Tag Archief: fysica

Op verkenning in het multiversum

Hugh Everett bedacht de veel-werelden-interpretatie van de kwantummechanica.“O – mijn vriend – deze wereld is niet de echte”
Hans Lodeizen (gedicht)

 

In een vorig bericht vermeldde ik terloops de veel-werelden-interpretatie van de kwantummechanica. In 2002 schreef ik mijn masterscriptie (toen nog ‘licentiaatsthesis’ genaamd) over de voor- en nadelen van verschillende interpretaties. Als student in de fysica was de veel-werelden-interpetatie – of many worlds voor de vrienden – alleszins mijn favoriet: volgens het standaardverhaal wordt er bij een meting, waarbij er aanvankelijk meerdere mogelijke uitkomsten zijn, slechts één gerealiseerd (instorting van de golffunctie of collapse). Dit indeterminisme roept vragen op. Waarom deze mogelijkheid en niet een andere? En waren die andere mogelijkheden wel écht mogelijk?

De veel-werelden-interpretatie lost dit elegant op: alle mogelijkheden worden gerealiseerd in parallelle werelden, maar wij zitten als waarnemer in zo’n wereld en zien daarom slechts één mogelijkheid gerealiseerd worden. In andere takken van het multiversum (andere werelden dus) ziet een andere versie van onszelf een alternatieve mogelijkheid gerealiseerd worden. Het multiversum als geheel is deterministisch en de tijdsevolutie ervan verloopt continu. De vragen, die ontstonden in reactie op het indeterminisme van de standaardaanpak, zijn daarmee van de baan, maar dan moet je wel aannemen dat die andere werelden echt bestaan.

PJ Swinkels vroeg zich in een reactie op het vorige bericht af wat Hugh Everett, de bedenker van many worlds, hierover dacht: hebben die andere werelden enige geldigheid buiten de kwantumtheorie om? Wat Everett er zelf over dacht weet ik niet precies, maar zijn oplossing werkt pas als je het multiversum als werkelijkheid aanvaardt. Als prille twintiger deed ik dat met plezier. De andere werelden in het multiversum zijn net zo echt als het universum dat wij waarnemen, zou ik toen gezegd hebben. De mens ging ooit van geo- naar heliocentrisme. Vervolgens bleek ons zonnestelsel er maar één van vele te zijn en zelfs onze Melkweg is maar een doorsnee sterrenstelsel gebleken. Many worlds leek me een natuurlijke volgende stap in dit proces, weg van antropocentrisme.

Een variant van many worlds heet many minds, maar daar moest ik absoluut niets van weten: many minds stelt namelijk de mens (of alleszins de bewuste waarnemer) centraal en dit is juist wat many worlds zo mooi weet te omzeilen. Verder stoorde ik me eraan als many worlds werd uitgelegd aan de hand van alternatieve (menselijke) geschiedenissen, zoals: “Volgens de veel-werelden-interpretatie van de kwantumfysica is er een parallelle wereld waarin Hitler de oorlog won.” (Zie bijvoorbeeld hier.) Dergelijke voorbeelden stoorden me omdat het helemaal niet duidelijk is of een dergelijke alternatieve geschiedenis het gevolg had kunnen zijn van louter kwantumgerelateerde variaties op de geschiedenis zoals wij die kennen. Ook PJ’s suggestie om dit elegante wereldbeeld te vergelijken met de fantasie van fictieschrijvers, of te linken aan de meervoudige facetten van iemands persoonlijkheid – die onder verschillende pseudoniemen tot uiting kunnen komen – zou ik destijds een aanfluiting gevonden hebben.

Interferentie van licht.De veel-werelden-interpretatie past niet enkel een mouw aan het instorten van de golffunctie na een meting, maar kan ook helpen om te begrijpen hoe interferentie werkt. Het vreemde aan interferentie is dat het bijvoorbeeld ook optreedt bij lichtbundels die een zo’n lage intensiteit hebben dat er op ieder ogenblik hoogstens één foton onderweg is tussen de lichtbron en het scherm of de fotografische plaat (waarop uiteindelijk het interferentiepatroon verschijnt). Je kunt je afvragen: waar interfereert zo’n solo-foton dan aan? Volgens de veel-werelden-interpretatie interfereert het foton met fotonen uit parallelle takken van het multiversum. Hoewel er geen communicatie mogelijk is tussen verschillende takken van het multiversum, is er dus wel interactie.

Mijn eerste kennismaking met many worlds gebeurde – voor zo ver ik het me juist herinner – tijdens het vak “Kwantumveldentheorie”: onze professor was Henri Verschelde en hij vertelde er heel enthousiast over. Ik herinner me een uitgewerkt voorbeeld van een kwantummijnenveger. In die tijd las ik ook het boek “The Fabric of Reality” van David Deutsch, waarin many worlds een centrale rol speelt en dat mijn enthousiasme ervoor nog aanwakkerde. Ik kribbelde wel enkele vragen in de kantlijn van mijn cursus, zoals wat er gebeurt als er zich meerdere werelden afsplitsen, waarbij de kansen niet gelijk verdeeld zijn. Helaas heb ik deze vragen nooit durven stellen. De promotor van mijn thesis, professor Willy De Baere, was overigens géén aanhanger van de veel-werelden-interpretatie. Hij deed onderzoek naar Bohmse mechanica, een alternatieve interpretatie (of theorie, het is maar hoe je het bekijkt). Daar kwam ik echter pas veel te laat achter, namelijk op de dag dat ik mijn scriptie bij hem inleverde. Tja, ik durfde nooit iets vragen, en opzoeken wat hij eigenlijk deed – natuurlijk het allereerste dat je moet doen als je bij iemand een thesis gaat maken – dat was domweg niet bij me opgekomen.

Kwantumveldentheorie wordt het best met jeugdig enthousiasme benaderd.

Kwantumveldentheorie wordt het best met jeugdig enthousiasme benaderd. Nee, dit is niet ons zoontje. :-) (Bron afbeelding; via.)

Inmiddels ben ik die verlegenheid gelukkig wat ontgroeid en heb ik al aan heel wat mensen durven vragen wat zij van die kwantumkwesties vinden. De vragen die ik destijds in de kantlijn schreef, blijken daarbij lang niet zo onschuldig als ik toen zelf dacht.

Door mijn uitgebreide omzwervingen in de filosofie van de kansrekening lijk ik nu ook many worlds ontgroeid te zijn. Terwijl ik het multiversum destijds als iets intrinsiek kwantumfysisch omarmde, zie ik het verwijzen naar andere werelden nu veeleer als een natuurlijke reactie van mensen wanneer ze geconfronteerd worden met indeterminisme. Alternatieve uitkomsten van de menselijke geschiedenis of niet-gerealiseerde uitkomsten van een kwantumexperiment lijken plots niet meer zo fundamenteel verschillend. Wat deze ‘mogelijke werelden’ verbindt, is dat het diverse invullingen zijn van hoe de wereld anders had kunnen zijn, een gamma dat ingevuld wordt door de menselijke verbeelding, die in verschillende contexten andere mogelijkheden ziet. In dit licht lijkt ook de weinig-antropocentrische veel-werelden-interpretatie menselijk, al te menselijk.

Als pas afgestudeerde fysicus vond ik het aanvaardbaar om alle mogelijke werelden als echt te zien, althans voor zover dat die werelden kwantumfysisch mogelijk waren: door kwantumprocessen die een andere uitkomst hadden dan degene die in onze tak van het universum gerealiseerd werd. Eén van de ruimste invullingen van “mogelijke werelden” is “alle werelden die logisch mogelijk zijn”, waarvan de al zeer talrijke kwantumfysisch-mogelijke werelden op hun beurt slechts een klein deel uitmaken. Als je aanneemt dat ook al de logisch-mogelijke werelden echt bestaan, dan zijn we terug bij het modale realisme van David Lewis uit het vorige stukje.

Ik hoop om binnenkort de tijd te vinden om mijn oude belangstelling voor kwantumfysica weer op te pakken – niet alleen op dit blog, maar ook in mijn onderzoek. Nu ik me enkele jaren heb verdiept in de grondslagen van waarschijnlijkheid voel ik me beter toegerust om een eigen antwoord te formuleren op de interpretatievraagstukken van de kwantummechanica, waarin het kansconcept een centrale rol speelt. De veel-werelden-interpretatie zal het wellicht niet worden. Wie weet ben ik nu klaar om het Bohmse alternatief te omarmen.

Racen naar Saturnus

Dromen van Saturnus op de Afsluitdijk.Wetenschap staat soms veraf van onze dagelijkse ervaring. Zo behandelt de fysica het hete plasma in de zon en de koude interstellaire ruimte, de kleinste bouwstenen van de materie en de gigantische structuur van onze Melkweg. Ons lichaam heeft een welbepaalde grootte en wij kunnen slechts overleven in een relatief klein bereik van omgevingsparameters: bij een druk van ongeveer één aardse atmosfeer, in een temperatuur tussen het vriespunt en het kookpunt van water, met voldoende zuurstof, en zo verder.

Met behulp van wetenschap kunnen wij ook parameters buiten ons van nature beperkte bereik beschrijven en begrijpen. Met behulp van techniek kunnen we hulpmiddelen maken waarmee we ons bereik wat kunnen oprekken: we nemen zuurstofflessen mee om de diepte in te duiken en als het moet filteren we onze urine terug tot water om in het internationele ruimtestation ISS niet te verdorsten. Maar enkel in onze dromen kunnen wij ervaren hoe het is om de zonnewind op onze huid te voelen (in plaats van haar enkel te zien in de vorm van het Noorderlicht) of om het gruis in de ringen van Saturnus aan te kunnen raken vanop de Afsluitdijk.

In een recent blogbericht schreef PJ Swinkels hoe hij zich als kind voorstelde dat je over de ringen van Saturnus zou kunnen lopen. Verder zei hij:

“De ontdekking dat de ringen bestaan uit deeltjes die zijn samengesteld uit ijs, rotsblokjes, stof en gruisdeeltjes, absoluut ongeschikt als wandelpad (je zakt daar dwars doorheen!), deed aan die voorstelling niets af.”

In een e-mail schreef ik hem het volgende:

Natuurkundig gezien lijkt het me best mogelijk om over de ringen van Saturnus te lopen. De vloeren waar we gewoonlijk op lopen zijn ook meer niets dan iets; het is enkel omdat onze voeten zo groot zijn in vergelijking met de intermoleculaire afstand dat we er niet door zakken. Dus voor zo’n ringwandeling komt erop aan om schoenen te vinden met zeer grote zolen en gemaakt van een licht materiaal. (Het enige probleem is dan nog dat de zwaartekracht de verkeerde kant op trekt, daar moet ik nog eens over nadenken.)

Met “meer niets dan iets” bedoelde ik dat de atoomkern, die nagenoeg alle massa van een atoom bevat, zeer klein is ten opzichte van het hele atoom (kern plus elektronen). Het was Ernest Rutherford die de atoomkern ontdekte in 1911. Hij vergeleek de kern in het atoom met een vlieg in de kathedraal. Een prachtig beeld, al kan een metafoor ook ongewenste associaties oproepen: voor mij is dit een atoombeeld dat galmt en naar wierook ruikt.

Hoewel wij op de middelbare school al te horen krijgen dat alles om ons heen meer niets dan iets is, kunnen we het ons toch moeilijk voorstellen, omdat we het zo niet ervaren. Ons lichaam en onze zintuigen werken op een mesoscopische schaal, waarmee wij de microscopische wereld van subatomaire deeltjes niet rechtstreeks kunnen exploreren. De astrofysica vereist een minstens even grote inspanning van ons voorstellingsvermogen, want op grotere schalen lijkt het net zo te gaan: de Zon, die bijna alle massa bevat van het zonnestelsel (namelijk 99,86%), is zeer klein ten opzichte van het hele zonnestelsel. Op de meeste tekeningen (en ook op deze voorstelling met elastiekjes) worden de diameters van Zon en planeten veel te groot afgebeeld ten opzichte van hun onderlinge afstanden. In tegenstelling tot een atoomkern kunnen we de Zon uiteraard wel zien, maar echt beseffen hoe groot ze is ten opzichte van de aarde en tegelijk zo klein ten opzichte van pakweg de Kuipergordel? Nee.

Saturnus.De zesde planeet vanaf onze Zon is Saturnus. Het is een gasreus, net als Jupiter. Als kind boezemde dit duo me angst in: het zijn twee gigantische planeten, maar je zakt erin weg zodra je er voet aan land probeert te krijgen. Voor mij waren het moerasplaneten. Ik had dan ook geen zorgeloze dromen van een lentewandeling over de grote ring rond Saturnus, maar wel nachtmerries waarin mijn ruimtetuig bij Jupiter begon te sputteren en ik in paniek raakte omdat ik nergens in de buurt kon landen. Het is nooit in me opgekomen om de ringen van Saturnus als landingsstrook te gebruiken, maar één van de maantjes had toch moeten lukken… Tja, ook mijn dromen trekken zich weinig aan van fysica. En ik hoor het al op de boordradio: “Er staat file op de grote ring rond Saturnus.”

Overigens wordt er in Rejsen til Saturn, een Deense animatiefilm uit 2008, wel gewoon geland op het oppervlak van de gasreus, waar er aliens wonen – Saturnusmannetjes dus. De titel betekent “Reis naar Saturnus”, maar ik las het eerst als “racen tot Saturnus”.

De echte race naar Saturnus is al lang beslecht en werd gewonnen door Pioneer 11 van de NASA: deze ruimtesonde werd gelanceerd in 1973 en voerde een zogenaamde flyby uit  van Saturnus in 1979: daarbij naderde de sonde het wolkenoppervlak tot op 21 000 km, waarna het zich weer van de planeet verwijderde. Pioneer 11 stuurde foto’s door van de planeet, haar ringen en haar manen. Ook Voyager 1 en 2 vlogen dicht langs Saturnus, respectievelijk in 1980 en 1981. Ook deze sondes stuurden foto’s door (Voyager 1 en Voyager 2). Met Pioneer 11 is er sinds eind 1995 geen communicatie meer mogelijk, maar beide Voyagers sturen nog steeds gegevens naar de aarde. Sinds 1998 is Voyager 1 het verst van ons verwijderde door mensen gemaakte object. Het laatste nieuws over de Voyager 1 is dat hij een nieuwe regio van de heliosfeer heeft bereikt, die wordt omschreven als een “magnetische snelweg”. Ook voorbij Saturnus valt er dus nog heel wat te racen, zeker als je een geladen deeltje bent. :-)

Terug naar Saturnus dan. De eerste (en voorlopig enige) menselijke satelliet van Saturnus is de Cassini-Huygens. Deze ruimtesonde van NASA, ESA en ASI werd gelanceerd in 1997. Cassini draait sinds 2004 in een baan om Saturnus, terwijl Huygens werd losgekoppeld en in 2005 op Titan landde – dit is de grootste maan van Saturnus. In 2006 stuurde Cassini 165 foto’s door van Saturnus die het in de loop van 12 uur maakte van de schaduwzijde van de planeet (dus met de zon achter de planeet). Hiermee werd een collage gemaakt waar de ringen zeer duidelijk op te zien zijn. Bovendien was in dit samengestelde beeld ook de Aarde te zien als een blauw stipje. Dit jaar werd er weer zo’n collage gemaakt van foto’s die Cassini maakte van de schaduwkant. Deze keer bevond het ruimtetuig zich dichter bij Saturnus (namelijk op een afstand van 800 000 km): hierdoor gaat de Aarde deze keer schuil achter de planeet, maar zijn er wel nog meer details van de ringen zichtbaar. De resolutie van het origineel wordt geschat op 50 km per pixel.

Samengesteld beeld uit opnames van Saturnus door Cassini.

Samengesteld beeld van Saturnus uit opnames door Cassini. (Bron afbeelding.)

In 2006 heeft men ernaar gestreefd om de Cassini-compositie in “natuurlijke kleuren” weer te geven, terwijl er bij de nieuwe foto duidelijk een ander palet gebruikt is: zoals we van de oude foto’s van Pioneer 11, Voyager 1 en Voyager 2 weten, is Saturnus niet groen. Toch gaat het in beide gevallen om valse kleuren, want beide beelden zijn samengesteld uit opnames van in het infrarood tot in het ultraviolet. Net als onze dromen blijken ook de meeste astronomische foto’s (een beetje) bedrog te zijn.

Baby en de nerd (1): Prenatale les voor wetenschappers

Enerzijds blijft zwanger zijn een wonder om mee te maken, anderzijds wordt alles voor en na geboorte steeds meer medisch begeleid. Voor wetenschappers maakt dit tweespalt het allemaal des te interessanter om te ervaren. Inspirerend was deze tijd zeker, daarom vandaag vijf stukjes voor de prijs van één.

(1) Wie heeft dat verzonnen?

Een zwangere natuurkundige.Als natuurkundige-filosoof ben ik hoogstens een zwak hobbybioloog en van zwangerschap snap ik niet veel. Het hele concept is gewoon bizar: eerst moet een spier vijftien keer in gewicht toenemen en dan moet deze spier, die je verder nooit gebruikt, intensief gaan samenknijpen om een te groot hoofdje door een te kleine doorgang te persen. Sommige mensen benadrukken daarbij hoe mooi de natuur toch in elkaar zit, want zo’n babyhoofdje kan nog een beetje vervormen, hetgeen helpt om de bevalling mogelijk maken. Zelf zie ik hier schoonheid noch vernuft, maar een verbluffend staaltje blinde evolutie. Wie voor de dag komt met “Er is nog nooit eentje blijven zitten”, moet er toch dringend eens de vrij recente geschiedenis op naslaan. Het is enkel door de medische begeleiding dat zoveel bevallingen – hier en nu althans – inderdaad goed aflopen voor moeder en kind.

Ik meen me uit een vergeten bron te herinneren dat zoogdieren zijn ontstaan uit reptielen doordat er een ei is blijven zitten.* (Zo voelt het soms wél tijdens de laatste maand, maar dit geheel terzijde.) Kijk, daarin kan ik geloven: deze oorsprong, of althans een iets beter onderbouwde versie van een dergelijk verhaal, verklaart waarom het nu allemaal zo moeilijk moet. Wat mij betreft is één zwangerschapskuur de beste remedie tegen geloof in intelligent design. Ik wens het de creationisten van deze wereld dan ook van harte toe! Joehoe, mijn hele buik is vrij, hoor; kon daar nu niet even een luikje in?

*Ik bewaar het als huiswerk voor volgende keer om uit te zoeken of het hier een wetenschappelijke hypothese betreft of slechts een kwakkel.

(2) Informatiemoeheid

Er zijn veel bakerpraatjes die rondgaan, zoals dat je aan de vorm van een buik zou kunnen zien of daarin een jongen of een meisje gedragen wordt. Dit bijgeloof is met een simpele steekproef te weerleggen en hoeft ons dus verder niet te bezwaren. Meer in de schemerzone staat wat je nu wel of niet moet eten tijdens je zwangerschap: er kan zeker een wetenschappelijke basis zijn voor al dat voedingsadvies, maar hoe je al de informatie moet verwerken en integreren, dat vertellen de afzonderlijke onderzoeken er ons niet bij. Ondanks het voortschrijdend wetenschappelijk inzicht moeten we in de praktijk dus terugvallen op ruwe vuistregels (zoals “gevarieerd eten”), hier en daar aangevuld met een cruciaal supplement (zoals foliumzuur aan het begin van de zwangerschap) of een eenduidig tegenadvies (zoals geen alcohol tijdens de zwangerschap).

Informatiemoeheid.Iedereen wil het beste voor zijn kroost, maar hoe blijf je de bomen zien door het informatiebos? Een handige folder kan soelaas brengen om de belangrijkste informatie nog eens in hapklare brokjes tot je te nemen. Toch loert ook hier weer een gevaar om de hoek: niet enkel de overheid en haar openbare instellingen (zoals Kind en Gezin) brengen folders uit, maar ook veel bedrijven komen op de proppen met mooie boekjes, waarin natuurlijk vooral de eigen producten mooi afsteken tussen de glimmende babyfoto’s. En zo dreigen de aanstaande ouders alsnog overspoeld te raken door al die folders met variaties op telkens dezelfde informatie aangevuld met de accenten in functie van het aan te prijzen product.

Gelukkig kun je altijd nog bij vrienden te rade gaan om definitief vast te stellen welke spullen je nu écht in huis moet halen voor je eerste spruit. Natuurlijk zijn ook al die vrienden blootgesteld aan dezelfde slinkse reclamepraktijken, maar met een beetje geluk zijn het zeer nuchtere mensen die er toch in slagen om weloverwogen keuzes te maken.

(3) Vrouwen zijn ook mensen

Een andere bron van objectieve informatie zijn de prenatale lessen, die door het ziekenhuis georganiseerd worden. Bij de les over babyvoeding werd er zowel aandacht besteed aan moedermelk als aan flessenvoeding. Op dit punt is het standpunt in alle officiële brochures helder: moedermelk geniet de voorkeur. (Citaat van de website van Kind en Gezin: “Je wil je kindje de best mogelijke start in het leven geven. Dat doe je met de keuze voor borstvoeding.”) “Maar,” zo werd ons tijdens de les op het hart gedrukt, “vrouwen zijn óók mensen. Die mogen zelf kiezen, hè.” Waarom klonk dit niet als de geruststelling die het bedoeld was?

Baby wegen.Als je borstvoeding geeft (en het niet eerst afkolft), dan kun je niet precies zien hoeveel de baby drinkt. Twee natuurkundigen keken elkaar aan en dachten precies hetzelfde: baby wegen, baby voeden en dan nog eens wegen. Het verschil in massa is hoeveel de baby gedronken heeft. Een baby is natuurlijk geen gesloten systeem – ah neen, want het is een levend wezen! -, maar op de relevante tijdschaal is de benadering goed genoeg. Zelfs als er tussen de twee wegingen niet enkel een flesje leeg raakt, maar ook een pamper wordt opgevuld, zal de massa tot in voldoende benadering behouden zijn. Toch tot je de pamper ververst hebt. :)

Toch stuitte deze suggestie op een radicaal njet bij de anders zo meegaande vroedvrouw: al dat geweeg zou afbreuk doen aan het natuurlijke van de borstvoeding. Ik begrijp best wel dat het goed is om aan te leren voelen hoeveel de baby drinkt en om op kleine indicaties te letten. Ik zie echter niet in wat er dan zo onnatuurlijk is aan een massabepaling? Het heeft weliswaar geen zin om je baby tot op de milligram te gaan controleren, maar het kan bezorgde ouders in de eerste dagen toch wat extra feedback geven, lijkt mij.

(4) Scheuren of knippen

In onderstaand fragment (bron) doet ook Dara Ó Briain (voormalig student fysica, nu komiek) verslag van een prenatale les die hij bijwoonde met zijn vrouw, die chirurg is. Gelukkig staan we in de kwestie knippen of scheuren toch al iets verder dan in het Verenigd Koninkrijk. :-)

(5) Pseudokansrekening

In geval van zwangerschap worden veel klassieke geneesmiddelen afgeraden, omdat de mogelijke negatieve effecten op het ongeboren kind niet opwegen tegen het gezondheidsvoordeel bij de moeder. Ik heb aan de den lijve ondervonden dat het hierdoor voor zwangere vrouwen des te moeilijker wordt om aan de greep van de kwakzalverij te ontsnappen. (Zie ook het filmpje van Dara Ó Briain waarin hij zich uitlaat over pseudowetenschap, dat ik eerder al eens postte.)

Veel zwangere vrouwen krijgen last van hun bekken.Op het einde van de zwangerschap krijgen veel vrouwen last van hun bekken. Dit is een gevolg van het toenemend gewicht van het kindje en wordt ook in de hand gewerkt door de hormonen relaxine en progesteron, die de kraakbeenverbindingen in het bekken iets verweken om de geboorte mogelijk te maken. Iemand raadde me aan de onderrug te (laten) masseren en met een ontstekingsremmende zalf in te smeren. Bij de apotheker bleek echter dat deze zalf niet aan te raden is op het einde van de zwangerschap.

De apotheker had echter een alternatief, dat ik wel mocht smeren. Toen hij zei dat het een homeopathische zalf was, raakte ik in gedachten verstrikt. Homeopathie, dat is toch het verdunnen van werkzame stoffen tot ze ondetecteerbaar zijn? Er is toch nog nooit enige dubbelblinde studie geweest die de werking van homeopathische middelen wetenschappelijk heeft kunnen aantonen? En de opleiding tot apotheker gebeurt toch aan de universiteit, gebaseerd op wetenschappelijk onderzoek? Ik had natuurlijk meteen moeten protesteren, maar was zo verbaasd over de gang van zaken, dat ik de zalf aannam, betaalde en vertrok. Op weg naar huis brandde de tube in mijn tas: een blaam op mijn diploma als wetenschapper.

Zwangere vrouwen zijn een makkelijke prooi voor bedrijven die het niet te nauw nemen met de kansrekening.Bij thuiskomst googelde ik de merknaam: het eerste resultaat was de website van de firma zelf en het tweede resultaat was een vernietigend rapport door skeptici. (Ik vermeld hier opzettelijk de naam niet, omdat ik geen zin heb om reclame te maken, maar per e-mail wil ik het merk gerust noemen.) Dit bedrijf bezondigt zich aan pseudo-kansrekening: het beroept zich weliswaar op rapporten van gerandomiseerde experimenten waaruit de effectiviteit van hun zogenaamde medicijn zou moeten blijken, maar deze experimenten zijn met veel te kleine steekproeven gebeurd en het bedrijf werkt niet mee aan externe onderzoeken, tenzij het de publicatie van de resultaten na inzage alsnog mag weigeren.

Berouwvol ben ik de volgende dag terug naar de apotheker gegaan. Ik zei dat ik het als fysicus echt niet over mijn hart kon krijgen om die zalf aan mijn rug te smeren. Hij zei dat hij het begreep, waarna de tube en het geld opnieuw van eigenaar verwisselden. Met evenveel rugpijn maar met een opgeklaard gemoed liep ik toch net iets rechter de deur weer uit.

Zo weet je dat jouw fysica zwanger is…

Een zwangere natuurkundige.Een handige gids voor al wie een vrouwelijk specimen van het menstype ‘natuurkundige’ in huis heeft of in de dichte omgeving.

Zo weet je dat jouw fysica zwanger is:

  • Ze heeft haar grondtoestand verlaten en bevindt zich nu in een geëxciteerde toestand met lange levensduur.
  • Haar golffunctie is een superpositie.
  • Ze begint met een nieuw project rond babyuniversa of richt haar telescoop op de Orionnevel (kraamkamer voor nieuwe sterren).
  • Ze probeert een echografietoestel in elkaar te knutselen met spullen die ze in het berghok vindt.
  • Ze maakt zich zorgen over de amplitude van de undulaties rond haar navel.
  • Ze varieert de frequenties van de aangeboden muzikale stimuli om resonanties te voorkomen.
  • Ze heeft ’s ochtends een draaimoment.
  • Bij gelijkblijvende snelheid neemt haar impuls quasi-lineair toe in de tijd.
  • Ze weigert om infinitesimalen te verwaarlozen.*
  • Ze heeft meededogen met het uitdijende heelal.
  • Ze kijkt meewarig naar de Melkweg.
  • Ze koopt een nieuw wiel van Maxwell en een gyroscoop (jojo en tol voor haar kindje).
  • Ze is nog verstrooider dan anders!
Zwangere vrouwen zijn soms verstrooid of vergeetachtig.

Door een minder goede nachtrust zijn zwangere vrouwen soms verstrooid, onhandig of vergeetachtig. (Bronnen afbeeldingen: links en rechts.)

*: Geen wonder dus dat de calculus niet is uitgevonden door een zwangere vrouw (en maar liefst twee keer door een man).

Bij dit bericht wou ik graag een klein plaatje van iets dat zowel met zwangerschap als met fysica te maken heeft. In mijn ogen geldt “alles is fysica” en ik had gerust een echografietoestel als afbeelding kunnen kiezen, maar ik wist niet of de link met fysica daarbij voor iedereen even vanzelfsprekend zou zijn. Daarom zocht ik verder naar een afbeelding van een zwangere natuurkundige of een zwangere lerares fysica, maar zonder succes.

Uiteindelijk heb ik besloten zelf een tekening te maken, in te scannen en digitaal in te kleuren. In het kleine formaat van 150 bij 150 pixels bleek de volledig ingekleurde versie echter niet zo geslaagd. Daarom maakte ik een soberdere versie voor het miniatuur, zoals je bovenaan ziet. Hieronder zie je het grotere plaatje, met meer kleuren en meer details.

Een zwangere natuurkundige.

Omdat ik geen goede illustratie vond van een zwangere fysica voor bij dit bericht, maakte ik zelf een tekening.

Lijstjes van leuke zoekopdrachten (1/2)

Een zoekmachine is een handig hulpmiddel, maar kan nog steeds geen zinnen interpreteren.Soms zie ik grappige, onthutsende, of ronduit bizarre zoekopdrachten passeren op mijn blog. Verdwalen op internet kan fijn zijn en ik vind het natuurlijk leuk dat er ook op mijn blog geregeld louter toevallige passanten langskomen. Toch zie ik vaak slecht gekozen zoekopdrachten en dan vind ik het jammer dat ik die mensen niet wat beter op weg heb kunnen helpen. Op 12 oktober 2011 plaatste ik al eens een bericht met opvallende zoektermen, met daarbij 7 tips over zoeken op internet. Vandaag, precies een jaar later, maak ik nog eens zo’n overzicht.

Eén van de aspecten die opvallen bij het bekijken van zoekopdrachten op dit blog is dat je er duidelijke seizoensgebonden fenomenen in ziet. Een voorbeeld: er wordt duidelijk meer op ‘aggregatietoestanden‘ gezocht wanneer dit onderwerp in de middelbare school op het programma staat. Verder zijn er ook eenmalige pieken. In november 2011 kwamen er plots nieuwe zoekopdrachten binnen op mijn blog voor Robbert Dijkgraaf, terwijl ik zijn naam enkel in juni 2011 vermeld had (in deze stukjes: 1 en 2). Hierdoor wist ik dat er iets aan de hand was en inderdaad: even later hoorde ik het nieuws dat de Nederlandse president van de KNAW naar Princeton zou overkassen om daar het Institute for Advanced Study te gaan leiden – een positie die hij sinds juli 2012 inderdaad vervult.

Dit zijn de lijstjes van mijn favoriete zoekopdrachten van het voorbije jaar, gesorteerd in vier categorieën (met  tussen haakjes de maand) [en soms tussen vierkante haakjes mijn reactie erbij].

Over fysica:

  • wie onderzoekt dat de lucht blauw is (januari 2012) [Natuurkundigen. Wie anders?!]
  • fysica is alles (april 2012) [Een zoekopdracht naar mijn hart.]
  • alles is fysica (april 2012) [Ook dat is waar, kijk maar naar dit filmpje.]
  • fysica is leuk (augustus 2012)
  • fysica moeilijkst (augustus 2012)
  • invloed van alcohol op zeepbellen (september 2012) [Ze gaan zwalpen? ;-) Oja, en de oppervlaktespanning verlaagt, maar die neemt vervolgens weer geleidelijk toe naarmate de alcohol verdampt.]

Over logica:

  • randgeval logica (november 2011)
  • kunstlogica de logica van kunst (januari 2012)
  • logica kan je leren (juni 2012) [Voorwaar, een optimist!]

Over wiskunde:

  • hoe belangrijk is mijn opleiding wiskunde (november 2011) [Ik heb me laten vertellen dat het aantal uur wiskundeles tijdens de middelbare school de beste barometer is voor succes in de verdere opleiding, ongeacht de richting (dus ook voor talen bijvoorbeeld) – laat dit een tip zijn.]
  • welke wiskunde kom je tegen in kappersopleiding (december 2011) [Dat weet ik niet, maar een beetje wiskunde komt altijd handig van pas als je je boekhouding op punt moet houden.]

Alternatieve spellingsvormen voor ‘infinitesimaal’ [helaas geen enkele zo mooi als de winnaar van vorig jaar: ‘infanticimaal’]:

  • infiniet decimaal calculus (november 2011)
  • infinetisemaal (januari 2012)
  • infinitdecimaal klein oppervlak (juni 2012)

 

Morgen deel 2 met meer thematische lijstjes!

Proficiat, dr. dr. Danny!

Dit hoedje is hét symbool is bij doctoraten.Danny heeft gisteren zijn doctoraat in de chemie behaald. Hoewel ik er natuurlijk geen moment aan getwijfeld heb dat hij dit driejarige project tot een goed einde zou kunnen brengen, blijft het een kwestie van het ook effectief te doen. Daarom wens ik hem van harte proficiat met het voltooien van zijn proefschrift en het behalen van zijn nieuwe doctorstitel.

Samen hebben we nu vier doctorsgraden vergaard, dus vanaf heden kunnen we thuis kwartetten. :-) Bij deze gelegenheid zal ik eens een overzicht geven van al onze doctoraten/promoties (in chronologische volgorde).

Doctoraat 1

  • Wie: Sylvia
  • Wat: Doctoraat in de Wetenschappen – Fysica
  • Wanneer: 2008
  • Waar: Universiteit Hasselt, België
Doctoraat 1.

Linksboven: In België mag de doctorandus aan de meeste faculteiten eerst een presentatie geven waarin je je onderzoeksresultaten van de voorbije jaren toelicht. Rechtsboven: DNA-strengen worden minder plooibaar als ze aan elkaar binden en zo een dubbele helix vormen. Dit kun je begrijpen aan de hand van worm-like chain theory. Ik illustreerde deze theorie van ‘wormachtige kettingen’ met behulp van speelgoedslangen. Linksonder: De jury in toga. Rechtsonder: De receptie achteraf.

Doctoraat 2

  • Wie: Danny
  • Wat: Doctoraat in de Wetenschappen – Fysica
  • Wanneer: 2009
  • Waar: Universiteit Twente, Nederland
Doctoraat 2.

In Nederland is de presentatie geen onderdeel van de promotieplechtigheid. Danny maakte wel gebruik van de optie om vrijwillig een inleiding te geven voor het publiek. De juryleden (of ‘opponenten’) beginnen dus meteen met vragen stellen en deze ondervraging wordt abrupt beëindigd zodra de pedel de zaal binnenkomt en met zijn staf op de grond tikt. Hier krijgt Danny zijn bul (doctoraatsdiploma) overhandigd door zijn promotor.

Doctoraat 3

  • Wie: Sylvia
  • Wat: Doctoraat in de Filosofie
  • Wanneer: 2011
  • Waar: Rijksuniversiteit Groningen, Nederland
Doctoraat 3.

Linksboven: In Groningen neemt de jury eerst plaats in de aula en is er voor de promovendus dus helemaal geen mogelijkheid om een inleiding te geven. Hier een foto van tijdens de verdediging. Rechtsboven: Een vreugdekreet met de bul op de trappen van het Academiegebouw. Linksonder: Samen met Danny tussen mijn paranimfen, Sander en Karolina. Hoewel het voor vrouwen optioneel is, kozen we ervoor om alle drie in rokkostuum (pitteleer) te gaan. Rechtsonder: Het etentje achteraf.

Doctoraat 4

  • Wie: Danny
  • Wat: Doctoraat in de Wetenschappen – Chemie
  • Wanneer: 2012
  • Waar: Universiteit Gent, België
Doctoraat 4.

Danny tijdens zijn verdediging aan de UGent. Hij mocht eerst veertig minuten presenteren en werd dan gedurende ongeveer een uur ondervraagd. Hij kon alle vragen vlot beantwoorden en na een korte beraadslaging achter gesloten deuren kwam de jury terug met de verlossende woorden: Danny mag zich vanaf nu ‘doctor in de chemie’ noemen. Proficiat!

Tot slot nog twee weetjes.

Traditioneel zegt de pedel in Nederland “Hora est!” (Het is tijd!) als de tijd voor de ondervraging van de promovendus door de jury verstreken is. Hierop wordt er slechts uitzondering gemaakt aan juist de twee Nederlandse universiteiten waar Danny en ik zijn gepromoveerd: in Twente weerklinkt aan het slot “Mijnheer de rector, de tijd is verstreken”, terwijl het in Groningen “Hora finita!” is.

Als je één doctoraat behaald hebt, mag je zowel in België als in Nederland de titel ‘dr.’ voor je naam zetten (zonder hoofdletter). Als vrouw mag je jezelf ook ‘doctrix’ noemen in plaats van ‘doctor’, al blijft de afkorting daarbij onveranderd. Als je meerdere doctoraten behaald hebt, zou je ook ‘dr.mult.’ als titel mogen voeren (althans in Nederland, of dit in België ook mag weet ik niet), hetgeen staat voor ‘doctor multiplex’ (meervoudig doctor). In Duitsland mag ‘multiplex’ maar vanaf drie doctoraten en wordt voor twee doctoraten de titel ‘DDr.’ gebruikt (daar dus wel met hoofdletters).

Is getekend,

doctrix multiplex Sylvia. :-)

Nieuwsflits: Veni toegekend

Veni.Vorige week kreeg ik heel goed nieuws: de Nederlandse organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) heeft mijn Veni-project goedgekeurd. Dit betekent dat het NWO mij vanaf januari 2013 voor drie jaar zal betalen om te doen wat ik het liefste doe: mijn werk als postdoc verderzetten op het onderzoeksonderwerp van mijn eigen keuze – een combinatie van fysica en filosofie. De Veni’s zijn vergelijkbaar met de postdoctorale mandaten van het Vlaamse Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek (FWO), al zijn ze volgens sommigen nog net iets prestigieuzer.

Ik wou het nieuws natuurlijk het liefst meteen op mijn blog zetten, maar ik was niet zeker of het al openbaar mocht worden gemaakt. Gisteren zijn alle Veni’s bekendgemaakt op de website van het NWO, dus nu mag het zeker! (De namen staan alfabetisch, dus mijn project vind je redelijk naar het einde toe). Onze faculteit kreeg nog meer goed nieuws, want ook collega Sander de Boer heeft een Veni gekregen van de commissie voor menswetenschappen. In totaal gaan er dertien Veni’s naar onderzoekers in Groningen.

Concreet verandert er voor mij niet zo veel: ik blijf verbonden aan de Faculteit Wijsbegeerte van de Rijksuniversiteit Groningen, meer bepaald aan het departement Theoretische Filosofie. Wel start ik volgend jaar dus aan een nieuw project: “Speling in het wetenschappelijke raderwerk“, of in het Engels “Inexactness in the exact sciences“. Maar hierover lees je te zijner tijd zeker meer op dit blog!

Creatief flipperen

Melvin is een Rube-Goldbergmachine die een zegel op een postkaartje plakt.Zoals je weet uit het stukje over onzinmachines hou ik van mechanisch speelgoed en andere leuke mechaniekjes zoals knikkerbanen, flipperkasten en Rube-Goldbergmachines. Vandaag drie nieuwe tips in deze richting.

(1) Ten eerste wil ik zeker deze Nederlandse kortfilm een plaats geven op mijn blog: in de hoofdrol schittert een draagbare Rube-Goldbergmachine, die de makers “Melvin the Machine” gedoopt hebben. Melvin werkt niet alleen zeer soepel, hij is ook tot in de details mooi afgewerkt met als thema “Nederland”. Een leuke bonus bij het project is dat Melvin een eigen website heeft, met onder andere een interactief schema van hoe de machine werkt.

(2) Uit eigen ervaring weet ik dat zelf een flipperkast maken veel leuker is om te doen, dan om er achteraf ook effectief mee te spelen. Toch is het enthousiasme van de jonge flipperkastbouwer in het onderstaande filmpje heerlijk om te zien. :-)

Een magneettoren uit Snowball waarmee je ballen rondjes kunt laten draaien of wegslingeren.(3) Soms post ik al eens over grappige online spelletjes met een leuk fysica-element, zoals Shaun the sheep. Intussen heb ik nieuw vertier gevonden in deze categorie: de online flipperkast genaamd Snowball. Belangrijke waarschuwing: begin er niet aan als je het komende uur nog iets anders te doen hebt.

Natuurlijk is mijn fascinatie met flipperkasten grotendeels te wijten aan het mechanische, fysische aspect ervan en juist dat valt weg bij flipperprogramma’s. Snowball compenseert dit gebrek echter ruimschoots: de gewone mechanica van stuiterende ballen is voldoende realistisch geprogrammeerd én er wordt gebruik gemaakt van fysische principes die bij een gewone flipperkast uitgesloten zijn. Mijn favoriete element zijn de twee magneettorens, waarmee je de bal op een ellipsbaan kunt laten draaien of juist een andere kant uit katapulteren.Het enige onrealistische hieraan is dat de bal waarmee je speelt een sneeuwbal is en het is me niet duidelijk waarom die zo sterk op een magneetveld zou reageren. Verder is het thema van sneeuw en winter trouwens wél consequent uitgewerkt. Zo kun je extra sneeuwballen vrijmaken door een sneeuwman te rak en worden de kleinere ballen geleidelijk aan groter door over de sneeuw te rollen.

Het speelveld is een stuk groter dan bij een echte flipperkast en er zitten mini-spelletjes in verwerkt, zoals een kleine versie van Breakout. Je kunt dus wel een paar keer spelen voor je alle speciale effecten hebt ontdekt. Mijn persoonlijke topscore is meer dan vierhonderdduizend punten, maar dat zijn apennootjes vergeleken met de echte topscore van bijna zeventwintig miljoen punten. Ik wil zelfs niet weten hoeveel uur (of zijn het dagen?) je daarvoor moet spelen. Voor tips voor een redelijke score kun je eens spieken bij de commentaren van deze review. Zelf ga ik niet meer spelen, want dat fanatieke geflipper is duidelijk niet goed voor de pijltjestoetsen van mijn laptop. ;-)

Vast, vloeibaar, of gasvormig? Wat een toestand!

De drie klassieke aggregatietoestanden met de faseovergangen ertussen.We moeten het eens hebben over aggregatietoestanden. Dat is voor niemand fijn, ik weet het. Zelfs op Facebook vindt niemand dit leuk! Het woord op zich klinkt al vreselijk. En toch is er nu eenmaal een dag dat aggregatietoestanden in ons leven komen. Ze zijn er dan altijd al geweest, maar plots ga je ze als dusdanig herkennen en dan wordt alles anders. Voor veel mensen komt deze dag in het eerste jaar fysica op de middelbare school. Vast, vloeibaar, gasvormig: dat is alles en toch ben je er niet in één les vanaf. Een stof kan namelijk van de ene aggregatietoestand overgaan in een andere (en weer terug): zo zijn er zes faseovergangen. Naarmate de temperatuur stijgt gaan de deeltjes (atomen of moleculen) in stoffen meer bewegen en minder sterk aan elkaar binden. Hierdoor kan een vaste stof vloeibaar worden (smelten) en een vloeistof gasvormig worden (verdampen); bovendien kan een vaste stof rechtstreeks overgaan naar de gasfase (sublimeren). Bij dalende temperatuur komen de omgekeerde processen voor, respectievelijk: stollen, condenseren en rijpen.

Er zijn wel enkele hindernissen bij het leerproces. Zo is water één van de stoffen waarmee we het meeste ervaring hebben, maar water heeft meteen een uitzonderlijke eigenschap bij overgang tussen vloeibaar en vast: terwijl de meeste stoffen in volume afnemen als ze stollen, zet water uit als het bevriest.

De Nederlandse taal werkt ook niet mee. De bijvoeglijke naamwoorden zijn ‘vast’, ‘vloeibaar’ en ‘gasvormig’, terwijl de corresponderende zelfstandige naamwoorden ‘vaste stof’, ‘vloeistof’ en ‘gas’ zijn. Dus respectievelijk één, twee en drie lettergrepen voor de adjectieven en het omgekeerde bij de substantieven. Is dat erg? Op zich niet, maar leerlingen gebruiken de boel steevast door elkaar en ze zijn niet de enigen: kijk ook maar op het plaatje hierboven, dat ik heb overgenomen van schoolTV.

De driedeling die we op school leren is overzichtelijk, maar zoals vaker met dit soort dingen kom je in de praktijk grijze zones tegen. De driedeling kan een goede eerste benadering zijn, maar de natuur houdt zich niet strikt aan de stippellijntjes die wij rond de aggregatietoestanden hebben aangebracht. Zelfs de natuur zelf vindt er dus niets aan. ;-) Neem nu glas: op het eerste zicht is dit duidelijk een vaste stof, maar op moleculair niveau bestaat het uit een onregelmatige, amorfe structuur, net zoals een vloeistof. Soms hoor je wel eens dat glas beter beschouwd kan worden als een zeer stroperige (visceuze) vloeistof, of dat het een bijkomende aggregatietoestand is. Het zou zelfs zijn aangetoond dat het glas in de ramen van zeer oude kerken onderaan dikker is, doordat het glas, onder invloed van de zwaartekracht, in de loop der eeuwen iets uitgezakt zou zijn. Helaas blijken ongelooflijke verhalen bij nader onderzoek vaak gewoon onwaar. Het is maar vrij recent dat we nagenoeg perfect vlakke glasplaten kunnen maken. Eeuwen geleden was het meeste glas dikker aan de randen. Als er een verschil was tussen de boven- en de onderkant, werd de dikste kant onderaan gezet voor de stevigheid.

We hebben al een paar dagen zonnig weer in ons land, maar zomerse hitte waarbij het asfalt smelt is er gelukkig nog niet bij in maart. Wie zou echter op het idee komen om de viscositeit van asfalt te gaan meten bij normale kamertemperatuur? Daar moet je al erg veel geduld voor hebben! Er wordt inderdaad zo’n experiment gedaan, zij het dan met pek – een andere zwarte en ook zeer stroperige stof. Tim tipte mij over het pitch drop experiment (pekdruppelexperiment) aan de Universiteit van Queensland in Australië. Waarschijnlijk was dit als uitdaging bedoeld: lukt het om een niet al te saai stukje te schrijven over een experiment dat al sinds 1930 loopt en waarbij er sindsdien amper acht druppels gevallen zijn? De laatste druppel liet los in 2000 en die daarvoor twaalf jaar eerder, dus je zou misschien verwachten dat in 2012 de negende druppel zal vallen. De druppels laten echter steeds langer op zich laten wachten (zoals je gemakkelijk kun zien in deze tabel), dus ik zou mijn slaap er nog niet voor laten om dit evenenment via de webcam live mee te maken. ;-) Hopelijk slagen ze er bij deze nieuwe druppel trouwens in om het cruciale moment op film te bewaren: dat zou dan voor het eerst zijn. Dan zien we het daarna vast bij het nieuws passeren. Hun IgNobelprijs in de fysica hebben de bedenkers van het experiment in elk geval al binnengehaald.

Plasma is een stralende, nieuwe aggregatietoestand.Nog leuker wordt het als je de klassieke fysica achter de kiezen hebt en ontdekt dat er veel meer aggregatietoestanden zijn! Sommige daarvan kunnen enkel bij zeer hoge of juist zeer lage energieën voorkomen (zie bijvoorbeeld de Engelstalige Wikipedia). Deze lijken misschien minder geschikt voor de middelbare school, omdat we geen directe ervaring hebben met de bijbehorende extreem hoge of lage temperaturen, maar ze spreken des te meer tot de verbeelding. De bekendste ‘nieuwe’ aggregatietoestand is plasma, een hoog-energetische toestand waarbij de kernen en de elektronen van atomen apart voorkomen (door ionisatie). Hierbij straalt de materie een futuristische gloed uit. De bekendste toepassing vind je dan ook in beeldschermen, maar je kunt plasma ook gebruiken om er diamantjes in te groeien :-) en ook onze zon is een feite een gloeiende bol plasma. Aan de koele kant van het aggregatiespectrum komen we onder andere de Bose-Einsteincondensaten (BEC) tegen. In deze exotische toestand zijn de (aanvankelijk) individuele deeltjes niet meer van elkaar te onderscheiden en vormen ze één superatoom.

Waar het plasma dus één groot Caraïbisch feest van materie is, is het Bose-Einsteincondensaat volkomen Zen.

Nachtelijke beroepsmisvorming

Robot dreams: deze dromerige illustratie stond op de kaft van de eerste verhalenbundel van Isaac Asimov die ik ooit las.Dromen zijn raar. Je kunt van akelige situaties dromen zonder dat je je daar bang bij voelt, terwijl je soms ontwaakt uit een nachtmerrie, waarna je nog minutenlang niet durft te bewegen, terwijl je toch niets engs kunt ontdekken in de gebeurtenissen van de droom. En ja, zelfs in je dromen kun je symptomen vertonen van beroepsmisvorming, of heb ik dat alleen?

In de periode dat ik volop aan het programmeren was voor een artikel over sociofysica (waarover binnenkort een stukje) ben ik eens wakker geworden in een matrix die ik niet goed had afgesloten. Het was een heel akelig gevoel, omdat ik niet terug in de droom kon om de fout te herstellen. Als zelfs je nachtmerries vastlopen op een programmeerfout, dan weet je dat je te hard werkt.

Toch kan het ook heel prettig zijn om wetenschapsgerelateerde dromen hebben. Sommige onderzoekers putten hier zelfs inspiratie uit. Zo beweerde Kekulé dat hij de ringvormige structuur van benzeen had ontdekt na een (dag-)droom van een slang die in haar eigen staart beet. Of deze anecdote klopt, valt natuurlijk moeilijk te achterhalen.

Ongeveer een jaar geleden was ik voor een zomerschool in Leiden. Ik schreef toen al over vrouwen en wiskunde, maar jullie weten nog niet wat ik droomde tijdens de eerste nacht van mijn verblijf daar. Aan het begin van de droom stond ik in een huis, waarvan de ramen volledig verduisterd waren; ik voelde me er niet veilig. Dan begon het plafond vlak naast me in te storten. Onder luid geraas kwam het beton in brokken en gruis naar beneden. Dat vond ik juist helemaal niet akelig: door het gat in het plafond drong er nu wel buitenlicht binnen in de kamer en het viel me ook op dat de stroom van het neergutsende gruis gemoduleerd werd door de geluidsgolven. Toen ik wakker werd, hoorde ik nog steeds datzelfde dreunende geluid. Het duurde even voor ik besefte dat het geluid uit mijn droom van buiten kwam, waar wegenwerkers de oude asfaltlaag aan het verwijderen waren met drilboren. Toen ik aan een Finse wiskundige vertelde over mijn droom van het ritmisch oscillerende, vallende gruis, was haar reactie: “You’re such a physicist!

Met klassieke mechanica kun je berekenen hoeveel de weegschaal aanduidt in een versnellende lift.Deze droom heb ik als student al eens gehad en beleefde ik onlangs opnieuw: ik sta in een lift die begint neer te storten. Tijdens de korte tijd dat ik in vrije val ben, bedenk ik dat ik zal springen. Op die manier sta ik niet op de liftvloer als die de grond raakt. Daarna voel ik me gewoon opgelucht dat ik “het vraagstuk” heb opgelost en vraag ik me helemaal niet meer af of ik de val zal overleven. Als ik daarna wakker word, ben ik meestal redelijk in de war en krijg ik niet op een rij of deze oplossing inderdaad zou werken.

Dit zal ook wel een typische fysicus-droom zijn, want (gedachten-)experimenten met liften zijn populair in ons vakgebied. In de klassieke mechanica vragen ze je dan hoeveel de weegschaal aan zou duiden als je in een versnellende of vertragende lift op een weegschaal zou staan. (Hier een filmpje van de Rijksuniversiteit Groningen waarin het effect wordt gedemonstreerd.) Geen wonder dat ik zo ontspannen was bij mijn droom over de neerstortende lift: in vrije val zou de weegschaal nul aanduiden. Niet dat ik complexen heb over mijn gewicht – als fysicus weet ik immers dat het de massa is die er toe doet ;-) – maar ik hou wel van het bijbehorende gevoel van vlinders in de buik. Onder normale omstandigheden drukken al je inwendige organen op elkaar maar in een neerwaarts versnellende lift, of in een achtbaan, vermindert deze druk, wat zorgt voor die vallende sensatie in je buik.

Het zijn niet enkel klassieke fysici die graag de lift nemen. Ook Einstein illustreerde zijn ideeën over relativiteit met gedachtenexperimenten over liften. Het equivalentieprincipe stelt dat trage massa hetzelfde is als zware massa. Dat wordt aanschouwelijker door je voor te stellen dat je in een lift staat: stel dat de kabel breekt óf dat de aantrekkingskracht van de aarde plots wegvalt. Zou je dat verschil binnen in de lift kunnen voelen? Het antwoord is nee: massa reageert precies hetzelfde onder invloed van zwaartekracht als onder invloed van versnelling – dat is precies het equivalentieprincipe. Beide situaties zijn onwaarschijnlijk en het plots wegvallen van de aantrekkingskracht van de aarde is nog véél onwaarschijnlijker dan het breken van een liftkabel, dus ik zou natuurlijk op die laatste optie gokken (en alvast beginnen springen). Nu ik er zo over nadenk, zou dit ook nog een leuk voorbeeld kunnen zijn om te gebruiken in mijn eigen werk over (zeer) kleine kansen.

Blijkbaar heb ik dat van dat springen in de neerstortende lift trouwens niet zelf bedacht, maar onbewust opgepikt uit een film. Vorige week verscheen er zelfs een stukje in The New York Times waarin de vraag wordt beantwoord hoe je je overlevingskans kunt vergroten als je je echt in een neerstortende lift bevindt. Het slechte nieuws is: springen helpt niet. Dit werd enkele jaren geleden al aangetoond in het televisieprogramma van de Mythbusters (hier te herbekijken, helaas zit er een reclameblok voor): je zou je sprong niet alleen zeer goed moeten kunnen timen, maar ook een zeer hoge opwaartse versnelling moeten behalen. Vermits mensen niet over de vereiste sprongkracht beschikken, is het dus een fabeltje dat springen je overlevingskans in een losgeschoten lift zou kunnen vergroten. Volgens deze bron speelt het nauwelijks een rol dat je je in de liftkooi bevindt: het effect van de impact zal nagenoeg hetzelfde zijn alsof je gewoon in de liftschacht naar beneden gevallen zou zijn. Het zou wel een klein beetje kunnen helpen om op je rug op de liftvloer te gaan liggen en zo het effect van de impact te verdelen. Plat gaan liggen terwijl je in vrij val bent, is echter gemakkelijker gezegd dan gedaan (zoals ook in dit artikel wordt opgemerkt). Je volledig overgeven aan de val, dat is pas een griezelig idee. Hopelijk droom ik er deze nacht niet van!

I saw the crescent. You saw the whole of the moon.Nog een mooie om af te sluiten: ik droomde eens dat ik de hele maan kon zien, terwijl er eigenlijk maar een stukje verlicht was, gewoon omdat ik wist dat ik “goed moest kijken”. Pas later merkte ik dat dit ook werkelijk mogelijk is: er weerkaatst licht van de aarde naar de maan, waardoor de delen van de maan die niet door de zon worden verlicht ’s avonds toch zichtbaar worden als een bleekrode schijf. In het Engels heet dit verschijnsel ‘earthshine‘ (aardeschijn) en het was Leonardo Da Vinci die het verschijnsel voor het eerst wist te verklaren. Hoewel ik maar een simpele camera heb, is het toch gelukt om het effect (enigszins) op de foto te krijgen: zie het plaatje hiernaast. Om het met “The Whole of the Moon” van The Waterboys te zeggen: “Ik zag het sikkeltje, maar jij zag de hele maan”, maar dan andersom. :-)

Als je nieuwsgierig bent naar wat andere mensen dromen, bekijk dan ook zeker eens deze pdf: dit bevat de hele tekst van het boekje “En toen werd ik het wakker” waarin dromenvanger Peter Verhelst dromen verzamelde van jonge en iets oudere Gentenaren.