Wetenschap en Technologie in het nieuws

11-11-2009

Joint veroorzaakt chaotische hersengolven



Na het roken van cannabis verslechtert het geheugen tijdelijk. Dat was al bekend, maar de oorzaak niet. Onderzoek van de Universiteit Utrecht heeft nu uitgewezen dat na een flinke haal van een sterke joint bepaalde hersengolven door elkaar gaan lopen met als resultaat een minder goed functionerend werkgeheugen. Dat maakte de universiteit woensdag bekend.

In het werkgeheugen van de hersenen wordt tijdelijke informatie opgeslagen. Een voorbeeld is het intoetsen van een telefoonnummer dat je net hebt gehoord. De Utrechtse onderzoekers lieten proefpersonen na het roken van een zeer sterke joint een kort rijtje cijfers onthouden. De inmiddels stonende vrijwilligers werd gevraagd of een bepaald getal in het rijtje voorkwam. Ze deden er twee keer zo lang over dan zonder roes.

De onderzoekers kwamen er na metingen achter dat de zogenaamde thètagolven door elkaar gingen lopen. Er ontstond als het ware een chaos die bleek samen te hangen met de afname van het werkgeheugen. Dat de mens een telefoonnummer voor korte tijd kan onthouden, komt door de herhaling van deze informatie tussen twee pieken van thètagolven. Wanneer die pieken wegvallen door cannabisgebruik, werkt het werkgeheugen minder goed. Thètagolven, die een snelheid van vier tot acht golven per seconde hebben, worden ook vaak gemeten tijdens lichte slaap

(depers.nl)

12-11-2009

'Mens kan uitsterven door opeenvolging van rampen'

AMSTERDAM - De mensheid kan waarschijnlijk alleen uitsterven door een opeenvolging van catastrofes. Dat heeft een Amerikaans onderzoek uitgewezen.
Onderzoekers van de Universiteit van Colorado Denver ontwikkelden een model om in te schatten welke rampen er moeten plaatsvinden om de gehele mensheid uit te roeien.

Voor elke ramp die aan het model werd toegevoegd, berekenden ze eerst de mogelijke impact, zoals bijvoorbeeld het aantal doden dat zou kunnen vallen bij een pandemie en de tijd die er overheen zou gaan om een kernoorlog te ontketenen.

Uit het onderzoeksmodel bleek dat alleen een combinatie van meerdere catastrofes zou kunnen leiden tot een totale vernietiging van de mensheid, zo meldt Discovery News.


Meteorietinslag

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Futures.

De onderzoekers noemen enkele voorbeelden van series van rampen die de mens fataal kunnen worden. Zo zouden een pandemie, een oorlog, de opwarming van de aarde én een meteorietinslag mogelijk kunnen leiden tot het uitsterven van de mensheid als ze in relatief korte tijd plaatsvinden.

Eén of twee catastrofes zijn volgens het onderzoeksmodel niet voldoende om alle mensen op aarde uit te roeien.


Aanpassing

De mensheid heeft haar lot volgens de wetenschappers dan voor een groot deel in eigen hand.

“De capaciteit om nieuw gedrag aan te leren in nieuwe omgevingen zorgt ervoor dat mensen bijna altijd in staat zullen zijn om te overleven.”, zo verklaart hoofdonderzoeker Tobin Lopes op Discovery News.


Evolutie

“Ik denk dat het vermogen tot snelle aanpassing uniek is voor de mens”, aldus Lopes. “Andere soorten evolueren ook wel om hun kansen tot overleving te vergroten, maar daar is veel meer tijd voor nodig.”

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

13-11-2009

Bewustzijn gesignaleerd

Bewuste blik is zichtbaar in het brein

Iedereen weet uit eigen ervaring hoe het ‘voelt’ om je ergens bewust van te zijn. Maar wat gebeurt er in de hersenen, bijvoorbeeld als je bewust ergens naar kijkt? Elke keer hetzelfde, ontdekten Amerikaanse wetenschappers.

Het bewustzijn is en blijft een groot raadsel. Je moet heel hard zoeken om een wetenschapper te vinden die bereid is om te beweren dat we zelfs maar in de buurt van een verklaring zijn voor dit fenomeen.

Maar er wordt wel hard aan gewerkt, en met resultaat. Het wordt bijvoorbeeld steeds duidelijker wat er in je hoofd gebeurt als er zich bewuste processen afspelen. Zo beschreef Raphaël Gaillard eerder dit jaar hoe bewust kijken leidt tot de integratie van verschillende hersendelen. Verschillende processen gaan dan synchroon lopen en zetten weer ander hersendelen aan tot extra activiteit.

Aaron Schurger borduurde samen met een aantal collega’s voort op dit gegeven, en ontdekte dat er elke keer hetzelfde in je hoofd gebeurt als je meerdere malen bewust ergens naar kijkt. Kijk tien keer naar het eerste plaatje naast dit artikel, en de hersenactiviteit – in je temporale kwabben, om precies te zijn – is tien keer hetzelfde.

Logisch, denk je dan in eerste instantie. Je ogen krijgen elke keer dezelfde informatie binnen, dat moet bijna wel tot overeenkomstige hersenactiviteit leiden. Maar dat hoeft helemaal niet. Want als je onbewust een aantal malen naar hetzelfde object kijkt, dan leidt dat niet elke keer tot dezelfde activiteit in het brein.

Kleurenspel
Hoe kwam Schurger daar achter? Je kunt moeilijk tegen iemand zeggen: kijk eens een paar keer onbewust naar een plaatje. De onderzoekers gebruikten een leuk foefje om dat probleem te omzeilen. In het kort komt het erop neer dat je het linker- en het rechteroog twee identieke plaatjes voorschotelt, maar de kleuren van het tweede plaatje precies omgedraaid zijn ten opzichte van de eerste. Bewust denk je dan een eenkleurig vlak te zien. Maar onbewust heb je de plaatjes wel degelijk waargenomen.

De onderzoekers lieten de proefpersonen tekeningen zien van een gezicht en van een huis. Om de hersenactiviteit bij bewust kijken te meten, lieten ze beide ogen van de proefpersonen hetzelfde plaatje zien. Om de onbewuste activiteit te meten, kreeg linkeroog een oranje gezicht of huis te zien met een groene omgeving, en het rechteroog een groen gezicht of huis met een oranje omgeving. Bewust zagen ze daardoor alleen een geel vlak, maar elk oog afzonderlijk zag de groene of oranje afbeelding.

Dit trucje stelde de onderzoekers in staat om met een hersenscanner te kijken naar het verschil in activiteit bij bewust en onbewust kijken. Bij onbewuste waarneming van de plaatjes was de hersenactiviteit elke keer anders, maar bij bewust kijken elke keer hetzelfde. Een bewuste actie is daardoor herkenbaar in het brein.

Bewusteloos of bij bewustzijn?
Dat geeft onderzoekers een handvat om vast te stellen of iemand bij bewustzijn is. Schurger hoopt dat zijn onderzoek het mogelijk gaat maken om vast te stellen of mensen die onder narcose of in coma liggen alweer bij bewustzijn aan het komen zijn, ongeveer zoals de Argentijnse blaastest dat ook doet.

Maar voor mensen die zijn geïnteresseerd in het probleem van het bewustzijn, is dit onderzoek ook zonder zijn praktische toepasbaarheid al interessant genoeg. Het licht namelijk weer een tipje van de sluier op van het mysterie dat bewustzijn heet.

Bouwe van Straten

Aaron Schurger e.a., ‘Reproducibility distinguishes conscious from nonconscious neural representations’, in Science, 13 november 2009.

(Noorderlicht)

quote:

'Universal' Programmable Two-Qubit Quantum Processor Created

ScienceDaily (Nov. 15, 2009) — Physicists at the National Institute of Standards and Technology (NIST) have demonstrated the first "universal" programmable quantum information processor able to run any program allowed by quantum mechanics -- the rules governing the submicroscopic world -- using two quantum bits (qubits) of information. The processor could be a module in a future quantum computer, which theoretically could solve some important problems that are intractable today.

The NIST demonstration, described in Nature Physics, marks the first time any research group has moved beyond demonstrating individual tasks for a quantum processor -- as done previously at NIST and elsewhere -- to perform programmable processing, combining enough inputs and continuous steps to run any possible two-qubit program.

The NIST team also analyzed the quantum processor with the methods used in traditional computer science and electronics by creating a diagram of the processing circuit and mathematically determining the 15 different starting values and sequences of processing operations needed to run a given program. "This is the first time anyone has demonstrated a programmable quantum processor for more than one qubit," says NIST postdoctoral researcher David Hanneke, first author of the paper. "It's a step toward the big goal of doing calculations with lots and lots of qubits. The idea is you'd have lots of these processors, and you'd link them together."

The NIST processor stores binary information (1s and 0s) in two beryllium ions (electrically charged atoms), which are held in an electromagnetic trap and manipulated with ultraviolet lasers. Two magnesium ions in the trap help cool the beryllium ions.

NIST scientists can manipulate the states of each beryllium qubit, including placing the ions in a "superposition" of both 1 and 0 values at the same time, a significant potential advantage of information processing in the quantum world. Scientists also can "entangle" the two qubits, a quantum phenomenon that links the pair's properties even when the ions are physically separated.

With these capabilities, the NIST team performed 160 different processing routines on the two qubits. Although there are an infinite number of possible two-qubit programs, this set of 160 is large and diverse enough to fairly represent them, Hanneke says, making the processor "universal." Key to the experimental design was use of a random number generator to select the particular routines that would be executed, so all possible programs had an equal chance of selection. This approach was chosen to avoid bias in testing the processor, in the event that some programs ran better or produced more accurate outputs than others.

Ions are among several promising types of qubits for a quantum computer. If they can be built, quantum computers have many possible applications such as breaking today's most widely used encryption codes, such as those that protect electronic financial transactions. In addition to its possible use as a module of a quantum computer, the new processor might be used as a miniature simulator for interactions in any quantum system that employs two energy levels, such as the two-level ion qubit systems that represent energy levels as 0s and 1s. Large quantum simulators could, for example, help explain the mystery of high-temperature superconductivity, the transmission of electricity with zero resistance at temperatures that may be practical for efficient storage and distribution of electric power.

The new paper is the same NIST research group's third major paper published this year based on data from experiments with trapped ions. They previously demonstrated sustained quantum information processing and entanglement in a mechanical system similar to those in the macroscopic everyday world. NIST quantum computing research contributes to advances in national priority areas, such as information security, as well as NIST mission work in precision measurement and atomic clocks.

In the latest NIST experiments reported in Nature Physics, each program consisted of 31 logic operations, 15 of which were varied in the programming process. A logic operation is a rule specifying a particular manipulation of one or two qubits. In traditional computers, these operations are written into software code and performed by hardware.

The programs did not perform easily described mathematical calculations. Rather, they involved various single-qubit "rotations" and two-qubit entanglements. As an example of a rotation, if a qubit is envisioned as a dot on a sphere at the north pole for 0, at the south pole for 1, or on the equator for a balanced superposition of 0 and 1, the dot might be rotated to a different point on the sphere, perhaps from the northern to the southern hemisphere, making it more of a 1 than a 0.

Each program operated accurately an average of 79 percent of the time across 900 runs, each run lasting about 37 milliseconds. To evaluate the processor and the quality of its operation, NIST scientists compared the measured outputs of the programs to idealized, theoretical results. They also performed extra measurements on 11 of the 160 programs, to more fully reconstruct how they ran and double-check the outputs.

As noted in the paper, many more qubits and logic operations will be required to solve large problems. A significant challenge for future research will be reducing the errors that build up during successive operations. Program accuracy rates will need to be boosted substantially, both to achieve fault-tolerant computing and to reduce the computational "overhead" needed to correct errors after they occur, according to the paper.

As a non-regulatory agency of the U.S. Department of Commerce, NIST promotes U.S. innovation and industrial competitiveness by advancing measurement science, standards and technology in ways that enhance economic security and improve our quality of life.

Bron: ScienceDaily.

16-11-2009

Nijlpaarden maken krokodil af



In het Serengetipark in Tanzania heeft een Tsjechische fotograaf het kiekje van zijn leven gemaakt. De 45-jarige Vaclav Silha stond met zijn fototoestel aan de oevers van de Nijl foto's te maken van ongeveer 50 badende nijlpaarden, toen plots een hevig gevecht uitbrak tussen de nijlpaarden en een krokodil.

Zelden ruzie
De twee diersoorten gaan zelden met elkaar in conflict, maar kunnen wel eens ruzie krijgen wanneer een reptiel te dicht bij een nijlpaardjong komt. Dat was ook nu het geval, waardoor een horde nijlpaarden de krokodil omsingelde. Opeens liep de krokodil over de ruggen van de nijlpaarden weg, "mogelijk omdat het dier dat als enige uitweg zag," zegt de fotograaf. "Ik kon mijn ogen niet geloven. Het was de àllerslechtste keuze voor de krokodil, en absoluut zijn laatste."

Woest
De nijlpaarden werden woest, en de krokodil maakte meermaals kennis met hun verwoestende bijtkracht. Hun beet kan verschillende tonnen druk uitoefenen, en daar is zelfs een krokodillenpantser niet tegen bestand. Het dier was meteen dood, en dreef weg met de stroom. (sam)













(HLN)

17-11-2009

Halve Chinees is hele kerel



De Chinees Peng Shuilin verbaast de medische wereld. Zijn halve lichaam moest worden geamputeerd nadat de 37-jarige man werd overreden door een vrachtwagen.



Peng verbleef twee jaar in het ziekenhuis in Shenzhen en onderging een massa operaties. Nagenoeg al zijn vitale organen moesten immers 'omgeleid' worden. Ook heeft hij leren lopen met een prothese.

Winkel geopend
De man is intussen uitgegroeid tot een waar rolmodel voor andere andersvaliden. Hij heeft een discount-supermarkt geopend met de naam 'Halve Man - Halve Prijzen'. In zijn rolstoel en met zijn lichaamslengte van 78 centimeter geeft de man lezingen over het (over)leven met een handicap.

Positieve instelling
Bij zijn jongste medisch onderzoek is gebleken dat Peng Shuilin fitter is dan de meeste andere mannen van zijn leeftijd. "Volgens ons is hij de enige persoon ter wereld die een dergelijke ingrijpende amputatie heeft overleefd", aldus Lin Liu van het Bujie ziekenhuis. Volgens de ziekenhuisdirecteur heeft hij dit te danken aan zijn positieve instelling. (eb)

(HLN)

19-11-2009

Hoe het brein ons telkens weer voor de gek houdt



Zien is een gecompliceerde wisselwerking tussen oog en brein. Met alle maffe gevolgen van dien.

Kijk strak naar een van de blokjes in de bovenste rij van bovenstaande illustratie. De lijnen daaronder en -boven zijn kaasrecht. Maar de andere blokjes en lijnen staan duidelijk schots en scheef. En toch, kijk naar een blokje tussen een ander stel lijnen, en prompt lopen daar de lijnen recht en alle andere lijnen scheef. Een visuele illusie die aantoont dat we niet in staat zijn om te ‘zien’ wat er te zien valt. Alles wat buiten ons centrale gezichtsveld valt, buiten dat hele kleine stukje van het netvlies dat werkelijk ‘scherp’ kan zien, blijft vaag, en wordt door het brein slechts globaal bekeken en geïnterpreteerd, volgens een aantal basisregels. Zo veroorzaakt het verschoven blokjespatroon een illusie van diepte, van verschuiving naar achteren, en prompt ‘denkt’ ons brein dat die vage lijnen wijken, dan wel samenkomen.

Het brein ziet niks. Het enige wat het van de ogen ontvangt is een immense stroom visuele prikkels, en daar probeert het iets van te maken. Het construeert de werkelijkheid om ons heen – de diepte, kleuren, voorwerpen waarvan wij zo naïef denken dat die zich ‘buiten onszelf’ bevinden. En dat grotendeels op basis van onze ervaring, opgedaan in de eerste levensjaren. Jonge proefdieren die nooit een cirkel of een verticale lijn te zien kregen, zullen die op latere leeftijd ook nooit ‘zien’. Wie blind geboren is, en op latere leeftijd de kans krijgt om dankzij een operatie toch weer te zien, doet er verstandig aan dat aanbod af te wijzen. Zien wordt dan een ware nachtmerrie.

Dat ‘constructievermogen’ van het brein kan wegvallen, of juist veel te sterk worden, bijvoorbeeld als gevolg van een beroerte. In het eerste geval (visuele agnosie) herkent het slachtoffer geen voorwerpen meer, maar ‘ziet’ alleen lijnen, onderdelen. In het andere geval (het syndroom van Bonnet) raakt de visuele wereld van het slachtoffer bevolkt door hardnekkige, haarscherpe hallucinaties van huisdieren, vrienden of zelfs kabouters. Voor de patiënt verwarrende, deprimerende ervaringen.

Dat onvolmaakte ‘constructievermogen’ van ons brein staat aan de basis van de tientallen intrigerende vormen van gezichtsbedrog. De kleur van de maan van de Italiaanse psychologe Paola Bressan geeft niet alleen een heldere uitleg over hoe ons brein werkt, maar bevat ook vele kleine kaders waarin ze laat zien hoe datzelfde brein de mist in gaat, en waarom. Niet alleen diepte, ook dat wat wij in een oogopslag ‘zien’, zoals beweging, of een bepaalde kleur, is vaak niet meer dan een interpretatie op basis van onze ervaring. Het zijn stuk voor stuk intrigerende, ontluisterende ervarinkjes. Wie Bressan gelezen heeft, gelooft zijn ogen niet meer

(depers.nl)

22-11-2009

17.650 nieuwe diersoorten gevonden in diepzee


Een zeekomkommer op 2,750 meter diepte in de Golf van Mexico. Foto AP

Onderzoekers hebben sinds 2000 al meer dan 17.650 nieuwe diersoorten ontdekt in de diepzee. Dat maakte de Census of Marine Life, een internationaal onderzoeksproject dat tien jaar duurt en dat in oktober volgend jaar wordt afgesloten, vandaag bekend.

Link - Bekijk een overzichtskaart van de zoektocht
Link - Lees meer over het project

De dieren, die nog niet eerder werden gecategoriseerd, leven in totale duisternis. Het zonlicht dringt door tot ongeveer 200 meter onder de zee- en oceaanspiegel. Het gaat onder meer om weekdier- en wormachtigen, garnalen, krabben, zeesterren, koralen en kwallen met de omvang van een walvis. Sommige dieren beschikken over verlichting, om hun weg te vinden of om prooien te lokken.

De meeste nieuwe soorten leven op diepten die variëren van 200 tot 1.000 meter. Ruim 5.700 van de recent ontdekte soorten werden aangetroffen op meer dan een kilometer onder de golven. „De diversiteit van het leven in de diepzee is veel, veel groter dan we tot nog toe aannamen”, aldus Robert Carney van de Universiteit van Louisiana, die een deelstudie leidt van de Census of Marine Life.


De wetenschappers zijn bij hun zoektocht tot 5000 meter diep gegaan en maakten daarbij onder meer gebruik van camera's aan kabels, sonartechnologie en onderzeeboten.


(nrc)

23-11-2009

'Wereld vergaat pas in 2220'

De profetie dat de wereld in december 2012 vergaat is gebaseerd op een rekenfout. Als de onheilstijding al werkelijkheid wordt, zal dat pas in 2220 zijn. Dat zeggen wetenschappers in het novembernummer van het tijdschrift NWT Natuurwetenschap& Techniek.


Wie op Google 2012 intikt krijgt 189 miljoen hits, waarvan de meeste gaan over het einde der tijden of over het aanbreken van een nieuw spiritueel tijdperk. De onheilsprofeten en newage-aanhangers baseren zich op de Mayakalender. Die zou aflopen op 21 december 2012. De zwartkijkers gaan er van uit dat onze tijd er dan op zit en de wereld vergaat.


Recent onderzoek van archeologen, astronomen en wiskundigen laat echter zien dat die datum helemaal niet klopt. De kalender van de Maya's loopt pas twee eeuwen later af, aldus NWT. Het probleem is dat het Zuid-Amerikaanse indianenvolk de Maya's niet één maar vier kalenders hanteerde, die allemaal even ingewikkeld waren. Bovendien hadden de Spaanse overheersers destijds alle geschreven teksten over de jaartellingen verbrand. Wat overbleef waren in steen gebeitelde aanwijzingen.

Fout

Het ging mis bij de vertaling van de Maya-kalender naar de Greenwich Mean Time (GMT) , de huidige standdaardtijd. De Duitse aardwetenschapper Andreas Fuls rekende het nog eens na en concludeerde dat het einde van de Maya-kalender pas in 2220 valt. En hij gaat er van uit dat de telling dan gewoon weer bij het begin begint. De Maya-'eindtijd' zou daardoor sinds het ontstaan van de aarde al zo'n 150.000 keer moeten hebben plaatsgevonden.


De meer spiritueel ingestelden geloven dat op 21 december 2012 de kosmische hemelpoort openzwaait. De zon klimt dan naar zijn hoogste punt en staat dan gelijk aan de denkbeeldige evenaar van de Melkweg. Het zou maar eens in de 25.800 jaar gebeuren dat de zon dat doet tijdens de winterwende. Astronoom Louis Strous van de Universiteit Utrecht is nuchterder dan de new age-aanhangers. Dit gebeurt elke paar duizend jaar weer'', zegt hij. Bovendien bestaat er helemaal niet zoiets als een exacte 'evenaar' van de Melkweg, aldus Strous in NWT.


Hoe de wereld zal vergaan als de onheillsprofeten wel gelijk hebben is te zien in de speelfilm 2012. Regisseur Roland Emmerich heeft op gebied van special effects alles uit de kast gehaald om de rampspoed uit te beelden. Vanaf 11 november draait de Hollywood-productie in Nederland.

Rectificatie 23 november 2009: Een eerdere versie van dit ANP-bericht had als kop ''Wereld vergaat pas in 2208''. Dit was onjuist door verkeerd verstrekte informatie en is aangepast in '2220'.

(nrc)

quote:

Eerste botsing deeltjes in LHC

In de grootste deeltjesverneller op aarde, de Large Hadron Collider (LHC) van het Europees instituut voor deeltjesonderzoek CERN in Genève, zijn vandaag voor het eerst deeltjes op elkaar gebotst. Deze proefbotsingen vonden plaats bij lage energie en worden door wetenschappers omschreven als "een grote prestatie".

De 27 kilometer lange, ringvormige deeltjesversneller is afgelopen vrijdag weer in bedrijf genomen, nadat deze vorig jaar defect raakte. Afgelopen vrijdag slaagden wetenschappers erin om deeltjes met de klok mee door de LHC te laten bewegen. Gisteren lukte het om deeltjes de andere kant op te laten bewegen. Vanmiddag om half twee was echter het grote moment daar: twee bundels met deeltjes reisden tegelijkertijd in tegengestelde richting door de LHC.

Volgens Steve Myers, manager van het LHC-project, verkeert het apparaat in uitstekende toestand. Op een persconferentie toonde hij beelden van de kwaliteit van de deeltjesbundelsbundels.

Door te bestuderen wat er gebeurt als elementaire deeltjes op elkaar botsen, hopen wetenschappers inzicht te krijgen in de kleinste bouwstenen van materie. Om de juiste effecten te zien, moeten de botsingen echter plaatsvinden met deeltjes die dusdanig versneld zijn dat ze een hoge energie hebben. In december zullen de magneten die voor deze versnelling moeten zorgen worden ingeschakeld. Dat is een kritische stap, omdat de LHC daardoor vorig jaar defect raakte.

De LHC raakte vorig jaar defect door een kortsluiting in een verbinding tussen twee magneten. Daarop volgde een heliumexplosie. Na ruim een jaar is de LHC nu hersteld en weer op zijn bedrijfstemperatuur van 1,9 graden boven het absolute nulpunt gebracht. De installatie van veiligheidskleppen in het heliumsysteem moet de versneller in de toekomst voor een vergelijkbare ramp behoeden.

FOK!frontpage

quote:

Op maandag 23 november 2009 23:56 schreef MPG het volgende:

[..]

FOK!frontpage

De LHC deeltje 2

24-11-2009

Klimaatcomplot niet aangetoond



Anonieme klimaatactivisten stalen duizenden mails, die het bewijs zouden vormen dat wetenschappers liegen. ‘Het is een zielige actie.’

Een rotstreek. Dat was de algemene reactie van de klimaatwetenschappers die vorige week het slachtoffer waren van een fikse inbraak in de server van de Climate Research Unit van de universiteit van East Anglia. Anonieme klimaatactivisten stalen duizenden oude e-mails (tot dertien jaar oud; alles bij elkaar 600 megabyte) van de server van het instituut, om te bewijzen dat wetenschappers wereldwijd onderdeel uitmaken van een al even wereldwijd complot gericht op het opblazen en overdrijven van de gevolgen van het broeikaseffect.

Duizenden wetenschappers staan voor aap. Plotsklaps kan iedereen meegenieten van hun flauwe grappen, hun vreugde bij het overlijden van een tegenstander, het dagelijkse gezeur, gezeik en gescheld van wetenschappers onder elkaar. Het is geen verheffende lectuur. Maar een complot?

Niet van Bush

De mooiste aanwijzingen ontbreken. Er zitten geen mailtjes van George W. Bush tussen die wetenschappers opdraagt om te liegen (want anders…). Geen ruzies over steekpenningen. Geen bekentenissen. In plaats daarvan moet de lezer in argwaan geraken van een handjevol door de actievoeders geselecteerde citaten die vuil spel zouden suggereren: collega’s die elkaar aanraden om bepaalde collega’s te mijden, of om meetseries niet mee te nemen omdat ze roet in het eten zouden gooien. Veel wordt gemaakt van het feit dat klimaatwetenschapper Phil Jones in een mailtje schrijft een ‘trick’ te gebruiken om een bepaald resultaat te bereiken – maar een trick betekent in de wetenschap helaas niet veel meer dan ‘handigheidje’, in dit geval om nieuwe en oude meetseries te combineren.

Geen toeval

Dat actievoerders juist nu deze mails op straat gooien is geen toeval. Over twee weken start de milieuconferentie van Kopenhagen. Talrijke milieuorganisaties organiseren acties om regeringen onder druk te zetten en harde afspraken te maken over de uitstoot van CO2. De mails moeten bewijzen dat dat niet nodig is, dat de wetenschappers liegen. De anonieme hackers probeerden de mails, opgeborgen in een server in Rusland, te downloaden op de site realclimate.org (een site van en voor klimaatwetenschappers). De beheerders staken daar een stokje voor en waarschuwden de CRU dat er bij ze was ingebroken. Het is een zielige actie, aldus realclimate. ‘Als uit hun verband gerukte citaten moeten bewijzen dat er niks aan de hand is met het klimaat, dan hoeven we die opvatting niet serieus te nemen.’

(depers.nl)

quote:

Op dinsdag 17 november 2009 02:34 schreef ExperimentalFrentalMental het volgende:
17-11-2009

Halve Chinees is hele kerel
[...]
[ afbeelding ]

Peng verbleef twee jaar in het ziekenhuis in Shenzhen en onderging een massa operaties. Nagenoeg al zijn vitale organen moesten immers 'omgeleid' worden. Ook heeft hij leren lopen met een prothese.

Winkel geopend
De man is intussen uitgegroeid tot een waar rolmodel voor andere andersvaliden. Hij heeft een discount-supermarkt geopend met de naam 'Halve Man - Halve Prijzen'. In zijn rolstoel en met zijn lichaamslengte van 78 centimeter geeft de man lezingen over het (over)leven met een handicap.

Positieve instelling
Bij zijn jongste medisch onderzoek is gebleken dat Peng Shuilin fitter is dan de meeste andere mannen van zijn leeftijd. "Volgens ons is hij de enige persoon ter wereld die een dergelijke ingrijpende amputatie heeft overleefd", aldus Lin Liu van het Bujie ziekenhuis. Volgens de ziekenhuisdirecteur heeft hij dit te danken aan zijn positieve instelling. (eb)

(HLN)

Halve man, halve prijzen

Whahaha! OMG

De Royal Society heeft onlangs een aardige site gelanceerd met oa. een aantal klassieke wetenschappelijke publicaties.

02-12-2009

'Beleid Bert Koenders houdt Afrika arm'

Onderzoeker Wiet Janssen heeft het beleid van minister Bert Koenders (PvdA, Ontwikkelingssamenwerking) en clubs als Cordaid en Oxfam-Novib onderzocht en wat blijkt: ontwikkelingshulp zoals die nu wordt gegeven, houdt Afrika arm.


Er is forse kritiek vanuit de wetenschap op beleid Koenders. Hier helpt hij een Afrikaanse boer met de oogst

Janssen promoveert morgen met zijn onderzoek 'Management of the Dutch development cooperation' aan de Universiteit Twente. Hij is een externe promovendus.

Omgekeerd
Landen die veel hulp krijgen, ontwikkelen zich niet sneller dan landen die het zonder hulp moeten stellen. Het is eerder omgekeerd, aldus Janssen, die vijf jaar aan zijn onderzoek heeft gewerkt.

Janssen werkte zelf ruim achttien jaar bij ontwikkelingsprojecten. Hij heeft voor zijn onderzoek het beleid van Koenders bestudeerd en officiële documenten van grote hulporganisaties als Oxfam-Novib en Cordaid.

Afrikaanse kinderen
Ook heeft hij het werk van tal van adviesorganen, onderzoeksinstituten, particuliere initiatieven en handelsafspraken onderzocht. Janssen heeft noodhulp en conflictbestrijding niet in zijn onderzoek betrokken.

Volgens Janssen moet ontwikkelingshulp radicaal anders worden. Afrikaanse kinderen moeten al op jonge leeftijd leren hoe ze ondernemer kunnen worden.

Subsidie
Op de basisschool moeten ze al een vak leren waarmee ze een redelijk inkomen kunnen verdienen. Dat zijn volgens de promovendus wel zinvolle maatregelen, die kunnen leiden tot blijvende armoedevermindering in het armste deel van de wereld.

Gisteren was de laatste dag dat de hulpclubs hun aanvraag voor een nieuwe subsidie van Koenders konden indienen. De organisaties willen, zoals viel te verwachten, veel geld. Meer dan Koenders heeft te besteden: tot 500 miljoen euro.

Door Robin van der Kloor

(Elsevier)

03-12-2009

'Alle mannen kijken porno (vanaf hun tiende)'

Uit een Canadees onderzoek blijkt dat alle mannen porno kijken. In eerste instantie gingen de onderzoekers op zoek naar mannen die nog nooit porno hadden gekeken, maar die konden ze nergens vinden.


Gemiddeld kijkt de vrijgezelle man twee uur per week porno

Het onderzoek werd gehouden door de Universiteit van Montreal in Canada, zo meldt de Britse krant The Daily Telegraph.

De onderzoekers komen tot de conclusie dat alle mannen wel eens naar porno hebben gekeken. Voor het onderzoek werd onder meer een groep heteromannen van rond de twintig gevraagd op welke leeftijd zij voor het eerst porno keken. Hieruit kwam een gemiddelde leeftijd van tien jaar.

Consumptie
Zo’n negentig procent van de pornoconsumptie heeft plaats op het internet, de rest van de porno wordt gehuurd bij de videotheek.

Vrijgezelle mannen kijken gemiddeld 40 minuten achter elkaar porno, ongeveer drie keer in de week. Mannen in een relatie kijken ongeveer twee keer in de week 20 minuten porno.

Harmonie
'De pornografie heeft de opvattingen van de mannen over vrouwen en hun relaties niet veranderd. De mannen waren zelfs erg conventioneel in hun pornogebruik en willen vooral een harmonieuze relatie met vrouwen,' aldus professor Simon Lewis Lajeunesse.


Door Roseline Lemoine

(Elsevier)

08-12-2009

‘Muziek van Mozart stimuleert groei van premature baby’s’

AMSTERDAM – Baby’s die te vroeg geboren zijn, groeien mogelijk sneller als ze regelmatig een compositie van Mozart te horen krijgen. Dat beweren Israëlische onderzoekers in een nieuwe studie.
De wetenschappers van het Tel Aviv Sourasky Medical Center onderzochten de invloed van de muziek van Mozart op de stofwisseling van 20 ongeboren baby’s.

Ze lieten de kinderen twee opeenvolgende dagen gedurende dertig minuten luisteren naar een ‘Baby Mozart’ cd waarop composities van Mozart worden afgewisseld met babygeluidjes.

Gewichtstoename

Tijdens het luisteren naar de muziek verliep de stofwisseling van de baby’s volgens de onderzoekers gemiddeld met 10 tot 13 procent langzamer, zo meldt persbureau Reuters. Een vertraagde stofwisseling leidt over het algemeen tot een toename van het gewicht.

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Pediatrics.


Sceptisch

Volgens hoofdonderzoeker Ronit Lubetzky wijst het experiment er op dat het luisteren naar de muziek van Mozart een positieve invloed heeft op het gewicht van premature baby's.

Andere wetenschappers zijn echter sceptisch, omdat de Israelische onderzoekers alleen de stofwisseling van de baby’s hebben gemeten en geen daadwerkelijke gewichtstoename.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

08-12-2009

Mobiel bellen leidt niet tot tumoren


Mobiel bellen vergroot de kans op een hersentumor niet Foto Wonderlane / Flickr

Er is geen enkele aanwijzing dat mobiele telefonie het risico op een hersentumor vergroot. Dat schrijven Deense onderzoekers in het Journal of the National Cancer Institute (3 december). De Denen doorzochten de Scandinavische kankerstatistieken voor de periode 1974-2003, waarbij ze keken naar de twee meest algemene typen hersentumoren: glioom en meningeoom. Zo’n 60.000 van de 16 miljoen volwassen Scandinaviërs kregen in die periode een van die typen hersentumor.

Mobiele telefonie, zo schrijven de onderzoekers in het artikel, nam halverwege de jaren negentig plotseling sterk toe. Als mobiele telefoons werkelijk hersentumoren zouden veroorzaken, zoals sommigen vermoeden, dan zou je dat in de statistieken moeten kunnen terugzien. Dat is echter niet het geval, concluderen de Denen. Het aantal hersentumoren nam in die periode weliswaar licht toe, maar die trend is niet sterker geworden na de intrede van de mobiele telefonie.

Er is nog maar weinig bekend over de oorzaken van hersentumoren. Er zijn slechts twee bekende oorzaken – ioniserende straling en erfelijke aandoeningen zoals neurofibromatose – maar die verklaren samen maar een klein percentage van de tumorgevallen. Elektromagnetische straling uit mobiele telefoons is een vaak genoemde boosdoener, maar een biologische verklaring daarvoor ontbreekt. Bovendien is dit vermoeden nooit wetenschappelijk bevestigd. Integendeel: voorlopige studies uit Scandinavië en Groot-Brittannië toonden geen verband aan tussen mobiele telefonie en hersentumoren. Het nu gepubliceerde Deense onderzoek, tot nu toe het grootste in zijn soort, keek voor het eerst naar de langere termijn.

De Denen durven niet stellig te concluderen dat mobiele telefonie geen hersentumoren veroorzaakt. Ze houden een slag om de arm. Misschien, zo schrijven ze, wordt het effect pas na meer dan tien jaar duidelijk. Of misschien zijn er bepaalde subgroepen van mensen die wel een verhoogd risico lopen, bijvoorbeeld door erfelijke aanleg of doordat ze extreem vaak mobiel telefoneren, maar zijn er specifiekere en grotere studies nodig om dat effect aan te tonen. Zelf zetten ze hun onderzoek in elk geval voort.

(nrc)

09-12-2009

Hoera, weer nieuwe genen ontdekt

Wie denkt dat alle genen van de mens nu allemaal wel zo’n beetje in kaart zijn gebracht, heeft het mis. Deze week rapporteren Chinese wetenschappers in het tijdschrift Nature Biotechnology nieuwe genen te hebben gevonden. Die genen zijn goed voor het immuunsysteem en de reukzin, maar wat ze precies doen is nog een mysterie.

Het totale genoom van de mens, een DNA-kaart eigenlijk, werd in het jaar 2003 voor het eerst gepubliceerd, met dank aan onderzoekers van het zogenaamde Human Genome Project. Groot nieuws, want nu wisten we hoeveel genen een mens had, waar die genen zitten, en voor een groot deel wat ze doen. Sindsdien is het menselijk genoom een onmisbaar stukje gereedschap om genetische aanleg voor ziekten en andere menselijke eigenschappen op te sporen. Kleine triomf voor de wetenschap dus, dat menselijk genoom.


Een genoom ontrafelen is voornamelijk laboratoriumwerk. Afbeelding: © Darren, DA Creative Photography, Flickr.com

.Maar ondanks de triomf was het menselijk genoom nog niet compleet. De DNA-kaart was voornamelijk gebaseerd op Amerikaans DNA. En dan mis je natuurlijk wat. Daarom schatten wetenschappers dat er tot dusver 99 procent aan menselijk DNA was in kaart was gebracht. We missen dus nog een procentje.

Inmiddels proberen onderzoekers dat gat langzaam maar zeker te vullen, en deze week maken Chinese biologen een grote stap daarin. Voor de verandering spitten zij het DNA van een Aziaat en een Afrikaan door: ze vonden enkele honderden nieuwe genen. Dat schrijven de Chinezen onder leiding van Jian Wang in het vooraanstaande tijdschrift Nature Biotechnology.

De nieuwe genen blijken nieuwe erfelijke informatie te bevatten voor onder meer het immuunsysteem, de reukzin en de manier waarop het lichaam genen aan- en uitzet. Dat blijkt uit een computeranalyse, die voorspelt wat het lichaam doet als zo’n gen aangaat, en uit vergelijkingen met dierlijk DNA.

De onderzoekers denken dat de genen nuttig zijn, omdat hetzelfde soort genen vaker in de natuur voorkomen. Een behoorlijk deel van de nieuw ontdekte genen vonden de wetenschappers ook in apen. Ondanks dat het genoom van chimpansees en mensen al 2,5 miljoen jaar hun eigenlijk evolutie hadden, zijn deze genen min of meer hetzelfde gebleven. Blijkbaar was het iets waard om ze te bewaren.

Of de nieuwe genen écht belangrijke lichaamsfuncties uit kunnen voeren, hebben de Chinezen nog niet onderzocht. De wetenschappers verwachten dat wanneer de genen eenmaal onder de loep worden genomen, deze nieuwe manieren kunnen opleveren om ziekten te bestrijden. Zo weten de biologen vrij zeker dat de genen informatie bevatten over het eiwit mucine – misschien wel interessant, want mucine is in sommige gevallen gerelateerd aan kanker.

In totaal vonden de Chinezen vonden tussen de nieuwe stukjes DNA – dat waren zo’n 40 miljoen DNA-letters oftewel baseparen – maar liefst 200 nieuwe genen in het Aziatische genoom, en 155 in het Afrikaanse.

Overigens is nu nog steeds niet het volledige menselijke genoom ontrafeld. Maar: DNA analyseren wordt steeds goedkoper, en wetenschappers verwachten dat ze voor het eind van deze eeuw de grootste geheimen over onze genetische aanleg boven water krijgen

(Kennislink)

10-12-2009

"Wetenschappers ontdekken ‘reuzenvirus’

AMSTERDAM – Franse onderzoekers hebben een reuzenvirus geïsoleerd dat is opgebouwd uit genetisch materiaal van planten, dieren en bacteriën.

© ANP De onderzoekers van de universiteit van Aix-Marseille ontdekten het nieuwe virus in amoebes, eencellig organismen die als parasiet kunnen voorkomen bij zowel mensen als dieren.

Het DNA van het ‘reuzenvirus’ bestaat uit maar liefst 368.000 basenparen en bevat genetisch materiaal van planten, dieren, bacteriën en andere virussen, dat zich in de amoebe kon combineren tot een nieuw organisme, zo meldt AFP.

Microscoop

De ontdekking van het nieuwe virus wordt beschreven in het wetenschappelijk tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences.

Het organisme, dat de naam Marseillevirus heeft gekregen, is volgens de onderzoekers het op vier na grootste virus ter wereld. Het organisme heeft een diameter van 250 nanometer (ongeveer 250 miljoenste millimeter) en is daardoor zichtbaar door een gewone optische microscoop.

De wetenschappers vermoeden dat amoebes een belangrijke bron zullen zijn voor de creatie van meer reuzenvirussen, omdat de organismen zich voeden met bacteriën en en virussen van verschillende soorten.


Ziekteverwekker

“Dit virus is een totaal nieuwe virale vorm”, zo verklaarde hoofdonderzoeker Didier Raoult tegen persbureau AFP.

“In amoebes is een proces van permanente creatie aan de gang, waardoor er een nieuw repertoire van virussen kan ontstaan. De reuzenvirussen kunnen uiteindelijk ziekteverwekkers worden als ze zich specialiseren”, aldus Raoult.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

10-12-2009

Lekker vies

Weg met de angst voor bacteriën

Eten van de vloer? Het vuil onder de nagels laten zitten? Als je het met de hygiëne niet al te nauw neemt, heeft je kind later minder kans op astma en zelfs hartproblemen, laten twee studies zien.

Een boterham met jam die aan haar jurk plakt. Eendenkroos in het haar. Haar smerige hondje dat voortdurend op haar schoot springt. Floddertje uit Annie M.G. Schmidts gelijknamige boek is misschien wel het vieste meisje dat er is. Is het erg dat zij elke dag een flinke hap bacteriën binnen krijgt?

Het is juist goed, suggereren twee studies deze week. Zo'n bacterieshot kan het afweersysteem van kinderen en zelfs ongeboren kinderen een trap onder de kont geven. Dat kan later niet alleen allergieën en astma, maar ook ontstekingsreacties, zoals hart en vaatziekten, voorkomen. Dat is 2-0 voor de 'hygiëne hypothese'.

Werkeloos
Ons afweersysteem is ontworpen om bacteriën en andere indringers uit te schakelen. Maar als we, zo zegt de 'hygiëne hypothese', tijdens onze jeugd weinig bacteriën tegenkomen, zit dat afweersysteem zonder werk. Het krijgt dan te weinig bacterietraining. En kan dan later op ongepaste momenten een aanval inzetten tegen minder gevaarlijke deeltjes zoals huisstof, met een allergie of ontsteking tot gevolg.

Melanie Conard en Harals Renz van de Phillips University in het Duitse Marburg lieten zien dat babymuizen van 'vieze' muizenmoeders beter beschermd zijn tegen astma. Conard liet zwangere muizen de bacterie Acinetobacter lwoffii inademen. Dit micro-organisme komt veel voor op bijvoorbeeld boerderijen. Het afweersysteem van de moeders activeerde "Toll-like" receptoren (TLR's) - een soort bacteriesensoren. Hoe het kan is nog een raadsel, maar de TLR's beschermden de muizenkinderen beter tegen astma, zeggen Conard en Renz.

Vieze kinderen
En ook kinderen die zelf op jonge leeftijd met bacteriën in aanraking komen, lijken beter beschermd tegen ziekten. Thomas McDade en collega's van de Northwestern University (VS) bekeken de gegevens van 1534 Filippijnse kinderen uit het stadje Cebu, waar de hygiëne een stuk minder overspannen is dan in westerse steden.

McDade zag dat kinderen die in hun eerste twee levensjaren meer bacteriële infecties hadden, als volwassen minder van het eiwit C-reactive protein (CRP) in hun bloed hadden. Dit eiwit is een signaalstof voor ontstekingen. Bovendien is er steeds meer bewijs dat hart- en vaatziekten onder meer veroorzaakt worden door een chronische ontsteking. 'Vieze' kinderen die gezond geboren worden, hebben later minder kans om hartproblemen te ontwikkelen, zegt McDade.

Ook parasieten en virussen
De Filippijnse studie zit goed in elkaar, aldus virologe dr. Foekje Stelma van de Radboud Universiteit. "Maar daar staat tegenover dat CRP een vage signaalstof voor chronische ontsteking is. Er kan van alles aan de hand zijn. Hoe dan ook gebeurt er iets in het lichaam van kinderen die veel met bacteriën in contact komen dat later bescherming biedt."

Zouden ook andere ziekteverwekkers bescherming kunnen bieden? Uit een studie onder Afrikaanse kinderen uit Gabon blijkt dat ook de parasiet schistosoma beschermt tegen allergieën. Stelma: "Waarschijnlijk is het een samenspel tussen bacteriën, virussen, parasieten en andere microben. Het gaat hier steeds om kleine duwtjes die het afweersysteem krijgt. Of een enkele flinke infectie ook beschermend werkt weten we nog niet."

Hypersteriel
De artikelen die pleiten voor de 'hygiëne hypothese' stapelen zich op. Maar er is ook een hoop controverse, aldus Stelma die zelf betrokken was bij onderzoek naar de oorzaak van allergie, waaronder de Maastrichtse KOALA-studie. "Dat komt omdat het ultieme onderzoek naar oorzaak en gevolg langlopend, tijdrovend en vooral duur is. Grote groepen mensen, zoals in de Filippijnse studie, moeten jaren lang gevolgd worden om een zinvolle uitspraak te kunnen doen."

Onze voeding wordt steeds sterieler, we gebruiken antibacteriële zeep, slapen op antibacteriële hoofdkussens, moeders raken in paniek wanneer hun kind een hap zand uit de zandbak neemt. Het mag volgens Stelma wel wat minder met onze angst voor viezigheid. Zelf neemt ze het ook niet zo nauw met de hygiëne. Een overdreven angst voor microben lijkt eerder kwaad dan goed te doen.

Frederique Melman

Melanie Conard, "Maternal TLR signaling is required for prenatal asthma protection by the nonpathogenic microbe Acinetobacter lwoffii F78", Journal Experimental Medicine, 7 december 2009.

Thomas McDade, "Early origins of inflammation: microbial exposures in infancy predict lower levels of C-reactive protein in adulthood", Proceedings of the Royal Society B, 9 december 2009.

(Noorderlicht)

10-12-2009

Zesde zintuig in je bloed?

Voelen zonder de zenuwen in je huid

De menselijke tastzin blijkt een stuk ingewikkelder dan gedacht. Zelfs mensen zonder zenuwen in hun huid kunnen voelen. Dankzij een zintuig in hun bloedvaten en zweetklieren.

Voelen doe je met de zenuwen in je huid. Het was dan ook een mysterie, waar Britse onderzoekers recentelijk tegenaan liepen: twee patiënten van het Pain Research Institute in Liverpool ontbeerden al deze zenuwen. Ze waren daardoor niet in staat om pijn waar te nemen, of die nu werd veroorzaakt door extreme koude, verbranding of gebroken botten. Tegelijkertijd konden ze toch met hun huid warm en koud onderscheiden en aanrakingen waarnemen.

De kwestie was des te opmerkelijker omdat mensen die ongevoelig zijn voor pijn vrijwel nooit in staat zijn om een normaal leven te leiden. Niet alleen verwonden ze zichzelf doorlopend zonder het in de gaten te hebben, de aandoening gaat ook vaak samen met ernstige geestelijke handicaps en een zeer droge huid. Deze twee patiënten daarentegen hadden een gemiddelde intelligentie, verwondden zichzelf niet en zweetten juist bovengemiddeld. Hoe was dat mogelijk?

Het antwoord bleek besloten te liggen in de kleine bloedvaten en zweetklieren in de huid (PAIN, 15 december 2009). Daarin zitten namelijk ook zenuwen. “We wisten al jaren van het bestaan van deze zenuwen, maar namen al die tijd aan dat ze slechts de bloedsomloop en de zweetproductie regelden”, aldus Frank Rice, de neurowetenschapper die het onderzoek leidde. “Deze twee unieke individuen zijn klaarblijkelijk in staat om dingen te voelen met deze zenuwen.”

“Er is dus nog een ander niveau van zintuiglijke waarneming waar we bewust informatie aan kunnen ontlenen”, concludeert Rice. Hij vergelijkt dit ‘zesde zintuig’ met het vermogen om een enkel instrument te kunnen onderscheiden in een groot orkest: “pas als je de aandacht weet af te leiden van je normale tastzin, ben je in staat de verborgen sensaties op de achtergrond waar te nemen.”

Nieuw perspectief
Op dit moment blijft het nog bij deze uitzonderlijke gevallen. Het is dus ook onduidelijk of iedereen over dit zesde zintuig beschikt, of dat het bij deze twee patiënten tot ontwikkeling is gekomen bij gebrek aan het oorspronkelijke tastzintuig – een beetje zoals blinde mensen vaak beter kunnen horen.

Maar ook uitzonderlijke gevallen kunnen de wetenschap soms waardevolle kennis opleveren. Het geval van Phineas Gage bijvoorbeeld – de spoorwegbeambte die een ijzeren staaf door zijn hoofd kreeg, wonder boven wonder in leven bleef, maar wel een totaal andere persoonlijkheid ontwikkelde – heeft veel kennis opgeleverd over de structuur en werking van de hersenen.

Rice hoopt dat zijn onderzoek een nieuw perspectief kan bieden op pijnkwalen als migraine en fibromyalgie. Van die aandoeningen is de oorzaak tot dusver onbekend, waardoor ze moeilijk te behandelen zijn.

Bouwe van Straten

David Bowser e.a., 'Absence of pain with hyperhidrosis: a new syndrome where vascular afferents may mediate cutaneous sensation', in PAIN, 15 december 2009.

(Noorderlicht)

13-12-2009

De vorm van de ruimte

Wat is de vorm van de ruimte om ons heen en hoe kunnen we daar achter komen? Op deze vraag vond de beroemde wiskundige Henri Poincaré in 1904 een gedeeltelijk antwoord, maar hij kon zijn vermoeden niet bewijzen. Honderd jaar later werd zijn vermoeden bewezen door de Rus Grisja Perelman.

De ruimte om je heen ziet er simpel uit: hij strekt zich gelijkmatig en voorspelbaar in drie richtingen of dimensies uit: van boven naar beneden, van achteren naar voren en van links naar rechts. Alles ertussen kan netjes met coördinaten worden vastgelegd via een assenstelsel in deze richtingen. Maar krijg je zo ook een complete beschrijving van onze gehele ruimte?

Het antwoord is nee, want anders zou je ook wel kunnen beweren dat de aarde plat is omdat die er van dichtbij overal min of meer plat uitziet. Pas vanuit de ruimte kun je zien dat de aarde rond is. Als je alleen maar kijkt naar wat je direct om je heen ziet, merk je dat niet. Net zo zou de ruimte als geheel best een bizarre vorm kunnen hebben zonder dat je dat van binnenuit direct kunt zien. We zouden bijvoorbeeld best in een 3-sfeer, de ruimtelijke ‘schil’ van een vierdimensionale bol, kunnen wonen!

Om erachter te komen wat de vorm van ons heelal is, kunnen we niet buiten het heelal stappen. Poincaré zocht daarom naar manieren om achter de vorm van de ruimte te komen zónder die ruimte te hoeven verlaten. Het Poincaré-vermoeden is een poging in die richting.


Henri Poincaré . Afbeelding: Smithsonian Institution Libraries

.Poincaré-vermoeden: als alle wegen met hetzelfde begin- en eindpunt met elkaar verwant zijn en de ruimte is gesloten, dan heeft de ruimte de vorm van een 3-sfeer.

De begrippen ‘verwante wegen’, ‘gesloten’ en ‘3-sfeer’ leggen we verderop uit. Toch zie je waarschijnlijk wel dat het vermoeden een manier aangeeft om in het geval van een ‘3-sfeer’ van binnenuit te ontdekken in wat voor ruimte je zit.

Lagere dimensies
Om te begrijpen wat het Poincaré-vermoeden betekent, onderzoeken we eerst ‘platte ruimten’, zoals het (aard)boloppervlak, waar we wél van buitenaf bovenop kunnen kijken. Om de parallel te blijven zien met de ruimte om ons heen, moeten we het boloppervlak, of welke andere ‘platte ruimte’ dan ook, steeds beschouwen als een ruimte op zichzelf. Zie die ruimte maar als een platte schil waarbinnen kleine platte wezentjes leven die hun ‘ruimte’ zien als een platte vlakte met maar twee echt verschillende richtingen: voor/achter en links/rechts. Deze wezentjes, de platlanders, hebben er geen weet van dat hun wereld eigenlijk een boloppervlak is in een driedimensionale ruimte. De begrippen ‘boven’ en ‘onder’ zijn voor hun totaal niet voorstelbaar. Zo leven wij zelf namelijk ook in onze ruimte met het idee dat er drie richtingen zijn (boven/onder is de derde) zonder een voorstelling of zelfs maar woorden voor een mogelijke vierde richting.

Het aantal onafhankelijke richtingen binnen een ruimte heet de dimensie van die ruimte. Onze eigen ruimte heeft drie dimensies en het oppervlak van een bol maar twee. (Anders dan in het normale spraakgebruik, waarin een boloppervlak wel driedimensionaal wordt genoemd, gaat het in dit stuk steeds over wat je van binnen de ruimte ziet en in het geval van de bol is dat een vlakte, iets tweedimensionaals dus.) Als we over een ruimte praten, dan bepaalt de dimensie precies hoe die ruimte er van binnen voor zijn bewoners uitziet, namelijk ‘plat’ in het geval van de bol en ‘zoals we het kennen’ in onze eigen ruimte. Maar wat de vorm van de ruimte in zijn geheel is, ligt hierdoor nog niet vast.

Lijnlanders
In een ééndimensionale ruimte kun je als bewoner maar één richting op, namelijk naar voren (of naar achteren). Er valt dus niet veel te zien en elkaar inhalen is onmogelijk. Hoewel de ruimte er overal plaatselijk uitziet als een lijn, betekent dit nog niet dat de ruimte in zijn geheel ook een onbegrensde lijn is. Het zou ook een cirkel kunnen zijn, want plaatselijk is er geen verschil tussen een lijn en een cirkel. Van binnenuit is de enige manier om hier achter te komen steeds rechtdoor te lopen en te kijken of je vanzelf weer terugkomt waar je begon.

Omdat het erom gaat wat ‘lijnlanders’ binnenin zien, heeft het geen zin om een ovale, een driehoekige of een cirkelvormige ruimte uit elkaar te houden. In het algemeen zullen we steeds alle ruimten die als elastiekjes opgevat hetzelfde zijn, als hetzelfde beschouwen. Anders gezegd: we kijken door de bril van de topologie, een vakgebied van de wiskunde dat informeel ook wel ‘rubbermeetkunde’ wordt genoemd. We hebben zojuist al alle mogelijke ééndimensionale ruimten beschreven. De aanname dat de ruimte er op alle plaatsen uitziet als een lijn, laat topologisch gezien geen andere globale vormen toe dan een cirkel of een onbegrensde lijn.


Figuur 1 Een torus en twee krakelingen. Illustratie: Marco Swaen

.Platlanders
Voor tweedimensionale ruimten blijkt veel meer mogelijk, zoveel zelfs dat we ons vanaf nu beperken tot gesloten ruimten. Dit zijn ruimten waar je niet oneindig ver van je startpunt kunt komen. In de formulering van het Poincaré-vermoeden hierboven gingen we ook uit van een ruimte die gesloten was. Andere voorbeelden van gesloten ruimten zijn de (ééndimensionale) cirkel en het (tweedimensionale) boloppervlak. Die zijn in zichzelf gesloten, zodat je onmogelijk oneindig ver van huis kunt komen. In een ruimte die bestaat uit een oneindig vlak, kan dit uiteraard wel gebeuren.

Naast het boloppervlak zijn er nog veel meer gesloten tweedimensionale ruimten, bijvoorbeeld de torus. Dat is het oppervlak van een ring of een zwemband, zie figuur 1. Ook krakelingen, oppervlakken met meer dan één gat, zijn mogelijk. De precieze vorm van de ruimte maakt niet uit. Hier gaat het er namelijk om hoe de platlanders die op zo’n oppervlak leven, hun ruimte zouden beschrijven. De gaten, die wij van buitenaf zien, kunnen de platlanders niet waarnemen. Zij kunnen zich de gaten zelfs niet voorstellen, omdat die buiten hun platte ruimte liggen. August Möbius heeft bewezen dat we zojuist álle mogelijke gesloten tweedimensionale ruimten hebben beschreven: het zijn of bollen of krakelingen.


Figuur 2 Paden op de bol en de torus. Illustratie: Marco Swaen

.Verkenningstochten
De vraag die we uiteindelijk voor onze eigen ruimte willen beantwoorden, is hoe je er van binnenuit achter komt wat de vorm van de ruimte is. Platlanders kunnen het antwoord op deze vraag vinden door systematisch door hun ruimte te lopen en hun paden te markeren. Laten we eerst kijken hoe ze op zo’n manier een bol van een torus kunnen onderscheiden, zie figuur 2. In beide ruimten onderzoeken we hoe je van een startpunt S naar een eindpunt E kunt lopen. Van buitenaf is het makkelijk te zien dat er op de torus veel echt verschillende paden van S naar E mogelijk zijn, terwijl op de bol alle paden van S naar E met elkaar verwant zijn. Met verwante paden bedoelen we paden die geleidelijk in elkaar over kunnen gaan, zoals bij een elastiekje, maar natuurlijk zonder de ruimte (het oppervlak) te verlaten, zie figuur 3. De platlanders op de torus kunnen zélf ontdekken dat er paden van S naar E zijn die niet met elkaar verwant zijn. Ze zullen zelfs oneindig veel niet-verwante windingen vinden rond hun torus. Daarmee weten ze zeker dat ze niet op een bol leven. Als het echt goede wiskundigen zijn, kunnen ze na zo’n onderzoek zelfs beredeneren dat er maar één ‘gat’ in hun ruimte zit, dus dat ze op een torus en niet op een krakeling leven!


Figuur 3 Verwante paden. Illustratie: Marco Swaen

.Op dit soort redeneringen baseerde Poincaré ook zijn vermoeden. Hij vroeg zich af of je in de echte ruimte ook zeker weet wat de vorm ervan is als je merkt dat alle wegen met hetzelfde begin- en eindpunt met elkaar verwant zijn. We zullen zien dat er in elk geval één gesloten ruimte is waarin alle wegen met elkaar verwant zijn, namelijk de 3-sfeer. Poincarés vermoeden is dus dat de 3-sfeer de enige gesloten ruimte is met deze eigenschap, net als het boloppervlak (dat je ook wel de 2-sfeer zou kunnen noemen) dat is bij de tweedimensionale gesloten ruimten.

Ruimtelanders
Nu zijn wij zelf de platlanders, of liever gezegd, de ruimtelanders. We weten alleen hoe het is om binnen onze ruimte te zijn, maar dat vertelt ons weinig over de vorm van de ruimte zelf. De beste manier om toch een voorstelling te krijgen van zulke driedimensionale ruimten, zoals de 3-sfeer, is door er kaarten van te maken.


Figuur 4 Kaart van de 2-sfeer (boloppervlak) en van de 3-sfeer. Illustratie: Marco Swaen

.In figuur 4 staan boven bekende kaarten van de wereld, en beneden kaarten van de 3-sfeer. Reizen we van Europa zuidwaarts naar de evenaar, dan weten we dat we daarna vanzelf in het zuidelijk deel van Afrika op de andere kaart uitkomen. We stellen ons dus voor dat de kaarten van het noordelijk en het zuidelijk halfrond (dat zijn twee cirkelschijven) langs hun randen (de evenaar) aan elkaar vastzitten, zodat ze samen de hele globe vormen. Net zo, maar dan met één dimensie meer, moeten we de kaarten van de 3-sfeer lezen. Deze bestaan niet uit twee schijven, maar uit twee massieve bollen die de rol van noordelijk en zuidelijk halfrond spelen. De oppervlakken van de twee bollen zitten weer aan elkaar vast en spelen dus de rol die de evenaar op de globe heeft. Binnen de bollen kun je vrij heen en weer lopen of vliegen. Het ziet er daar heel vertrouwd driedimensionaal uit, zeker als je heel klein bent ten opzichte van de grootte van de bollen.

Hoewel we ons niet direct kunnen voorstellen hoe de 3-sfeer er als geheel uitziet, hebben we zo toch een aardig beeld. De 3-sfeer is de driedimensionale versie van het boloppervlak, zoals de bol weer de tweedimensionale versie van de cirkel is. Op de twee kaarten van de 3-sfeer kunnen we bijvoorbeeld duidelijk zien dat de 3-sfeer net als de bol gesloten is, want je kunt niet oneindig ver wegkomen van je beginpunt. Bovendien zijn alle paden tussen twee punten binnen de 3-sfeer met elkaar verwant. Om dit in te zien, redeneren we als volgt. Voor twee paden die helemaal binnen dezelfde kaart (massieve bol) liggen, is het duidelijk. Liggen de paden niet binnen één bol, dan kunnen we altijd twee andere kaarten van de 3-sfeer maken waarvoor dit wél het geval is. Het is namelijk niet wezenlijk dat je de 3-sfeer precies langs een ‘evenaar’ in twee kaarten knipt. Je kunt één kaart zo klein maken dat die helemaal buiten de twee gegeven paden ligt. De andere kaart bevat dan automatisch de paden allebei, en binnen die kaart kun je ze dus in elkaar vervormen.


Figuur 5 Kaart van de 2-torus en van de 3-torus. Illustratie: Marco Swaen

.De 3-torus
Ook de torus heeft een driedimensionaal broertje, de 3-torus, die we in figuur 5 in kaart hebben gebracht (op dezelfde manier als de 2-torus). De rechthoek is een kaart van de gewone torus zoals platlanders die zouden kunnen maken. De bedoeling is dat eerst de lange zijden aan elkaar geplakt worden. Je krijgt dan een cilinder waarvan de uiteinden gevormd worden door de overgebleven zijden. Plak je die ook aan elkaar, dan krijg je inderdaad een torus. Veel oude computerspelletjes speelden zich dus af op een torus, want daar kwam je beneden weer terug als je boven het scherm verliet en net zo voor opzij.

De kaart voor de 3-torus werkt op dezelfde manier: we nemen nu een driedimensionale rechthoek, dat wil zeggen een blok, en plakken boven aan onder, links aan rechts en achter aan voor. Stel dat je kamer een 3-torus was, dan ging de linker muur over in de rechter muur, als je recht naar voren kijkt zie je je rug, en een kraai die door de vloer vliegt komt door het plafond weer tevoorschijn, zie figuur 6.


Figuur 6 ‘Kaart’ van de 3-torus. Illustratie: Marco Swaen

.Uit Poincarés vermoeden volgt dat er paden in de 3-torus moeten zijn met een gelijk begin- en eindpunt die niet met elkaar verwant zijn. Maar dat zie je ook direct, want net als bij gewone torus zit er een onzichtbaar gat in de 3-torus waar je paden omheen kunt winden. Denk bijvoorbeeld aan een pad dat door het plafond naar boven verdwijnt en dus via de vloer weer tevoorschijn komt, en dan weer bij het beginpunt eindigt.

Hoewel willekeurige driedimensionale ruimten erg moeilijk voorstelbaar zijn, is het verrassend dat er bij zo’n ruimte wel altijd kaarten te maken zijn. Deze kaarten lijken erg op die van de 3-sfeer, maar nu met twee massieve krakelingen in plaats van bollen. Helaas zijn deze kaarten niet gemakkelijk te lezen, omdat hun oppervlakken meestal op buitenissige manieren aan elkaar geplakt zijn.

Een van de dingen die het Poincaré-vermoeden zo moeilijk maken, is dat paden hopeloos in de knoop kunnen raken en nog erger, dat de ruimte zelf ‘geknoopt’ kan zijn. Het begrip ‘knoop’ is typisch voor drie dimensies: in één of twee dimensies bestaan geen knopen, omdat er niet genoeg ruimte is om een knoop te leggen. In vier of meer dimensies blijkt er te veel ruimte te zijn om een knoop nog vast te kunnen trekken en dan bestaan er dus ook geen knopen. De vier- of meer dimensionale versie van het Poincaré-vermoeden is daarom in feite makkelijker en kon Poincaré wél bewijzen. De hardnekkige driedimensionale versie kwam in het jaar 2000 op de lijst van ‘millennium problemen’, waarmee je een miljoen dollar kunt winnen. In 2002 publiceerde de Rus Grisja Perelman een bewijs op het internet. Het duurde een paar jaar voordat specialisten overtuigd waren van de correctheid van zijn bewijs. In 2006 kreeg Perelman de Fields Medal voor zijn werk, maar hij weigerde.


Op 22 augustus 2006 werd in Madrid de Fields Medal uitgereikt. Een van de vier winnaars was Grigori Perelman, die de prijs weigerde en daarom niet bij de uitreiking aanwezig was. Hij had geen zin in media-aandacht en was noch per telefoon noch per e-mail bereikbaar. Het enige wat we in die tijd wisten, was dat hij waarschijnlijk in de flat van zijn moeder leeft. Op 22 augustus 2006 verscheen deze cartoon in NRC Handelsblad.

.Het bewijs van Perelman
Grisja Perelman pakt het Poincaré-vermoeden aan door te laten zien dat je iedere driedimensionale ruimte in een aantal eenvoudigere meetkundige stukken kunt snijden. Binnen al deze stukken kun je (bijna) net zo ruimtemeetkunde doen met lijnen, afstanden, hoeken, vlakken enzovoort, als we gewend zijn. Het was al langer bekend dat het Poincaré-vermoeden waar is voor ruimten die zich zo gemakkelijk laten verdelen, maar het leek onwaarschijnlijk dat ook de ingewikkeldste geknoopte ruimten op deze manier te verdelen waren. Wat het nog moeilijker maakt, is dat er niet één meetkunde is die werkt op alle meetkundige ruimten. In twee dimensies is dit net zo: op een bol is prima meetkunde te doen, maar dat is niet de bekende vlakke meetkunde. Een driehoek tekenen met drie rechte hoeken is op een bol bijvoorbeeld geen enkel probleem; in het vlak lukt het niet. Voor driedimensionale ruimten spelen naast de ruimtemeetkunde die we kennen nog niet minder dan zeven andere typen meetkunde een rol.


Grisja Perelman. Illustratie: Marco Swaen

.Perelmans bewijs lijkt op het opblazen van een ballon. Geleidelijk blaast hij de ruimte op met de zogenaamde Ricci flow. Zo creëert hij gebieden die steeds meer op bekende typen meetkundige ruimten gaan lijken. Wat er mis kan gaan, is dat twee aangrenzende gebieden naar verschillende typen meetkundige ruimte streven. In dat geval barst de ruimte op de grens uiteindelijk uit elkaar. Met technisch heel subtiele chirurgie kan dit probleem voorkomen worden door de ruimte vlak voor het moment van barsten bij de grens open te snijden en er aan beide kanten massieve bollen of torussen in te naaien. Vervolgens wordt de Ricci flow opnieuw gestart en gaat de vorming van meetkundige stukken verder. Perelman laat zien dat je zo eindeloos door kunt gaan met opblazen en opereren, en dat je uiteindelijk inderdaad alleen maar bekende meetkundige stukken overhoudt, zodat het Poincaré-vermoeden dan bewezen is.


Masha Gessen schreef een boek over Perelman en het Vermoeden van Poincaré: Perfect Rigor – A Genius and the Mathematical Breakthrough of the Century

(Kennislink)

15-12-2009

Amerikanen zijn giftig


Hannibal is nu dus gewaarschuwd.

Nóg meer chemicaliën in bloed aangetoond

Nieuw! Amerikanen bevatten nu ook acrylamide, bisfenol A, triclosan, perchloraat en MTBE. Kannibalen kunnen er dus beter van afblijven, zo valt op te maken uit het ‘4th National Report on Human Exposure to Environmental Chemicals’, dat vorige week werd vrijgegeven door de Centers for Disease Control and Prevention.

In de Senaat zijn prompt stemmen opgegaan om met spoed iets te doen aan de Toxic Substances Control Act. Frank Lautenberg, voorzitter van de senaatscommissie voor milieuhygiëne, wil volgend jaar met een voorstel komen.

Het rapport is gebaseerd op bloed- en urinemonsters van ongeveer 2.400 Amerikanen, die in 2003 en 2004 deelnamen aan de National Health and Nutrition Examination Survey van het CDC. In totaal werd daarbij gekeken naar 212 verbindingen, waaronder 75 die nooit eerder zijn meegenomen in een onderzoek van deze omvang.

De American Chemistry Council, die de chemische industrie vertegenwoordigt, herhaalt nog maar eens dat het gaat om heel lage concentraties en dat sporen in bloed of urine op zich sowieso niets zeggen over mogelijke gezondheidseffecten.

bron: C&EN

(c2w)

23-12-2009

'Fysici zien donkere materie'

quote:

Amerikaanse fysici beweren dat ze mogelijk 'donkere materie' hebben waargenomen. Al jaren zijn natuurkundigen op zoek naar deze geheimzinnige, onzichtbare deeltjes.

De natuurkundigen hebben deze ontdekking afgelopen donderdag al bekendgemaakt. Toch is hun verhaal nog allerminst overtuigend, en dat geven ze zelf ook toe. Maar áls de waarnemingen kloppen, hebben de fysici een spectaculaire ontdekking gedaan.

Volgens huidige modellen bestaat circa 23 procent van het heelal uit de donkere materie. Bovendien bestaat het universum voor 72 procent uit 'donkere energie', die eveneens nog onbekend is. Slechts vijf procent van het heelal bestaat dus uit de materie die wij allen kunnen zien: planeten, sterren en sterrenstelsels.

De natuurkundigen hebben de 'hint' van donkere materie waargenomen met behulp van de detector van het Cryogen Dark Matter Search experiment (CDMS). Deze detector bevindt zich ondergronds in een voormalige ijzermijn in Minnesota. Het apparaat is opgebouwd uit blokken germanium en silicium, die gekoeld worden tot een honderdtse graad boven het absolute nulpunt. Passerende donkere materiedeeltjes zouden in de CDMS-detector een kleine hoeveelheid elektriciteit en warmte opwekken.

Waarnemingen in ruis
In de detector is altijd zogeheten ruis aanwezig. Hoewel een dikke laag rotsen de detector afschermt van kosmische straling, zorgt natuurlijk radioactief verval in die rotsen toch voor enige vrijkomende neutronen, die net als donkere materie elektriciteit en warmte opwekken in het materiaal van de detector.

De wetenschappers hebben nu een tweetal metingen gedaan, die afwijken van de achtergrondruis en kenmerkend zijn voor de aanwezigheid van donkere materie. De kans dat deze metingen extreme stoorsignalen zijn, is echter nog altijd twintig procent. Toch maken de wetenschappers hun resultaten nu al wereldkundig, omdat de concurrentie in het vakgebied moordend is. Diverse onderzoeksgroepen willen graag de eerste zijn die donkere materie kunnen aantonen.

'Fysici zien donkere materie'