doel. Maar dit jaar zal dat nog niet lukken. Ik ben weliswaar Nederlands kampioen op dit nummer (3,8 km zwemmen, 180 km fietsen, 42 km hard­ lopen – red.), maar in Kona zijn de allerbesten ter wereld aanwezig. Dat ik mezelf met hen mag meten, vind ik al ­fantastisch.’

‘Het is een lastige combinatie, maar ik wil mijn promotie ­sowieso tot een goed einde brengen. Ik heb onderzoek ­gedaan naar patiënten die ­chirurgie ondergaan voor ­slokdarmkanker. Dat is een vrij agressieve vorm van kanker. De geijkte chirurgische ingreep is het weghalen van de slokdarm en de daaromheen liggende lymfeklieren. Vaak worden ­patiënten ook voorbehandeld met een combinatie van chemo­therapie en radio­ therapie. Maar na behandeling zien we bij ongeveer de helft van de patiënten de ziekte ­terugkeren.’

Hoe zijn die ­overlevingskansen te verbeteren?

‘Mogelijk helpt een meer individuele benadering. Recent ­onderzoek laat zien dat bij ­verschillende vormen van ­kanker het genetisch profiel van een patiënt een rol speelt bij het tumorgedrag. Voor darm- en borstkanker bestaan inmiddels specifieke genmutatieprofielen waarmee we de overlevingskansen van patiënten nauwkeuriger kunnen inschatten. Als onderdeel van mijn proefschrift ­hebben we aan het UMC Utrecht een pilotstudie uitgevoerd waaruit blijkt dat gen­ mutaties ook bij slokdarm­ kanker van belang kunnen zijn. Nu is grootschalig onderzoek nodig om de stap naar ­klinische ­toepassing te kunnen maken.’

Gaat u op het Gala van de Wetenschap dieper in op deze kwestie?

‘Nee, dat denk ik niet. De kernwoorden van het Gala zijn ­passie en doorzettingsvermogen. Dat is waar ik het over wil hebben. Die waarden

zijn zo innig verbonden. Of je nu een marathon rent of maanden zwoegt aan een onderzoek ­zonder tastbaar resultaat: ­zolang je passie voelt voor wat je doet, kun je het altijd opbrengen om door te gaan, hoe groot de tegenslagen ook zijn.’

Is dat wat u geleerd hebt van uw schipbreuk in 2014?

‘Dat denk ik wel. Die ervaring heeft me laten inzien hoe kort het leven kan zijn. Daarom wil ik er alles uit halen.’

Wat voelt u wanneer uw gedachten u ­terugvoeren naar die schipbreuk?

‘Dat verschilt. Soms, als ik ­tijdens een race in koud water zwem en er golven over mijn hoofd spoelen, voel ik weer de angst die ik toen voelde. Dan besef ik weer hoe enorm dichtbij de dood was. Maar vaak ­genoeg vertaalt een plotse ­herinnering aan toen zich in dankbaarheid voor de kleine, mooie dingen die ik elke dag mag ervaren. Maar wat ik het meeste voel, is kracht. Een overtuiging dat wij als mensen zo veel sterker zijn dan we vaak denken.’

Geldt dat in potentie voor iedereen?

‘Ja! Hoe vaak houden we onszelf niet tegen, in de stille overtuiging dat we iets toch niet kunnen? Daardoor ­probéren we veel dingen niet eens meer en laten we mooie kansen lopen. Wanneer je ­probeert je angsten te lijf te gaan, kun je jezelf echt verrassen. We beschikken allemaal over een oerkracht, die als het echt nodig is komt boven­ drijven. Ik hoop dat mijn voorbeeld mensen kan inspireren om zonder angst hun passie te volgen. Wacht niet drie jaar, ­hopend dat het ‘perfecte ­moment’ zich aandient.

Spring!’

november 2019 | New Scientist | 69

komiek, natuurkundige en wetenschapspopularisator, en treedt regelmatig op in theaters en op televisie.

NOUT STEENKAMP

Daarover vertelt Ingrid Wakkee.

Ze onderzoekt waardoor sommige ondernemers falen en andere niet, en wat de rol van hun netwerk daarbij is. Wakkee begeeft zich als lector onder­ nemerschap aan de Hogeschool van Amsterdam op het spannen­ de raakvlak tussen wetenschap en bedrijfsleven.

YPE DRIESSEN

MATS VAN SOOLINGEN

Gala van de Wetenschap

scheikunde. Hij staat bekend als een van de creatiefste en productiefste chemici ter wereld.

Feringa schreef doorbraken op zijn naam op het gebied van ­organische synthese, katalyse, supramoleculaire chemie en nanotechnologie.

DIRK GILLISSEN

PROGRAMMA

ELS VISSER GRENZEN OPZOEKEN

Jim Jansen is hoofdredacteur van New Scientist en sinds de eerste editie van het Gala betrokken bij het evenement.

Naast zijn werk voor New Scientist coördineert hij de wetenschapspagina’s van Het Parool en schrijft hij de wekelijkse rubriek ‘Eureka’ in het Algemeen Dagblad. Eerder dit jaar stond hij als presentator van New Scientist Live op Lowlands.

Amsterdam is het bruisende laboratorium van Jean Tillie. Op het Gala vertelt hij over praktijk­ gericht onderzoek in een stad die continu verandert, met voorbeel­ den uit zijn eigen onderzoek naar radicalisering.

Tillie is decaan van de faculteit Maatschappij en Recht van de Hogeschool van Amsterdam en hoogleraar politicologie aan de Universiteit van Amsterdam. Hij is gespecialiseerd in diversiteit en politieke integratie, en doet onder andere onderzoek naar (extreem) rechts stemgedrag, de kwaliteit van de multiculturele democratie en radicalisme en extremisme.

IONICA SMEETS PASSIE OVERBRENGEN

JOS ULJEE

HVA

Hoe zorg je ervoor dat het grote publiek je liefde en passie voor het onderzoek deelt? Op het Gala beantwoordt Ionica Smeets die vraag. Ze is wetenschapsjourna­ list, wiskundige en hoogleraar communicatie aan de Universiteit Leiden. Lezers van New Scientist kennen haar van de fotostrip Ype & Ionica. Daarnaast schrijft ze columns voor de Volkskrant (‘Ionica zag een getal’) en is ze betrokken bij diverse tv-program­ ma’s. Zo presenteerde ze van 2015 tot en met 2018 de Nationale Wetenschapsquiz bij de VPRO.

BOB BRONSHOFF

JEAN TILLIE DE VERANDERENDE STAD

RUG

JIM JANSEN PRESENTATIE

Het lichaam is tot veel meer in staat dan we denken. Dat bewijst Els Visser, promovendus chirurgie en professioneel triatleet. In 2014 maakte ze een schipbreuk mee in Indonesië en sindsdien jaagt ze haar dromen na. Op het Gala vertelt ze over het belang van doorzetten en de relatie tussen lichaam en geest.

Ze haalt verhalen aan over haar studie, Indonesië, triatlon en haar kwalificatie voor het Ironman-wereldkampioenschap in Kona, Hawaii. Tussen het sporten door doet Visser onderzoek; ze promoveert in dezelfde week als het Gala van de Wetenschap.

BEN FERINGA CURATOR EN OPENING Passie en doorzettingsvermogen: dat is het thema van het Gala dit jaar. Ben Feringa, curator van het programma, bijt het spits af. Wat heeft hij allemaal moeten doen en laten voor zijn onderzoek?

En hoe blijft hij zo gedreven?

Feringa is sinds 1988 hoogleraar organische chemie en kreeg in 2016 de Nobelprijs voor de

70 | New Scientist | november 2019

KATJA PEIJNENBURG BELANGRIJKE BEESTJES INGRID WAKKEE FALENDE ONDERNEMERS

LIEVEN SCHEIRE DE LOL VAN DE WETENSCHAP

Niet iedereen staat aan de top en wint een Nobelprijs. Wat kunnen we leren van falen? En hoe ga je verder als iets niet is gelukt?

De spanning kan soms hoog oplopen tijdens onderzoek. Dat wetenschap ook leuk is, wordt duidelijk met Lieven Scheire. Hij is

Dierlijk plankton leeft in de oceaan en produceert de helft van het zuurstof op aarde.

Daardoor zijn deze diertjes cruciaal voor ons voortbestaan, vertelt Katja Peijnenburg op het Gala.

ANDREA KANE/IAS

BOB BRONSHOFF

staan, is de organische chemie.

Ben Feringa gaat erover in gesprek met Bert Meijer, hoogleraar organische chemie aan de Technische Universiteit Eindhoven en pionier op het gebied van ‘supramoleculaire polymeren’, een compleet nieuwe materiaalsoort met verrassende eigenschappen.

NEMO

Peijnenburg is evolutionair bioloog en oceanograaf bij Naturalis Biodiversity Center en de Universiteit van Amsterdam.

Ze onderzoekt of en hoe dierlijk plankton, dat met de oceaan­ stromingen meedrijft, zich aanpast aan een veranderend klimaat. Ze ziet de open oceaan als het grootste ecosysteem op aarde en is bezorgd over het effect van klimaatverandering op het leven in de oceanen.

Wie wint de Robbert Dijkgraaf Essayprijs?

ROBBERT DIJKGRAAF NATUURKUNDE VERSUS WISKUNDE

ELODIE BARRILLON/CC BY-SA 4.0

De komst van het 5G-netwerk belooft nog meer dan 4G een grotere gegevensdoorvoer en minder vertraging. Maar heeft de komst van het netwerk ook schadelijke gevolgen voor de gezondheid? Rob van Hattum, inhoudelijk directeur van het NEMO Science Museum in Amsterdam, zal dit thema behandelen met radiomagneti­ sche proefjes op het podium.

Robbert Dijkgraaf gaat de strijd aan met Ionica Smeets in de natuurkunde-versus-wiskundebattle. Het publiek stemt over wie de beste uitleg en argumenten geeft. Ook reikt Dijkgraaf de naar hem vernoemde essayprijs uit.

Dijkgraaf werkt als natuurkundige aan snaartheorie, quantumzwaar­ tekracht en het grens­gebied van wiskunde en deeltjes­fysica. Hij is universiteitshoogleraar aan de Universiteit van Amsterdam en sinds 2012 directeur van het Institute for Advanced Study in het Amerikaanse Princeton.

BOB BRONSHOFF

ROB VAN HATTUM HOE GEVAARLIJK IS 5G?

BERT MEIJER COMPLEET NIEUW MATERIAAL

Het leven is opgebouwd uit moleculen met als ‘basis’ daarvan koolstof- en waterstofatomen.

Het vakgebied waarin deze chemische verbindingen centraal

Wat weten we over zwarte gaten en de grenzen van het heelal? Heino Falcke is hoogleraar radioastronomie en

HEINO FALCKE ZWARTE-GATEN-FOTOGRAAF

Samen met Folia en het Algemeen Dagblad reikt New Scientist voor de achtste keer de Robbert Dijkgraaf Essayprijs uit. Deze prijs werd in het leven geroepen naar aanleiding van het ­afscheid van Dijkgraaf bij de Universiteit van Amsterdam. ­Tijdens het Gala van de Wetenschap overhandigt Dijkgraaf de prijs zelf aan de wetenschapper, alumnus of student die het beste essay heeft ingestuurd. Dit jaar is het thema van de ­essayprijs ‘Wetenschap, ethiek en wetgeving. Als alles kan, wat mag er dan en wie bepaalt dat?’.

astrodeeltjesfysica aan de Radboud Universiteit Nijmegen.

Eerder dit jaar presenteerde hij de wereld­beroemde eerste foto van een zwart gat.

Falcke promoveerde aan de Universiteit van Bonn en was onder meer verbonden aan het Max Planck-instituut voor Radioastronomie, de Universiteit van Maryland en de Universiteit van Arizona. In 2011 ontving hij voor zijn onderzoek de Spinoza­ premie.

Gala van de Wetenschap Wanneer 25 november 2019 Tijd 19.30 - 22.30 uur Waar Stadsschouwburg ­Amsterdam Prijs € 34,50 voor abonnees en € 39,50 voor niet-abonnees Meer informatie galavandewetenschap.nl

november 2019 | New Scientist | 71

Hemels beeld Van het noorderlicht tot de Rosettenevel: de winnaars van de Britse wedstrijd Insight Investment Astronomy Photographer of the Year 2019 wisten de mooiste verschijnselen aan de nachtelijke hemel op de gevoelige plaat vast te leggen.

Tekst: Matthijs de Boer

Voor deze panoramafoto van het noorderlicht reisde Nicolai Brügger door de sneeuw naar de top van de berg Offersøykammen in het noorden van Noorwegen. Na uren wachten zag hij na middernacht eindelijk het beroemde lichtspektakel verschijnen.

NICOLAI BRÜGGER

Om deze foto van de Rosettenevel te kunnen maken, bouwde de 11-jarige Nederlander Davy van der Hoeven met zijn vader de benodigde apparatuur. Daarna maakten ze samen gedurende drie nachten in november opnames van de gaswolk.

DAVY VAN DER HOEVEN

In één foto laat László Francsics de 35 fases zien van de totale maansverduistering die plaatsvond op 21 januari 2019. De verschillende kleuren zijn het gevolg van zonlichtverstrooiing door de aardatmosfeer.

LÁSZLÓ FRANCSICS

In een sereen landschap, in het Mongoolse gebied Ejin, tekenen de takken van een uitgedroogde boom zich af tegen de Melkweg, hier duidelijk zichtbaar tegen een donkere hemel. Wang Zheng maakte de foto op precies het juiste moment, toen een meteoriet voorbijschoot.

WANG ZHENG

Ben Bush legt hier het perfecte moment vast met zijn hond Floyd. Het heldere silhouet van de twee steekt af tegen een volle sterrenhemel waarin Mars en Saturnus zichtbaar zijn.

BEN BUSH

Andy Casely maakte meerdere gedaantes van Mars zichtbaar en zette deze naast elkaar op ĂŠĂŠn plaat. De stofstorm die over heel Mars woedt, is duidelijk te zien door de lichte en donkere kleuren die van plek veranderen.

ANDY CASELY

Na het ondergaan van de zon en het opkomen van de maan, besloot Shuchang Dong deze foto te schieten in de zandduinen van Noord-China. De sterren lijken te bewegen, maar in werkelijkheid laat de foto de draaiing van de aarde zien.

SHUCHANG DONG

Dit lijkt misschien op iets wat onder een microscoop ligt, maar het is een opname van de zon, die Alan Friedman tijdens een zonneminimum door een telescoop maakte.

ALAN FRIEDMAN

opinie interview

BRAM BELLONI

78 | New Scientist | november 2019

‘Onderzoek naar alzheimer is te lang gedomineerd door één idee’ Wetenschappers hebben zich de afgelopen 25 jaar te veel blindgestaard op één hypothese die de ziekte van Alzheimer leek te verklaren, vindt medisch bioloog Rik van der Kant. Nu een flink aantal medicijnen niet effectief blijkt, is het wat hem betreft hoog tijd om de blik te verruimen.

Tekst: Jop de Vrieze

Het was zo’n mooie verklaring voor de ziekte van Alzheimer: in de hersenen ­beginnen zich eerst buiten de cellen giftige eiwitklonten te vormen: de zogenoemde amyloïde plaques. Vervolgens komen daar binnen de hersencellen de nog verwoes­ ten­­dere klonten van het tau-eiwit bij. ­Samen zorgen die ervoor dat het brein van de patiënt verschrompelt. Alle alzheimerpatiënten van wie de hersenen na hun dood onderzocht werden, hadden een ­ophoping van deze twee eiwitten.

En bij mensen met de zeldzame erfelijke vorm van alzheimer zetten hun genen deze eiwitklontering in gang. Maar zijn deze twee eiwitten ook de oorzaak bij de meerderheid van patiënten met de niet-erfelijke variant? Dat is allerminst duidelijk. Meer dan 25 jaar onderzoek op basis van deze hypothese heeft namelijk nog niet één werkend medicijn opgeleverd. Volgens Rik van der Kant, die aan de Vrije Universiteit Amsterdam een onderzoeksgroep leidt die speurt naar de oorzaak van alzheimer, is het daarom tijd om onze aandacht te ­verleggen naar andere ­hypotheses.

Hoe kan het dat het onderzoek naar ­amyloïde in al die jaren geen medicijn heeft opgeleverd?

‘Er zijn verschillende medicijnen ontwikkeld die de vorming van amyloïde tegengaan of het eiwit wegvangen nadat het is gevormd. Dit lukt behoorlijk goed, maar de hersenfunctie van patiënten verbetert er niet door. Dat kan allerlei oorzaken hebben – maar daar discussiëren we nu al jaren over. Dezelfde onderzoekslijn is al tien keer doodverklaard.’

En dus? Terug naar af?

‘Ik denk dat het probleem is geweest dat deze hypothese het veld te veel heeft gedomineerd. Het is een heel goede hypothese hoor, maar er zijn al zoveel trials met medicijnen op niets uitgelopen, dat we moeten overwegen dat ie niet klopt. Ik denk niet dat we hem van tafel moeten vegen, maar wel dat we ruimte moeten maken voor andere ideeën en hypotheses.’

Aan welke andere ideeën denkt u dan?

‘Op basis van genetische studies zijn er de afgelopen jaren nieuwe risicogenen gevonden. Een aantal daarvan heeft te maken met immuuncellen in de hersenen. Een ander mechanisme is het cholesterol­ metabolisme in de hersenen. Daarin staat een van de belangrijkste risicogenen centraal: ApoE. De derde mogelijkheid zijn ­genen voor transport van stoffen door de hersencellen heen.’

En is het mogelijk dat bij de één een ander mechanisme speelt dan bij de ander?

‘Ja, waarschijnlijk zijn er subtypes van alz­ heimer, die we nu nog classificeren als hetzelfde. Net zoals er verschillende subtypes van dezelfde kanker zijn. Wat ze in het kankeronderzoek goed hebben gedaan, is alle onderliggende mechanismes ontrafelen en kijken hoe ze daarop konden mikken met medicijnen. Ik heb het altijd raar gevonden dat dit bij alzheimeronderzoek amper is gebeurd. Het begint nu pas te komen.’

‘Alzheimeronderzoek is een stuk moeilijker dan kankeronderzoek’

Waar komt dat dan door?

‘Alzheimeronderzoek is moeilijker dan kankeronderzoek. Tumoren kun je gemakkelijk kweken in het lab, met hersencellen was dat lang onmogelijk. Maar gelukkig kunnen we sinds kort van huidcellen hersencellen maken en die in kweekschaaltjes bestuderen. Ook is het mogelijk om minibreintjes te maken voor labexperimenten.’

Zijn we met die nieuwe onderzoeks­ lijnen al net zo ver als 25 jaar geleden met amyloïde?

‘Er zijn vanwege de link met hart- en vaatziektes medicijnen ontwikkeld waarvan een deel ook de hersenen bereikt. Uit ­studies blijkt dat personen die cholesterolverlagers slikken een verlaagde kans op alzheimer hebben. In studies waarbij ­mensen op willekeurige basis wel of geen cholesterolverlager kregen, is er echter nog geen gunstig effect aangetoond.’

Enig idee hoe dat kan?

‘Aan die studies mochten mensen met een hoog cholesterol niet meedoen, terwijl waarschijnlijk juist bij hen een cholesterolverlager de kans op alzheimer kan verkleinen. Er loopt nu een studie naar het effect van een cholesterolverlager op alzheimer bij mensen met een hoog cholesterol. Als die faalt, dan is het wél een goede test ­geweest.’

Wat moet er wat u betreft de komende 25 jaar gaan gebeuren?

‘Nu al wordt steeds vaker het DNA van patiënten individueel in kaart gebracht.

Vervolgens kun je enorme aantallen ­medicijnen testen op cellen van die ­patiënten, om te zien welke aanslaan.

Op basis daarvan zou je een gepersonaliseerde behandeling kunnen geven. Al moeten er dan wel eerst behandelingen beschikbaar komen. In elk geval is ­iedereen het er wel over eens dat er waarschijnlijk geen silver bullet is voor alle patiënten.’ november 2019 | New Scientist | 79

opinie commentaar

Het helium raakt op en dat heeft grote gevolgen voor de wetenschap We kampen al met een wereldwijd heliumtekort.

Als we fossiele brandstoffen vaarwel zeggen, dreigt dat probleem alleen maar erger te worden, constateert kosmoloog Chanda Prescod-Weinstein.

T

oen ik vier was, was ­Balloonia van Audrey Wood mijn favoriete boek. Het vertelt het verhaal van een meisje dat zich realiseert dat ballonnen een ‘leven na de dood’ hebben nadat ze zijn weggezweefd. Met een naald gijzelt ze een ballon en eist ze dat die haar meeneemt naar Balloonia. Daar komt ze terecht in een wereld waarin alles van ballonnen is gemaakt, tot de dieren en het landschap aan toe.

Het is een geweldig verhaal.

Pas vele jaren later realiseerde ik me dat het wel afhankelijk is van de blijvende beschikbaarheid van het op een na meest voorkomende element in ons universum: helium. En het probleem is: dat element is hier op aarde aan het op­raken.

Wanneer we een ballon ­vullen met helium, stijgt die op omdat helium lichter is dan lucht. Bovendien reist geluid sneller door helium dan door lucht, waardoor het inademen van helium mensen tijdelijk een piepstemmetje geeft.

Helium is echter niet alleen maar geschikt voor vermaak.

In vloeibare vorm is het ook een cruciaal koelmiddel in ­allerlei technische toepassingen. Die variëren van de MRI-scanners in ziekenhuizen

80 | New Scientist | november 2019

Met helium kun je balonnen laten opstijgen doordat het gas lichter is dan lucht, maar dat is allesbehalve de enige toepassing van dit element.

ISTOCK

tot raketten en grootschalige natuurkunde-experimenten.

In het dagelijks leven ­denken we nauwelijks na over de herkomst van helium, maar die is wel degelijk fascinerend.

Bijna al het helium ontstond toen het heelal pas een paar minuten oud was. Die periode staat bekend als de oerknalnucleosynthese, een tijdperk dat begon toen het universum zodanig was afgekoeld dat straling protonen en neutronen er niet meer van kon weerhouden om samen te klitten tot de eerste atoomkernen.

Helium is een cruciaal koelmiddel, onder andere voor ­MRI-scanners

In die tijd ontstond het eerste element van het periodiek systeem, waterstof, in grote hoeveelheden; nadien vormde dat 75 procent van alle lichtgevende materie. Bijna al het overige was het op een na lichtste element: helium. ­Samen met het kleine beetje lithium dat op hetzelfde ­moment werd geproduceerd, vormden deze elementen de basis voor de eerste generatie sterren.

Sterren zijn niet alleen ­gemaakt van helium; ze vormen ook de locaties waar ­helium gemaakt wórdt. Sterren zijn verzamelingen van waterstof- en heliumatomen, waarbij de hoge dichtheid ervoor zorgt dat er kernexplosies plaatsvinden. Deze explosies zijn extreem helder en produceren straling over het gehele elektromagnetische spectrum, inclusief zichtbaar licht. Daar

hebben we elke zonsopkomst én onze schitterende nachtelijke hemel aan te danken.

Maar bij deze explosies ­ontstaan ook allerlei elementen. In de zon smelten waterstofkernen samen tot h ­ elium, waarbij gammastraling ontstaat. In zwaardere sterren ontstaan elementen als koolstof, die de basis vormen van menselijk leven. We zijn dus echt van sterrenstof gemaakt!

Al het helium hier op aarde, of we het nu in ballonnen stoppen of in MRI-scanners, is echter niet ontstaan in sterren, maar bij radioactief verval in de aardkorst. Na verloop van tijd vallen de zware elementen uranium en thorium – die zelf ontstaan wanneer sterren ­exploderen aan het eind van hun leven of wanneer neutronensterren op elkaar botsen – uit elkaar. Onder andere ­ontstaan daarbij alfadeeltjes

Column Govert Schilling

Kosmische geometrie die bestaat uit twee protonen en twee neutronen, ook wel bekend als heliumkernen.

Helaas voor de aarde – en voor Balloonia – is helium niet onbeperkt voorradig. We kampen momenteel zelfs met een wereldwijd tekort. Meer dan 90 procent van de wereld­ voorraad is afkomstig uit slechts drie landen – de VS, Qatar en Algerije – waar het voornamelijk een bijproduct is van aardgaswinning.

De huidige bronnen zijn aan het opdrogen en inspanningen om nieuwe aan te boren hebben vertraging opgelopen. ­Wetenschappers hebben ­geprobeerd het Amerikaanse congres zover te ­krijgen het beheer van de ­huidige voorraden te verbeteren, maar dat heeft nog niets opgeleverd.

De link tussen aardgas en heliumvoorraden is een van de factoren die de kwestie compliceren. Klimaatverandering vereist dat we fossiele brandstoffen vaarwel zeggen als energiebron. Maar als we helium loskoppelen van fossiele brandstoffen, leidt dat tot lastige economische ­vragen.

Hoe dan ook: het verhaal rond helium herinnert ons er niet alleen aan dat het heelal een enorme en wonderbaar­ lijke plek is, maar ook aan het feit dat we het moeten doen met wat de aarde ons te ­bieden heeft.

Chanda Prescod-Weinstein is kosmoloog en docent natuur- en sterrenkunde aan de Universiteit van New Hampshire in de VS.

H

et is een heel flauwe, nerdy cartoon. In een verlaten sneeuwlandschap staat een boomlange vent over een heel klein ­kereltje gebogen. ‘Sorry dat ­ik net zo schreeuwde’, zegt hij. ‘Ik dacht dat je verder weg was.’

Het is zo’n alledaags ­verschijnsel dat het bijna niet meer opvalt: op grote afstand lijkt alles kleiner. ­Zeker aan de sterrenhemel leidt dat soms tot wonderlijke situaties. Zo zag ik ooit een foto van het wintersterrenbeeld Orion waarop één ster ontbrak: de blauwe ­superreus Rigel zat nét ­achter een dun boomtakje op de voorgrond. Het poëtische onderschrift luidde: ‘Oh, wondrous geometry – to hide a star behind a twig.’

Op 2 juli was ik in Chili opnieuw getuige van zo’n fraai staaltje kosmische ­geometrie. Die dag schoof de maan precies voor de zon langs en was er gedurende ruim twee minuten een ­totale zonsverduistering zichtbaar. Allemaal dankzij een wonderlijk toeval: de middellijn van de zon is vierhonderd keer zo groot als die van de maan, maar omdat de maan vierhonderd keer zo dichtbij staat, lijken de twee hemellichamen exact even groot.

Als je er eenmaal goed op gaat letten, krijg je steeds meer oog voor het effect van die derde dimensie. Zo staat de maan regelmatig op

k­ leine schijnbare afstand van de reuzenplaneet Jupiter. ­Jupiter is in werkelijkheid veertig keer zo groot als de maan, maar oogt aan de ­hemel veertig keer zo klein.

De reden? Simpel: Jupiter staat ongeveer zestienhonderd keer zo ver weg.

Op maandag 11 november ga ik op bezoek bij een van de vele publiekssterrenwachten in Nederland om Mercurius voor de zon langs te zien ­bewegen. Die Mercurius­ overgang duurt vijf en een half uur. Mercurius is een stuk groter dan de maan, maar staat wel op bijna 100 miljoen

kilometer afstand. Geen wonder dat hij de zonneschijf niet volledig kan ­bedekken, zoals de maan dat op 2 juli deed. Sterker: het zwarte stipje is zo klein dat het alleen met een ­telescoop te zien is.

Wat daar het mooie aan is? Dat je eindelijk een goed gevoel krijgt voor de kolossale afmetingen van de zon.

Die staat nog eens anderhalf keer zo ver als Mercurius, maar is zó onvoorstelbaar groot dat een complete planeet die ervoor langs ­beweegt nauwelijks opvalt.

Heerlijk.

'Het is een wonderlijk toeval dat zon en maan exact even groot lijken'

Govert Schilling is wetenschapsjournalist.

Hij is gespecialiseerd in sterrenkunde, waarover hij tientallen boeken heeft geschreven.

november 2019 | New Scientist | 81

culturelab

concert

In de ruimte kan geluid zich niet verplaatsen.

Toch liet muziekgroep TRIFID zich inspireren door allerlei ruimtegebrom.

NASA/ESA/A. RIESS (STSCI/JHU)

Sounds of Interstellar Space t/m 24 januari 2020 Door heel Nederland soundsofinterstellarspace.nl

De symfonie van de kosmos

H

arde ontploffingen, schelle lasergeweer­ schoten en ratelende ruimteschipmotoren. In veel oude films over ruimte­ reizen is het in de kosmos een lawaai van ­jewelste.

Het is een doorn in het oog (of in het oor?) van veel ruimtekenners, want in het vacuüm van de ruimte ­kunnen geluids­golven zich niet verplaatsen. Het is er dus doodstil. Zoals de filmhit Alien uit 1979 op iconische wijze omschreef: in space, ­no one can hear you scream.

Maar helemaal geluid­ loos, dat is de ruimte ook weer niet. Zo produceren de planeten in ons zonne­ stelsel radiogolven die je

82 | New Scientist | november 2019

kunt omzetten naar geluid – net zoals een autoradio onhoorbare radio­golven kan vertalen naar de nieuwste top-40-hit.

De muziekgroep TRIFID luisterde naar golven die recent door ruimtevaart­ organisaties NASA en ESA zijn opgevangen in de buurt van Saturnus. Ze ­lieten zich door al dat ­ruimtegebrom inspireren en maakten een muziek­ stuk met de titel Sounds of Interstellar Space. Van ok­ tober tot januari trekken ze langs sterrenwachten, ­planetaria en ruimtevaart­ musea om het resultaat ten gehore te ­brengen.

Wie de concertreeks van TRIFID bezoekt, staat

meer dan alleen een ­muzikale ­beleving te wachten. Op het program­ ma staan ook lezingen van sterrenkun­digen en andere ruimtefanaten. De sprekers ­vertellen over de aarde, over onze buur­ planeten en over verre sterren. ­TRIFID verzorgt bij elk b ­ esproken hemel­ lichaam een muzikale in­ terpretatie. Op sommige ­locaties kun je de avond afsluiten met een work­ shop sterren­kijken met telescopen. Op de website van Sounds of Interstellar Space is per locatie ­omschreven wat je mag verwachten en welke sprekers er op die avond aanwezig zijn. —AH

boek

Ons eigen stukje heelal

D

e uitdijing van het ­universum, de oerknal, zwarte gaten… Met dat soort esoterische onder­ werpen houdt het gros van de astronomen zich bezig.

Ons eigen stukje van het heelal, het zonnestelsel, mag op veel minder wetenschap­ pelijke belangstelling reke­ nen. Jammer, stellen sterren­ kundige Simon Portegies Zwart en wetenschapsjour­ nalist Martijn van Calmthout aan het begin van De zaak zonnestelsel, want ook hier valt er nog het nodige te ­ontdekken. Wat volgt, is een overzicht van de wetenschap achter sterren, ringen, plane­ ten en manen, met een paar uitstapjes naar onderwerpen als exoplaneten en buiten­ aards leven. Een helder en informatief boek dat – ­durven we het te zeggen?

– toch nét wat minder tot de verbeelding spreekt dan een boek over, zeg, de uitdijing van het universum, de oer­ knal of zwarte gaten… —JPK

De zaak zonnestelsel Martijn van Calmthout en Simon Portegies Zwart Lias € 19,99

De hier gerecenseerde boeken zijn te bestellen op newscientist.nl/shop

festival

Kritische blik op films

I

n de sciencefictionfilm Interstellar uit 2014 reist een groep astronauten door een wormgat in het heelal om een nieuw ­onderkomen te vinden voor de mensheid, die op aarde met uitsterven wordt bedreigd door gewasziek­ tes en stofstormen.

In films kan alles. Dat is een van de redenen waar­ om we er zo van houden.

Maar wanneer ze een ­raakvlak hebben met ­wetenschap, dan is voor­ zichtigheid geboden. Film­ makers willen een goed en spannend verhaal vertel­ len. Wetenschap, vooral als die accuraat in beeld gebracht moet worden, is niet altijd even spannend.

Een spannende film met een wetenschappelijk on­ derwerp kan dan ten koste gaan van de wetenschap.

Interstellar is een voor­ beeld van een film waarbij de maker, Christopher Nolan, er bewust voor koos om een wetenschaps­ getrouw beeld te geven.

Daarvoor werkte hij ­samen met fysicus Kip Thorne.

Met zijn hulp hoopte Nolan een realistisch beeld te ­geven van onder andere

Top 5 De bestverkochte producten van afgelopen maand op newscientist.nl/shop

1

Voor de film Interstellar nam regisseur Christopher Nolan natuurkundige Kip Thorne in de arm.

WARNER BROS.

zwarte gaten en de specu­ latievere wormgaten.

Maar neemt de film­ industrie de wetenschap altijd zo serieus? Tijdens het Leiden International Film Festival (LIFF) wordt de proef op de som geno­ men. Filmmakers gaan ­samen met kritische ­wetenschappers naar films kijken, in het kader van het speciale program­ ma Science & Cinema. ­Tussen 31 oktober en 10 november 2019 worden er vier films gedraaid op vier ­verschillende avonden en op vier verschillende locaties. Bij elke film hoort

een eigen programma.­ Zoals een mini-symposium met een filmmaker en een ­wetenschapper, een debat over de wetenschappelijke verantwoording van de film en een kijkje door de ogen van wetenschappers en studenten van de opleiding film- en literatuurweten­ schappen.

Houd je van films en van wetenschap, dan kan LIFF je tegelijkertijd vermaken en informeren. —MdB Leiden International Film Festival 31 oktober t/m 10 november liff.nl

Plastic is ontzettend handig, maar hoort niet in de oceanen. Wat is waar en wat niet over het plastic­probleem? En hoe kunnen we het oplossen? Op 27 november 2019 bespreken van 19.00 tot 21.00 uur vier wetenschappers op de Kloveniersburgwal 29 in Amsterdam plasticvervuiling van de oceanen. Toegang is gratis, opgeven kan via knaw.nl.

De special ­Raadsels uit het heelal bundelt de beste verhalen uit New Scientist over het ­universum.

2

Wat gebeurt er ‘s nachts in ons brein? Dat doet neuroloog Guy ­Leschziner uit de doeken in zijn boek In het holst van de nacht.

3

Wetenschaps­ journalist George van Hal bereidt zijn lezers voor op de volgende grote ­revolutie op computer­gebied in De quantumcomputer.

4

In dit boekje uit de reeks Pocket Science vertelt New Scientist-redacteur Yannick Fritschy het verhaal van de ruimtetijd.

5

Het Young ­Scientist Doeboek staat vol met ­weetjes over futuristische vervoersmiddelen, zoals supersnelle c­ apsules en drijvende auto’s.

november 2019 | New Scientist | 83

culturelab

festival

boek

Beestenbrein

W

at hebben mensen gemeen met vogels, katten of apen?

Meer dan op eerste gezicht lijkt. Vooral als we naar ­binnen kijken; naar de ­hersenen. Elk dier heeft, net als de mens, min of meer ­dezelfde basale hersen­ functies. Denk aan het rege­ len van adem­haling, hartslag en lichaams­temperatuur.

Maar ook de hersenfuncties van complexere handelingen, zoals communicatie met soort­genoten, probleem­ oplossend vermogen en zelfs emoties lijken dieren voor een deel gemeen te hebben met mensen. Wat maakt ons dan uniek? Daarover gaat het festival I-Brain, dat dit jaar in het teken staat van gelijke­ nissen en verschillen tussen mens en dier in hersen­ werking en gedrag. —MdB

Ons Beestenbrein 24 november breinwijzer.be/i-brain

84 | New Scientist | november 2019

Gebiologeerd door biologie

E

igenlijk begint de ­car­rière van de latere hoogleraar ethologie en socio-ecologie Jan van Hooff al in Burgers’ Zoo, de dierentuin van zijn opa. Na de oorlog vertrekt hij naar het Verenigd Koninkrijk om daar te doen wat hij als klein jongetje ook al deed: apen bestuderen. Van Hooff maakt grote indruk met het ontcijferen van de gelaats­ uitdrukkingen van apen. Als hij terugkomt naar Neder­ land, gaat hij verder met dit onderzoek. Daarnaast ­verzint hij samen met zijn broer allerlei nieuwe con­ cepten voor Burgers’ Zoo,

die tegelijkertijd zijn eigen onderzoek verder helpen.

Van Hooff beschrijft in zijn autobiografie Gebio­ logeerd zijn hele carrière.

Hij vertelt interessante en vermakelijke anekdotes over zijn werk als onderzoeker en zijn leven daarbuiten. Ook geeft hij een beeld van de wetenschappelijke wereld en hoe deze sinds de jaren zestig is veranderd. Verder legt hij uit wat hij precies onderzocht heeft en welke keuzes hij maakte in zijn on­ derzoek. Dit weet Van Hooff allemaal op een boeiende manier te vertellen, waar­ door je als lezer helemaal

opgaat in zijn verhaal. De vele foto’s in het boek geven daarbij een beeld van hoe zijn persoonlijke leven én zijn leven als onder­zoeker eruitzagen. —JB

Gebiologeerd Jan van Hooff Unieboek | Het Spectrum € 22,50

Kies je zelf wat je eet? Of heb je daar eigenlijk niet ­zoveel over te zeggen? In het Science Café op ­18 ­november in Utrecht gaan verschillende ­wetenschappers hierover in discussie.

De hier gerecenseerde boeken zijn te bestellen op newscientist.nl/shop

de maker Judith van Meeuwen Wie weet is een enkeltje Mars in de toekomst ‘gewoon’ te koop.

Hoe verloopt zo’n lange reis? En hoe is het om te leven op de rode planeet? In One Way Ticket to Mars laat Judith van Meeuwen kunstenaars en wetenschappers hier een beeld van schetsen.

Ik vond dit fascinerend. Waar­ om zouden mensen alles op aarde achter willen laten om naar Mars te kunnen? Ik ben toen over de planeet gaan le­ zen en heb onderzoek gedaan naar ­kunstenaars die door Mars ­geïnspireerd zijn g ­ eraakt.’

Wat kunnen bezoekers­ ­verwachten?

Het beeld Oude Spirituele Reiziger kijkt naar een opblaasbol van Mars.

FOTO’S MIKE BINK

Waarom een kunsttentoon­ stelling over de reis naar Mars?

One Way Ticket to Mars 21 september 2019 t/m 12 januari 2020 kunsthalkade.nl

‘In 2013 hoorde ik van het­ ­project van de organisatie Mars One. Die wil een enkele reis naar Mars aanbieden.

‘Het is een tentoonstelling van beeldende kunst van binnenen buitenlandse kunstenaars.

Ik noem het ook wel een erva­ ringstentoonstelling: je kunt je er echt op Mars wanen. Er zijn vier verhaallijnen: het verlan­ gen, de reis, het verblijf en heimwee.

‘De focus ligt op de kunst, maar er is ook zeker aandacht voor de wetenschap. Sterrenkunde­ journalist Govert Schilling heeft speciaal voor deze tentoon­stelling een eigen ka­ binet samengesteld. Hij laat Mars in de geschiedenis en cultuurgeschiedenis zien. Zo is bijvoorbeeld een model van de rover Mars 2020 te zien. Die geeft een mooie indruk van hoe dat karretje zal gaan rond­ rijden op de planeet.’

Waarom is er gekozen om het ­thema ‘heimwee’ op te nemen in deze tentoonstelling?

‘Tijdens de voorbereiding voor deze tentoonstelling las ik over Floris van den Berg, een expe­ ditiearts, die met een team naar Antartica ging voor Mars­ onderzoek. Hij schreef dat de

heimwee heel erg was. Hij zei dat een missie naar Mars ­technisch wel haalbaar zou worden, maar dat hij door heimwee toch zou kunnen mislukken. Heimwee is dus ­eigenlijk cruciaal.’

Denkt u dat de wetenschap ook iets aan kunst heeft?

‘Een pas afgestudeerd bouw­ kundige vertelde me laatst dat ze door deze tentoonstelling geïnspireerd is geraakt om haar gedachten te verbreden.

Dat fantasie de wetenschap kan beïnvloeden, vond ik heel mooi om te horen.’

Welk kunstwerk springt er voor u uit in deze ­tentoonstelling?

‘In de grote zaal staat wel een bijzonder kunstwerk: een grote opblaasbol van Mars gemaakt door Luke Jerram. Tegenover die grote bol staat het beeld Oude Spirituele Reizer van Jan Fabre uit 1979. Dat beeld kijkt naar die bol. De dialoog tussen die twee werken vind ik heel mooi. Die verwondering naar Mars.’

Zou u zelf nu naar Mars willen?

‘Nee, helemaal niet. Ik vind het echt onvoorstelbaar dat je dat sowieso zou kunnen doen. Ik ben daarvoor te nostalgisch aangelegd. Ik snap het verlan­ gen en de exploratiedrang van de mens heel goed, maar de heimwee zou mij te veel ­parten spelen.’ —JB

november 2019 | New Scientist | 85

De gemiddelde mens kan z’n elleboog niet likken. En jij?

Aanmelden gratis Sneak Preview Humania nemosciencemuseum.nl/sneakpreview

HOOFDPARTNERS:

newscientist.nl/boekvandemaand

boek van de maand

Handige collage van het hele boek.

SPECTRUM/ YANNICK FRITSCHY

Onpraktisch zelfhulpboek Het nieuwe boek van cartoonist Randall Munroe zit vol omslachtige en nutteloze adviezen. En dat maakt het juist zo leuk.

R

andall Munroe maakt din­ gen graag onnodig inge­ wikkeld. Dat w ­ isten we al van de uitvoerige diagrammen in zijn comic xkcd en de gedetail­ leerde gedachte-experimenten in zijn bestseller Wat als?

Ook Munroes nieuwe boek Hoe dan? is weer heerlijk om­ slachtig. Als een soort p ­ arodie op een zelfhulpboek staat het vol onpraktische tips voor alle­ daagse problemen, zoals een gletsjer aan de andere kant van de aarde laten smelten om een poolparty te organiseren.

Aan mij als recensent de taak om te laten zien wat voor boek Hoe dan? is. Maar ik heb maar één pagina, en het boek bevat er wel 320. Hoe dan?

Ik kan natuurlijk alle pagina’s uit twee exemplaren (want

­ ubbelzijdig bedrukt) van het d boek scheuren, die naast en bo­ ven elkaar aan de muur hangen, daar een foto van maken en die foto hier ­afbeelden. Zo’n foto zou er ­ongeveer uitzien als het plaatje hierboven. Dat geeft best veel informatie over het boek. Je ziet bijvoorbeeld de hoeveelheid witruimte per pagi­ na, en als je heel goed kijkt ook dat de tekst wordt ­ondersteund door grafieken, blokkenschema’s en Munroes karakteristieke ­harkenpoptekeningen.

Maar het plaatje heeft een veel te lage resolutie om de tekst te kunnen lezen. Gelukkig maar, anders zou iedereen in plaats van het boek deze New Scientist en een vergrootglas kopen, want dan heb je een boek, een tijdschrift én een ver­

grootglas voor ongeveer dezelf­ de prijs als alleen het boek.

Daarmee zou ik de Wet op de vaste boekenprijs schenden en onze relatie met de uitgever van het boek op het spel zetten.

Een gangbaardere methode om in een recensie de inhoud van een boek mee te geven, is door enkele stukjes eruit over te nemen, al dan niet in eigen woorden. Dat kost niet zoveel ruimte en zo houd je de boekuitgever te vriend. Maar is zo’n stukje wel representatief? Kies je niet ­bewust of onbewust het leukste uit – of misschien juist het minst leuke, als je een collega­schrijver geen succes gunt?

Misschien is het beter om steekproefsgewijs een voor­ beeld te kiezen. Ook daarvoor

komt een collage van alle pagi­ na’s goed van pas. Een klassieke manier om hier iets willekeurigs uit te pikken, is door er een dart­ pijltje naar te gooien. (Tenzij je Michael van Gerwen bent, dan is er geen sprake van willekeur.

Maar die zie ik niet snel een boek recenseren.)

Ik kom uit op pagina 180, in het hoofdstuk ‘Hoe verstuur je een pakketje?’. Daarin vertelt Munroe wat voor envelop je nodig hebt om een brief vanuit het interna­ tionaal ruimtestation op aarde te gooien, zonder dat die in de atmosfeer verbrandt. Represen­ tatief voorbeeld, lijkt me.

Een recensie sluit je vaak af met een eindoordeel, zodat de lezer weet of die het boek wel of niet moet lezen. Maar dat ver­ schilt meestal per persoon.

Vandaar een handig blokken­ schema: ­beantwoord de vragen en je weet of Hoe dan? wel of niet iets voor jou is. —YF

Hoe dan?

Randall Munroe Unieboek | Het Spectrum € 17,50 november 2019 | New Scientist | 87

culturelab

voorpublicatie

Maak kennis met onze maffe kosmos

SOUTH TYROL MUSEUM

OF ARCHAEOLOGY/OCHS

ENREITER

Het heelal zit vol vreemde, fascinerende en angstaanjagende bewoners. Zoals een hongerig zwart gat dat op hoog tempo op ons af komt razen. Lees erover in deze exclusieve voorpublicatie uit Het kosmisch rariteitenkabinet van New Scientistredacteur Ans Hekkenberg en George van Hal, wetenschapsredacteur bij de Volkskrant.

Tot en met ­september 2020 presenteert ­Museon in Den Haag de tentoon­ stelling Ötzi the Iceman die je laat kennismaken met de bekende ijsmummie uit de Alpen.

88 | New Scientist | november 2019

Tekst: Ans Hekkenberg

G

ratis advies: probeer te allen tijde een confronta­ tie met een zwart gat te vermijden. Zwarte gaten zijn monsterlijke veelvraten die alle materie in hun omgeving opslur­ pen en werkelijk niets, nada, geen enkel kruimeltje, laten ont­ snappen. Sterren en planeten verzwelgen ze onverbiddelijk.

Zelfs licht kan niet aan een zwart gat ontkomen. Als je dus ooit een zwart gat tegen het lijf loopt, is dat op z’n zachtst ­gezegd slecht nieuws. Je kunt je nog een fractie van een seconde afvragen of je je testament op orde hebt, voordat het einde verhaal is.

Gelukkig is er geen reden tot paniek. Een zwart gat is een akelig object, maar je vindt ze niet zomaar in je achtertuin. Het zou pas vervelend zijn als een zwart gat met een rotgang op je af zou razen. Maar dat gebeurt

vast niet zomaar. Zwarte gaten zitten altijd netjes ‘vast’ in hun sterrenstelsels. Toch? TOCH? Nou, slecht nieuws.

Op 3,9 miljard lichtjaar af­ stand van de aarde vliegt een zwart gat met meer dan 4 mil­ joen ­kilometer per uur door het heelal. En dit zwarte gat is hele­ maal alleen. Het is een losgesla­ gen monster met een massa van ­miljoenen zonnen en het heeft een onverzadigbare honger.

De grote vraag onder astro­ fysici is wat dit zwarte gat ertoe heeft bewogen om solo met plankgas over de lege kosmische snelweg te racen. Het vermoe­ den is dat het gat niet vrijwillig zijn thuissterrenstelsel heeft verlaten, maar er is uitgebon­ jourd door zwaartekrachts­ golven.

Door wát? Nou, ga er maar even voor zitten. De ruimte kan bewegen. En dan bedoelen we niet dat planeten en sterren ín de ruimte bewegen, maar dat de ruimte zélf beweegt. Je kunt de

kosmos vergelijken met het ­oppervlak van een vijver. Gooi een steen in de vijver en er ­verschijnen golven. Hetzelfde geldt voor het heelal: gooi wat zwarte gaten op elkaar en de ruimte gaat deinen. Die ­bewegingen zijn zwaartekrachts­golven.

Maar wat heeft een wiebe­ lende ruimte te maken met een zwart gat dat met een nood­ vaart door het heelal scheurt?

De gangbare theorie stelt dat deze losgeslagen snelheids­ duivel ooit bestond uit twee zwarte ­gaten. Die bewogen langzaam naar elkaar toe. ­Totdat ze op een dag op elkaar klapten en samensmolten.

Die klap was de steen die met een flinke smak in de ruimte­ vijver werd gemikt. Zwaarte­ krachtsgolven rolden weg van

De hier gerecenseerde boeken zijn te bestellen op newscientist.nl/shop

tentoonstelling

Natte voeten

Een zwart gat trekt alle materie in de buurt naar zich toe en vreet het op. Zo’n monster wil je niet tegen het lijf lopen.

NASA/JPL-CALTECH

de botsing, net als golven in ­onstuimig vijverwater. In dit ­geval bewoog het grootste deel van de zwaartekrachtsgolven ­dezelfde kant op. Ze vormden daardoor een vloedgolf – een ware tsunami van zwaartekracht­sgolven.

Die plots opgedoemde tsuna­ mi kon niet onopgemerkt blijven.

Elke actie zorgt voor een tegen­ gestelde reactie. Vergelijkbaar met de terugslag van een pistool die een kogel afvuurt, veroor­ zaakte de zwaartekrachtsgolventsunami een galactische kata­ pult die het zwart gat de ruimte in lanceerde.

Dat moet met enorm veel ge­ weld zijn gebeurd. Het is moeilijk voor te stellen dat zo’n zwaar­ gewicht (een massa van miljoe­ nen zonnen!) überhaupt in ­beweging te brengen is, laat

staan tot zo’n bizar hoge snel­ heid (4 miljoen kilometer per uur!). Het is alsof je een log vrachtschip afschiet met de ­versnelling van een zweepslag.

Niemand hield het bestaan van zo’n losgeslagen hogesnel­ heidsvrachtschip voor mogelijk.

Het projectiel kwam dan ook puur per toeval aan het licht, toen onderzoekers het CID-42-sterrenstelsel bekeken.

Het slechte nieuws? Het be­ staan van dit ene gekatapul­ teerde zwarte gat betekent dat er ongetwijfeld meer van deze kosmische soloartiesten rond­ zwerven. We kunnen ze alleen niet zien – het zijn compleet duistere objecten. Het enige wat we kunnen doen, is duimen dat er geen racend, losgeslagen zwart gat op ramkoers met de aarde ligt.

Het kosmisch rariteitenkabinet George van Hal en Ans Hekkenberg Fontaine Uitgevers € 19,99

Hoe lang duurt het voor­ dat wij Nederlanders echt natte voeten krijgen? Blijven dijkverhogingen ons nog lang helpen? Op Terschelling hebben de bewoners het soms al lastig om het droog te houden. In januari 2019 zorgden een zware storm en hoger water dan normaal – veroorzaakt door springtij – voor flinke overstromingen op het westen en deels het oosten van het eiland.

De Nederlandse fotojour­ nalist en filmmaker Kadir van Lohuizen fotografeerde die.

Zo kon hij de impact van de stijgende zeespiegel in Ne­ derland registreren. Hij reis­ de verder, van New York tot Kiribati, om steeds vast te leggen wat voor invloed kli­ maatverandering heeft op verschillende stukken land en de mensen die daar ­wonen. Het Scheepvaart­ museum vertoont nu deze confronterende beelden.

Van Lohuizen wil ermee la­ ten zien dat de hele wereld zich moet voorbereiden op een grote volksverhuizing en dat we nu toch echt moeten bedenken hoe we dit gaan aanpakken. –MH Rijzend water 4 oktober 2019 t/m 10 mei 2020 hetscheepvaartmuseum.nl € 7,00 - € 16,50

november 2019 | New Scientist | 89

VOOR WIJZE KIDS DIE BIJNA ALLES WETEN

Young Scientist Leuk en leerzaam Nieuwsgierige jonge onderzoekers lezen hier alles wat ze willen weten.

Nodig • Twee ongeopende waterflesjes • IJsblokjesvorm • Bord • Vriezer • Water 2,5 uur

1

2

3

4

PROEFJE

Stromend ijs Met dit proefje kun je binnen een paar seconden ijs uit een flesje water laten stromen. Zo kun je spannende ijssculpturen maken.

Giet water in een ijsblokjesvorm. Die leg je samen met de flesjes in de vriezer. Kijk na twee uur of er ijsblokjes zijn gevormd. Als

dat zo is, leg je die op een bord. Pak dan heel voorzichtig een flesje uit de vriezer. Het water mag niet bewegen! Giet het water over de ijsblokjes. Wat gebeurt er? Zie je niets? Probeer het dan met de andere fles.

Het is de bedoeling dat het water dat op de ijsklontjes stroomt meteen bevriest tot een soort ijspegel. Dit gebeurt doordat water uit

kleine deeltjes bestaat die normaal samen een soort kristal vormen als ze bevriezen.

Als het water helemaal niet beweegt maar wel ontzettend koud wordt, doen ze dit niet direct. Zodra het wel gaat bewegen, bijvoorbeeld als je water schenkt, gaan de deeltjes uiteindelijk toch nog samen als een kristal bij elkaar zitten: het water bevriest.

KORT NIEUWS Robopiloot In Amerika heeft een heel bij­zondere piloot zijn vliegbrevet gehaald: een robot! Deze robot bestuurt met zijn armen de stuurknuppel en pedalen van een vliegtuig. Hij kan zelfs de­ ­wijzerplaten en metertjes ­aflezen. Waarschijnlijk gaat hij

90 | New Scientist | november 2019

eerst met vrachtvliegtuigen vliegen. Maar later bestuurt hij misschien ook wel de vliegtuigen die jij voor je vakantie pakt!

Betere benen Mensen die een been of twee benen missen, kunnen kunst­benen krijgen. Hiermee kunnen ze dan toch wandelen of rennen, maar vaak gaat dit niet zo soepel als met echte benen. Zwitserse onderzoekers hebben nu bij twee mensen

elektrodes in hun kunstbenen gezet. Die elektrodes kunnen wat voeten normaal voelen via signaaltjes doorgeven aan de hersenen van de persoon met het kunstbeen. Je voeten voelen onder andere op wat voor soort vloer je loopt, bijvoorbeeld of het tapijt of tegel is. Bij echte benen wordt deze informatie ook naar het brein gestuurd. De mensen met de elektrodes in hun kunstbenen konden door de signalen veel makkelijker lopen.

-200 graden Celsius De gemiddelde temperatuur op planeet Neptunus is lager dan -200 graden Celsius. Brr…

Heb je ook een vraag? Mail ‘m naar redactie@newscientist.nl o.v.v. ‘Young Scientist’ en wie weet zie je het antwoord terug op deze pagina’s.

STORM

Geen onschuldig windje Daken vliegen van huizen, bomen waaien om en straten overstromen. De storm op dit mooie plaatje zorgt voor nogal wat verwoesting. Je noemt deze boosdoener een orkaan. Een orkaan ontstaat door zeewater met een te hoge temperatuur, boven de 26 graden Celsius. Hierboven vormen regenwolken die dol zijn op warmte en vocht, en daardoor alleen maar wilder worden.

ISTOCKPHOTO

november 2019 | New Scientist | 91

Lieven

Live in

DNA

SCHEIRE NERDLAND

Een entertainende theaterlezing over de menselijke “ genetica en hoe die heel binnenkort ook jouw leven gaat veranderen. ”

VRIJ 25.10

DON 31.10

ZAT 02.11

ZAT 09.11

ZAT 16.11

WOE 20.11

DON 28.11

DIN 03.12

VRIJ 06.12

Lieven Scheire is een heldere, “ grappige en bevlogen spreker in zijn theatercollege over DNA. ”

Algemeen Dagblad êêêêê

INFO & TICKETS

WWW.LIEVENSCHEIRE.BE

DON 12.12

ZON 15.12

SOMEREN

DE RUCHTE

VALKENSWAARD

THEATER DE HOFNAR

ALKMAAR

TAQA THEATER DE VEST

ZOETERMEER

STADSTHEATER

HORST

RAADSZAAL GEMEENTEHUIS

VENLO

THEATER DE MAASPOORT

MAASTRICHT

AINSI

HAARLEM

STADSSCHOUWBURG

ZAANDAM

ZAANTHEATER

WINSCHOTEN

CULTUURHUIS DE KLINKER

BUSSUM

SPANT!

tel Antwoord: Een plakje wor

VOOR WIJZE KIDS DIE BIJNA ALLES WETEN

KIDSVRAAG Peter Kuipers Munneke Weerexpert Universiteit Utrecht

Agenda Prehistorische walvis T/m 12 januari 2020 nhmmaastricht.nl

ISTOCKPHOTO

R A A DS E L Wat zie je hier?

Aanbevolen De redactie van Young Scientist tipt de leukste ­boeken en de coolste producten.

BOEK Young Scientist Doeboek over reizen in de toekomst Weet jij hoe mensen zonder voeten toch hard kunnen rennen? Of hoe ooit alle auto’s zonder bestuurder kunnen rijden? En hoe kun je soepel blijven fietsen met tegenwind? Ontdek het in dit doeboek! € 12,50

In Maastricht werden in 1979 wervels en ribben van een walvis gevonden die ongeveer 35 mil­ joen jaar geleden leefde. Zo’n ­bijzondere walvis spot je niet zomaar in Nederland, maar nu wel in het Natuurhistorisch Museum Maastricht. Daar stap je zo een walvisbuik in!

Godin van de liefde T/m 15 maart 2020 rmo.nl Volgens de oude Grieken is de godin van de liefde, Aphrodite, uit het zeeschuim bij het eiland Cyprus geboren. Dit eiland ligt in de Middellandse Zee, in de buurt van Turkije en Syrië. Wil jij horen wat de bloedmooie godin zo leuk vond aan Cyprus? In het Rijksmuseum van Oudheden vertelt ze dit.

Kick van Dijk (10) Hoe ontstaat sneeuw?

Als het 's winters koud is, bestaan wolken niet uit waterdruppeltjes, maar uit hele kleine ijskristalletjes.

Want onder nul graden bevriest water. Die kristalletjes groeien langzaam als er vocht op bevriest.

Als een ijskristal in een wolk zwaar genoeg is, dan begint het langzaam naar beneden te vallen. Onderweg naar beneden bevriest er steeds meer vocht op het ijskristal. Het wordt steeds groter. En zo'n ijskristal is een sneeuwvlok!

IJskristallen bestaan uit heel kleine bouwsteentjes die we moleculen noemen, een soort legosteentjes maar dan met een andere vorm.

Met een doos vol legoblokjes kun je oneindig veel verschillende legohuisjes bouwen. Zo werkt het ook met sneeuwvlokken. De ijsmole­ culen kunnen allemaal verschillende ­vlokken maken. De mogelijkheden zijn eindeloos. Daardoor zijn geen twee sneeuwvlokken hetzelfde!

Echte zeemeerminnen?

BOEK Op safari in eigen land Je hoeft helemaal niet naar Zuid-Afrika voor een safari, in Nederland en België kun je ook een big five spotten: de uil, de zwarte zwaan, de meerval, de otter en de adder. Dit boek helpt je bij het zoeken. € 22,99

T/m 30 september 2021 maritiemmuseum.nl Geloof jij dat er allerlei monsters en andere gekke creaties in zee leven? Misschien bestaan zeemeerminnen, reuzeoctopus­ sen en het monster van Loch Ness echt. In het Maritiem ­Museum kom je erachter.

ISTOCK

Coördinatie: Marleen Hoebe november 2019 | New Scientist | 93

.nl/shop

De beste wetenschapsboeken Speciaal voor u geselecteerd door de redactie van New Scientist

De neurowetenschap Het verhaal van van de nacht onszelf

Van hyperloop tot Marsraket

Rondleiding langs de sterrenbeelden

W

E

r is geen wonderbaarlijker verhaal dan het verhaal van ons eigen lichaam, aldus succes­ auteur Bill Bryson. Elk mens is een universum op zich, bestaande uit 37,2 biljoen cellen. Als je elke streng DNA uit onze cellen achter elkaar zou leggen, levert dat een lint op van 16 miljard kilometer. En hoe vaak denk je dat je per dag met je ogen ­knippert? 14.000 keer, waardoor we zo’n 23 minuten per dag met gesloten ogen doorbrengen.

In zijn Een kleine geschiedenis van bijna alles maakte Bryson de wetenschap over het ontstaan van de wereld op onweerstaanbare wijze toegankelijk voor miljoenen lezers. Nu richt hij zijn aandacht op de kleinste eenheid van ons bestaan: onszelf.

K

I

HET LICHAAM

YOUNG SCIENTIST DOEBOEK

at gebeurt er ‘s nachts met ons brein? Verdwijnen we volledig in een diepe slaap? Maar hoe kan het dan dat sommige mensen slaapwandelen?

In dit boek neemt klinisch neuroloog Guy Leschziner ons mee op een fascinerende reis door ons brein om de wetenschap achter nachtmerries, wakker schrikken en slaapwandelen te achterhalen. Aan de hand van de meest bizarre verhalen van zijn patiënten geeft Leschziner antwoord op allerlei slaapgerelateerde vragen, zodat we daar in ieder geval niet meer van ­wakker ­hoeven te ­liggen.

IN HET HOLST VAN DE NACHT Auteur: Guy Leschziner Uitgeverij: Spectrum ISBN: 9789000363155 Prijs: € 22,50

Auteur: Bill Bryson Uitgeverij: Atlas Contact ISBN: 9789045040028 Prijs: € 29,99

unnen we straks echt op en neer naar Mars? Hebben treinen nog wel rails nodig? En hoe kunnen we soepel blijven fietsen met tegenwind? Ontdek het in dit doeboek over reizen in de toekomst!

Het boek bevat tien kleurrijke hoofdstukken die vol staan met weetjes over futuristische vervoersmiddelen, zoals supersnelle capsules en drijvende auto’s.

Daarnaast kunnen kinderen van acht tot twaalf jaar zich vermaken met logigrammen, kruiswoordraadsels, codekrakers en nog veel meer uitdagende ­puzzels. Ook zijn er leuke experimenten waar ze zich helemaal op kunnen uitleven. Met dit doeboek vliegt elke reis voorbij!

Auteur: New Scientist Uitgeverij: Veen Media ISBN: 9789085716624 Prijs: € 12,50

n Sterrenbeelden neemt wetenschapsjournalist Govert Schilling je mee op een visuele rondleiding langs alle sterrenbeelden, waarbij de gehele geschiedenis van de astronomie aan bod komt.

Het boek is alfabetisch gerangschikt naar sterrenbeeld. Die hebben elk een ‘paspoort’ met informatie over naamgeving en oorsprong, ­omvang, zichtbaarheid en het aantal sterren. In de tijdlijn ­worden ontdekkingen en gebeurtenissen beschreven die zich in het betreffende sterrenbeeld hebben afgespeeld.

Sterrenbeelden bevat ook ­verbluffende sterrenkaarten van de onvolprezen Nederlandse astrocartograaf Wil Tirion, waarin alle beschreven objecten en ­gebeurtenissen zijn terug te ­vinden.

STERRENBEELDEN Auteur: Govert Schilling Uitgeverij: Fontaine ISBN: 9789059569461 Prijs: € 39,99

POCKET SCIENCE Deze boekjes op pocketformaat praten u in honderd pagina’s op ­toegankelijke wijze bij over actuele wetenschappelijke onderwerpen.

Wil je meer informatie over deze serie? Ga naar pocketscience.nl

boek van de maand

Simpele problemen bizar opgelost

Entropie is helemaal niet zo ingewikkeld

Snaren en verborgen dimensies

V

W

at hebben het mysterieuze binnenste van zwarte gaten, de vraag of we leven in een kosmisch hologram en de wetenschappelijke zoektocht naar de ultieme theorie van alles gemeen? Entropie. Geboren in pruttelende stoommachines staat dat kind van de industriële revolutie nu op het punt om onze diepste kennis van de kosmos volledig overhoop te gooien.

In dit boekje toont wetenschapsjournalist George van Hal – voorheen redacteur bij New Scientist, nu bij de Volkskrant – dat entropie helemaal niet zo ingewikkeld is als de ietwat esoterische naam doet vermoeden. Zo komt u goed beslagen ten ijs wanneer de volgende doorbraak in ons begrip van de werkelijkheid zich aandient.

B

HOE DAN?

TOSSEN MET DE KOSMOS

Auteur: Randall Munroe Uitgeverij: Unieboek | Het Spectrum ISBN: 9789000361564 Prijs: € 17,50

Auteur: George van Hal Uitgeverij: Veen Media ISBN: 9789085716600 Prijs: € 10,99

HET TRILLENDE UNIVERSUM

oor elke taak bestaat er een juiste aanpak, een verkeerde aanpak en een aanpak die zo bizar is dat niemand er ook maar over peinst hem te gebruiken. Hoe dan? is een handleiding voor die derde aanpak. Bestsellerauteur en cartoonist Randall Munroe legt uit hoe je het weer kunt voorspellen aan de hand van de pixels op je Facebookfoto’s. Hij leert ons hoe je door middel van het meten van de radioactiviteit van je tanden kunt ontdekken of je een babyboomer of een millennial bent. Hij geeft tips voor het nemen van een selfie met een telescoop, het oversteken van een rivier door hem te laten koken en het op tijd komen voor afspraken door de maan te vernietigen.

Met het onderzoeken van de meest complexe oplossingen voor simpele taken doet Munroe meer dan alleen het zichzelf en zijn lezers onnodig moeilijk maken. Net als in zijn eerdere boek Wat als? stimuleert hij ons op briljante wijze om de meest absurde uitersten van het mogelijke op te zoeken.

estaat de wereld om ons heen uit onvoorstelbaar kleine, trillende snaartjes? Volgens de snaartheorie wel. Theoretisch natuurkundigen denken dat ze met die theorie ooit alle deeltjes en krachten in het universum zullen beschrijven.

Onder natuurkundigen is deze theorie een veelbesproken onderwerp. Maar nieuwsgierige buitenstaanders krijgen slechts zelden te horen hoe de theorie echt werkt en waarom die zo veelbelovend is.

Martijn van Calmthout praat, schrijft en interviewt over natuurkunde. Eerder voor de Volkskrant, tegenwoordig als communicatieadviseur van Nikhef. In dit boekje beschrijft hij de grondslagen van een fascinerend idee dat ons wereldbeeld omver kan gooien.

Auteur: Martijn van Calmthout Uitgeverij: Veen Media ISBN: 9789085716433 Prijs: € 10,99

Bestellen? Kijk op newscientist.nl/shop

puzzel

Door Yannick Fritschy

Logigram Vijf biologen onderzoeken elk een specifiek dier.

U mag uitvissen en uitvogelen wie zich met welk dier bezighoudt.

1. De bubo bubo, ook bekend als de oehoe, is een vogel.

Dorus Emma Emma Student Student Promovendus

2. Celine is hoogleraar aan de Universiteit van Amsterdam.

Promovendus Postdoc Postdoc UHD

3. Dorus doet in Nederland onderzoek naar de Clusia czernyi, een vliegensoort.

4. Het reptiel – niet de Dalatias licha – wordt onderzocht door een universitair hoofddocent.

Dat gebeurt in Nederland, maar niet in Groningen.

5. Op de academische ladder staat Anja één trapje hoger dan de Brusselse vogelonderzoeker.

6. De mannelijke student onderzoekt Axis axis, oftewel het Axishert.

UHD Hoogleraar Hoogleraar Amsterdam Amsterdam Brussel Brussel Groningen Groningen Leuven Leuven Utrecht Utrecht Insect Insect Kraakbeenvis Kraakbeenvis Reptiel Reptiel Vogel Vogel Zoogdier Zoogdier

De academische ladder staat op volgorde; student is het laagste, hoogleraar het hoogste.

---

-+ +-

-

-

-

OPLOSSING

OPLOSSING Oplossing Naam Naam

Anja

Diersoort

Diersoort

Klasse

Klasse

Stad

Stad

Functie

Functie

Anja

Bas Bas Celine

Celine

Door logisch te redeneren kunt u deze aanwijzingen aan elkaar koppelen en zo het diagram volledig invullen. Schrijf daarna de oplossing in de onderste tabel.

Dorus

Dorus

Emma

Emma

Win Young Scientist Doeboek Hebt u het logigram opgelost? Stuur de oplossingstabel naar info@newscientist.nl en maak kans op het nieuwste Young Scientist Doeboek. Dit kinderboek staat barstensvol weetjes en puzzels over het vervoer van de toekomst.

Plezier en vermaak voor jong en oud!

96 | New Scientist | november 2019

Hoogleraar Hoogleraar

UHDUHD

Postdoc Postdoc

Student Student

Promovendus Promovendus

Utrecht Utrecht

Leuven Leuven

Groningen Groningen

Brussel Brussel

Amsterdam Amsterdam

Zoogdier Zoogdier

Reptiel Reptiel

Vogel Vogel

Kraakbeenvis Kraakbeenvis

Egernia stokesii Egernia stokesii

Insect Insect

Dalatias lichalicha Dalatias

Anja Anja Bas Bas Celine Celine Dorus

Bubo bubo Bubo bubo

Zet de aanwijzingen om in plussen en minnen in het diagram. De eerste hint is voorgedaan.

AxisAxis axisaxis

AANWIJZINGEN

Clusia czernyi Clusia czernyi

Logigram NS 71 Logigram NS 71

ype & ionica

november 2019 | New Scientist | 97

verwacht

Volgende maand in New Scientist Vanaf 24 oktober verkrijgbaar in de winkel en te lezen via Blendle

DILEMMA BLOEDAMBER Birmees barnsteen zit vol met fossielen van onschatbare waarde. Maar het blijkt een hele toer om eraan te komen.

ISTOCK

INTERVIEW HEINO FALCKE

DUBIEUZE ADVIEZEN VOEDINGSCLAIMS ONDER DE LOEP Voortdurend krijgen we vanuit de wetenschap allerlei voedingsadviezen aangereikt.

Drink meer koffie, eet minder eieren…

Dat soort regels moet je echter – no pun ­intended – met een flinke korrel zout nemen.

‘Toen ik het zwarte gat voor het eerst zag, was ik helemaal van de kaart’

ISTOCK

GOD: GOED VOOR ONS? RELIGIE IN DE BEKLAAGDENBANK Had religie per saldo een positieve of een negatieve invloed op de geschiedenis van de mens? Over die vraag kun je eeuwenlang debatteren – maar je kunt er ook een ­wetenschappelijke analyse op loslaten.

ISTOCK

Volg ons ook op Twitter twitter.com/ NewScientistNL Facebook facebook.com/ NewScientistNL Instagram instagram.com/ newscientistNL

Ga voor het laatste wetenschapsnieuws naar newscientist.nl 98 | New Scientist | november 2019

Robbert Dijkgraaf Essayprijs Student, oud-student of medewerker van één van de instellingen voor hoger onderwijs in Nederland of België? Doe dan mee aan de Robbert Dijkgraaf Essayprijs 2019.

Thema: Wetenschap, ethiek en wetgeving.

Als alles kan, wat mag er dan en wie bepaalt dat?

New Scientist, Folia en AD reiken voor de achtste keer de Robbert Dijkgraaf Essayprijs uit. Hiervoor roepen ze wetenschappers, studenten en alumni van een van de instellingen voor hoger onderwijs in Nederland of België op een essay te schrijven met als thema: Wetenschap, ethiek en wetgeving. Als alles kan, wat mag er dan en wie bepaalt dat?

Het winnende essay verschijnt in New Scientist en Folia en wint een prachtige prijs.

Essays van maximaal 600 woorden moeten vóór 28 oktober worden gemaild naar: c.r.deboer@uva.nl

ILLUSTRATIE MOKERONTWERP

Hoera!

In het nieuwe Naturalis ontmoet je T. rex Trix en haar tijdgenoten