WETENSCHAP li Superklokken in ISS moeten Einsteins gelijk bewijzen pedaal 'watermerk' ?gt fotofraude bloot Istronomen dateren kosmische botsing Zoeken naar zonderlingheid Placebo kan wel degelijk werkzaam zijn Superkoele microscoop Insect omzeilt afweer planten Kleur van het heelal heeft nu ook een naam - eindhoven/gpd - De Technische Universiteit Eindhoven (TUE) krijgt als eerste wetenschappe lijk instituut in Nederland de beschikking over een 'superge- koelde' elektronenmicroscoop. Het apparaat kost ruim drie mil joen euro en is bedoeld voor ge zamenlijke biomedische projec ten van de TUE en de Universi teit Maastricht. Om de microscoop aan te schaf fen wordt 2,35 miljoen euro be schikbaar gesteld door de Ne derlandse Organisatie voor We tenschappelijk Onderzoek (NWO). De universiteiten dra gen samen een bedrag van 660.000 euro bij en TNO ook nog eens 100.000 euro. Met behulp van de geavanceer de microscoop kunnen weten schappers de moleculaire struc tuur van biologische materialen bekijken op 'nanometer'-schaal. Eén nanometer staat gelijk aan 0,000001 millimeter. De micro scoop wordt met behulp van vloeibaar helium gekoeld tot een temperatuur van 10 Keivin (-2630C). Het is de eerste microscoop van dit type die in ons land wordt geïnstalleerd. ekening van een singulariteit: een zwart gat. Het gat in de zwarte bol wordt omgeven door een ziedende ring materie en wild bewegen- agnetische veldlijnen. Illustratie: GPD/NASA John van Oppen igen - Het wordt moeilijk oto- en videobeelden onge- 1 te manipuleren. Engelse nschappers hebben een taal watermerk' ontwikkeld, like poging tot vervalsing iet Ücht brengt, ens Dave Bull, hoogleraar urkunde, wiskunde en in- atica aan de universiteit Bristol, betekent de vondst een watermerk voor com- rgestuurde beelden 'een me vooruitgang'. Digitale den worden steeds belang- r als bewijsmateriaal in bij- beeld rechtszaken. „Tot nu was het uiterst moeilijk om te tonen of er geknoeid was. ratermerk laat meteen zien wijzers van de klok stie- kern zijn teruggedraaid op een bepaalde opname, of dat een gezicht met opzet onherkenbaar is gemaakt." De ontdekking houdt in dat elke originele op name eerst een 'detector' pas seert voordat het beeld wordt opgeslagen in het geheugen van de camera. Die detector creëert als het ware een elektronisch ze gel, dat als een onzichtbaar wa termerk over de opname ligt. Als het watermerk later in een com puter wordt geactiveerd, is dui delijk te zien of en hoe er met het originele beeld is geknoeid. Het team van Buil hoopt nu dat fabrikanten van digitale came ra's bereid zijn om de software van zijn 'watermerk' te accepte ren als wereldwijde standaard voor betrouwbaarheid en veilig heid van digitaal beeldmateriaal. door Johan La moral oen haag - Het is bekend dat talrijke planten en gewassen een natuurlijk afweermiddel tegen schadelijke insecten ontwikke len in de vorm van een gif, reuk stof of kleur dat de indringers moet afschrikken. Amerikaanse onderzoekers hebben ontdekt dat sommige plantenetende rupsen de giftige afweerstof van hun slachtoffers onschadelijk kunnen maken. Wetenschappers van de Penn sylvania State University be schrijven in het wetenschappe lijk tijdschrift Nature hoe plan- tenvreters in hun speeksel een soort antigif ontwikkelen waar mee zij het natuurlijke afweergif van planten kunnen neutralise ren. Tabaksbladeren die deels waren opgegeten door rupsen van de vlindersoort Helicoverpazea ble ken beduidend minder van de afweerstof nicotine te bevatten dan niet aangetaste tabaksbla deren. De onderzoekers ontdekten dat de tabaksbladeren die in contact waren gekomen met het speek sel van jonge rupsen geen of weinig gif meer konden produ ceren en dat dit speeksel dus een neutraliserende stof moet bevatten. Verder onderzoek be vestigde dat in het speeksel van de rupsen het enzym glucose- oxidase aanwezig is en dat dit verantwoordelijk is voor het neutraliseren van het gif van de planten. De biokatalysator glu- coseoxidase verhindert blijkbaar de vorming van nicotine die bij beschadiging van het blad vrij komt en op die manier afschrikt. Omdat talrijke rupsensoorten glucoseoxidase in hun speeksel hebben, moet het hier dus om een wijdverbreid neutraliserend enzym gaan dat het afweerme chanisme van planten kan uit schakelen. Ben Apeldoorn de* - Sterrenkundigen heb- voor het eerst achterhaald meer een planetoïde bij een ing uit elkaar werd geslagen: miljoen jaar geleden. Dat is :n de ouderdom van het lestelsel (vijf miljard jaar) nt. Astronomen kunnen er Jorbeeld van leren hoe de eten ooit uitgroeiden tot huidige afmetingen. Ze wil le 'jonge' brokken, die bij de ing ontstonden, met robots erzoeken. Want alles daar is zo vers. d Nesvomy, als planeetwe- chapper verbonden aan het inkaanse Southwest Re- th Institute (SRI) in Boulder, 'rado, is een gelukkig mens. drie collega's, ook werk- n op het SRI, slaagde hij er «rste in een botsing uit het ^en, waarbij een planetoïde ïntallen stukken uiteen viel, K :'es te dateren. Hun ontdek- I maakten zij onlangs in het 'Chrift Nature bekend. precies; de marge be- agt 200.000 jaar, maar dat is op 5,8 miljoen jaar een peule- schil. Zo lang geleden is het, dat een ongeveer 25 kilometer grote planetoïde botste met een wat kleinere, en daarbij in tientallen brokken uit elkaar viel. Omdat die brokken ooit een geheel vormden, hebben ze dezelfde samenstelling. Ook de banen die ze, na de botsing, rond de zon zijn gaan beschrijven, lijken op elkaar. „Dergelijke planetoïde-groepen noemen we families", zegt Nes vomy. „Er zijn tienduizenden planetoïden bekend, waarvan het merendeel zich ophoudt tussen de banen van de plane ten Mars en Jupiter. De families in die hele verzameling verschil len onderling in samenstelling. Maar de leden van de families hebben allemaal dezelfde che mische eigenschappen. Dat be tekent dat ze ooit deel uitmaak ten van dezelfde moederplane toïde. Botsingen tussen planeto ïden onderling waren, zeker omdat het er vroeger nog veel meer waren dan nu, bijna aan de orde van de dag." De chemische samenstelling van een planetoïde kan men af leiden uit analyse van terugge kaatst zonlicht. Daarnaast kan men, door hun banen in de loop van de tijd als het ware 'terug' te rekenen, zien of ze in een be paalde periode heel dicht bij el kaar stonden. Voorwaarde is dan wel dat dat terugrekenen niet een te lange tijd beslaat. Zelfs de miniemste storingen (van planeten en andere plane toïden) maken terugrekenen ondoenlijk. Nesvomy en de zijnen selecteer den een aantal planetoïden met dezelfde samenstelling en onge veer identieke banen. Daarop liet men een supercomputer de banen terugrekenen, door mid del van een rekenmethode, die numerieke integratie (eenvoudig gezegd: het opdelen van banen in zo klein mogelijke stukjes) heet. „Van 39 betrekkelijk kleine pla netoïden bleek dat hun banen 5,8 miljoen jaar geleden vrijwel één waren", aldus Nesvomy. „Daaruit moet de conclusie worden getrokken, dat ze toen uit een planetoïde ontstonden. Dat was een grote verrassing; kosmisch gesproken is dat na melijk nog maar net." Naar de grootste planetoïde van deze familie, de negentien kilo meter grote Karin, is de familie Karincluster gedoopt. Alle fami lieleden daarvan bij elkaar (de meeste zijn twee tot zeven kilo meter groot) moeten ooit een brok hebben gevormd van 25 tot 30 kilometer groot. Elk lid van de Karincluster is een ge weldig interessant object voor nader onderzoek met een ruim tesonde. De leden zijn namelijk nog 'vers' en de sporen van de botsing, waarbij ze ontstonden, moeten nog duidelijk zichtbaar zijn. Bovendien verschaft het ook in zicht in de wijze waarop de gro te planeten ontstonden. Die zijn, in de begintijd van het zon nestelsel, 'aangegroeid' door hetzelfde proces: botsingen met rondzwervende planetoïden, waarbij de meeste massa, door de veel grotere zwaartekracht, in de betreffende planeten opging, in plaats van zich in de ruimte te verspreiden. door Ben Apeldoorn Amsterdam - Amsterdamse wis kundigen gaan onderzoek doen naar zogeheten 'singulariteiten' in de natuurkunde. De Neder landse Organisatie voor Weten schappelijk Onderzoek (NWO) en de universiteit van Amsterdam (UvA) hebben voor dit Pionier project een miljoen euro beschik baar eesteld. 'Zonderlingheid', omschrijft het woordenboek singulariteit. In dit geval moet je denken aan iets onbegrijpelijks, zoals een 'zwart gat': zo'n immense con centratie van materie. Dus zo zwaar dat zelfs licht niet kan ontsnappen en alle materie in de omgeving erdoor wordt aan gezogen. Een ander voorbeeld van een singulariteit is de Big Bang, de 'Oerknal', waarmee be grippen als ruimte, tijd en mate rie - het hele heelal - pakweg vijftien miljard jaar geleden, be gonnen. Klaas Landsman, sinds juli vorig jaar als hoogleraar in de mathe matische fysica verbonden aan het Korteweg-De Vries Instituut van de Universiteit van Amster dam, gaat leiding geven aan het onderzoek. Hij ziet veel meer singulariteiten, en die zijn ook nog een tikje minder onbegrij pelijk. „Wiskundig gaat het mij om de singulariteiten van ruimten", legt Landsman uit. „Hier be schouw ik de rand van de tafel al als iets bijzonders, evenals daarvan weer de hoekpunten. In de quantummechanica houdt dit in dat als je de tafel ziet als een fysisch systeem, de bewe ging van een deeltje dat over de rand naar beneden valt, vanaf die rand niet meer gedefinieerd is. Volgens het klassieke model houdt de beweging op te be staan, maar quantummecha- nisch gezien blijkt bijvoorbeeld dat het deeltje op tafel heen en weer blijft bewegen, in plaats van er af te vallen." Quantum mechanica, in de vorige eeuw ontwikkeld en verfijnd door on der anderen theoretici als Bohr, Heisenberg, Schrödinger en Von Neumann, behandelt de bewe gingen van en onderlinge in vloeden tussen zeer kleine deel tjes (quanten). Het is een heel vreemde, abstracte 'wereld', zo als uit het voorbeeld met de ta fel blijkt. Met name John von Neumann (1903-1957) heeft de quantummechanica diepgaand wiskundig verkend. De Frans man Connes scherpte deze aan pak verder aan tot een nieuw soort benaderingswijze van de meetkunde. „Dit is een revolutie in de wiskunde. Niet alleen om dat het concept ervan heel on verwachte resultaten te zien geeft, maar ook omdat het totaal nieuwe technieken heeft opgele verd, ook voor de oplossing van klassieke problemen." Het Pionier-onderzoek bouwt voort op deze revolutionaire ontwikkelingen. Volgens de klassieke natuurkunde moeten singulariteiten als zwarte gaten bestaan (ze zijn 'onvermijdelijk') maar de klassieke beschrijving ervan schiet tekort. Of de quan- tumtheorie wel over die grenzen heen kan, weet niemand nog, laat staan hoe dat moet gebeu ren. Dat is wat Landsman met een vijftal studenten gaat onder zoeken. Daartoe gaat men de verbanden onderzoeken tussen de klassieke beschrijving en de quantummechanische versie. Washington/rt* - Over de klem- van het heelal bestond begin dit jaar de nodige onduidelijkheid. Eerst was het groen en toen op eens beige. Nu heeft de kleur van de ruimte ook een naam, die is geïnspireerd op het melk wegstelsel. Astronomen van de Amerikaan se universiteit Johns Hopkins hadden hun e-mailadres be schikbaar gesteld, waar iedereen die een originele naam dacht te hebben, terecht kon. Ze kozen uiteindelijk de naam Cosmische Latte uit. Latte komt van latteo, Italiaans voor melkweg. Onder de ingezonden namen waren ook Cappuccino Cosmico en Skyvory. In januari werd bekendgemaakt dat het heelal groen was. Dat zou de kleur zijn die ontstaat als al het licht uit de ruimte samen zou gaan. Later meldden de be trokken sterrenkundigen dat er sprake was van een computer- fout en dat het beige was. door Johan Lamoral Vancouver - Nepmedicijnen helpen tegen neurologische aandoeningen. Wetenschap pers van de University of British Columbia in het Canadese Vancouver hebben vastgesteld dat patiënten op het toedienen van zo'n pla cebo toch reageren met het produceren van de neurotransmitter dopamine in de herse nen. Een placebo is een als geneesmiddel gepre senteerd preparaat dat meestal alleen on schadelijk zetmeel bevat en dat qua uiterlijk en smaak niet van het originele werkzame geneesmiddel valt te onderscheiden. Place bo's worden voornamelijk gebruikt in het onderzoek naar de werking van nieuwe ge neesmiddelen, waarbij sommige proefper sonen het te onderzoeken geneesmiddel krijgen en anderen alleen de namaak of de placebo. Een neurotransmitter zorgt voor de prikkel overdracht van de ene zenuwcel naar de an dere of naar spiercellen en dopamine is een tussenproduct bij de vorming van adrenali ne en noradrenaline. Zo lijkt een tekort aan dopamine een belangrijke rol te spelen bij de ziekte van Parkinson. Dopamine zorgt bij patiënten voor een toestand van euforie en zelfvoldaanheid. Bij neurologische aandoe ningen, zoals de ziekte van Parkinson en het syndroom van Tourette, kan een verhoogde dopamineproductie dan ook tot een snelle verbetering leiden. De conclusie van de onderzoekers is dat door 'autosuggestie' inderdaad reacties in het lichaam ontstaan. De geneeskunde moet daar therapeutische conclusies uit trekken, zo vinden ze bovendien. Er kan van een placebo-effect slechts sprake zijn, wan neer de patiënt er vast van overtuigd is dat het nepmedicijn dat hij als echt of werk zaam beschouwt, hem geneest of zijn klach ten vermindert. Wanneer hem deze hoop wordt ontnomen of hem wordt gezegd dat hij een waardeloos proefgeneesmiddel krijgt toegediend, ontstaat geen placebo-effect. Dat stelt uiteraard een ethisch probleem bij klinische proeven waarbij de patiënt niet wordt ingelicht over de farmacologische werking van het nieuwe geneesmiddel of van het nepmedicijn. Patiënten die er slecht aan toe zijn en die in comateuze of mentaal verwarde toestand verkeren en dus niet meer in staat zijn tot enige hoopvolle verwachting over een nieu we behandeling, vertonen geen placebo-ef fect. Het placebo-effect is voorts aan een be paald ontwikkelingsniveau onderhevig. Vandaar dat ook bij jonge kinderen het pla cebo-effect niet optreedt Omdat het placebo-effect op de kringloop van verwachting, euforie, hoop en beloning berust, zijn de onderzoekers de mening toe gedaan dat dit effect eventueel bij de behan deling van verslaafden kan worden gebruikt. Want ook bij verslavingen en bij het afkic ken ervan speelt het automatisme van ef fectverwachting en euforische beloning. Zij pleiten er tenslotte voor dat het placebo-ef fect niet langer als ongewenst wordt be schouwd maar integendeel bewust op zijn mogelijk therapeutisch voordeel wordt be oordeeld. Placebo's (nepgeneesmiddelen) kunnen toch werkzaam zijn, mits een patiënt denkt dat het middel echt is. Foto: GPD 4 5 8 9 2 0 0 0 7 8 8 2 6 5 6 0 0 5 3 '0 2 O 11 4 0 15 0 5 O 0 18 5 9 0 5 O 18 6 17 10 15 O 7 12 6 r Ben Apeldoorn ington - Precisie-uurwerken aan jd van het Internationale Ruimtestation Loeten het bewijs leveren van de relativi- Sheorie van de legendarische natuurkun- jAlbert Einstein. Lukt dat niet, dan bekij- Letenschappers het heelal, met daarin de rjppen ruimte en tijd, voortaan door een Tre bril. I ruimtestation wordt binnenkort uitge- |met precieze klokken", zegt Alan Koste- v hoogleraar theoretische natuurkunde jde universiteit van Indiana in het Ame- ±nse Bloomington. „We kunnen zo na rt of ze in de loop van de tijd, een paar tiden bijvoorbeeld, allemaal exact gelijk Mijven lopen, zoals Einsteins speciale tiviteits theorie voorschrijft. Deze uur ten lopen in vijfhonderd miljoen jaar, jopgesteld dat ze het al die tijd zouden touden, minder dan één tiende van een Inde voor of achter." pnen ze al na enkele maanden of jaren chillen, hoe miniem ook, dan is er dus ireemds aan de hand, dat niet aan die «en zelf toegeschreven kan worden, al- Kostelecky. {snelheid waarmee het om de aarde nt, is veel groter dan wat op aarde be- jjaar is. Die hoge snelheid maakt Jiet jelijk eventuele minieme veranderingen in ruimte en tijd, zich voordoend als het ge leidelijk onderling uit de pas lopen van nauwkeurige uurwerken, sneller te ontdek ken. Een ideale plek dus om daar met die klokken na te gaan of Einstein het bij het rechte eind had met zijn beschouwingen over de fundamentele structuren van ruimte en tijd, zoals vastgelegd in wat hij zijn speci ale relativiteitstheorie noemde." Mocht dat niet zo zijn - met andere woor den: lopen de klokken na verloop van tijd niet gelijk - dan hebben natuurkundigen en astronomen er een probleem bij. En niet zo'n kleintje ook: de wijze waarop zij, op ba sis van Einsteins theorie, naar ruimte en tijd 'keken', zou al die tijd onjuist zijn geweest. Natuurkundig gesproken dan. De speciale relativiteitstheorie, waarmee Einstein de wereld in 1905 verbaasde, hield onder meer in dat voor elk bewegend voor werp, hoe snel en in welke richting dan ook bewegend, onverkort de natuurkundige wetten gelden. In eenvoudige bewoordin gen: het maakt voor jezelf niet uit of je een knikker laat vallen vanuit je luie stoel, of in een rijdende trein. Je ziet de knikker in bei de gevallen loodrecht naar beneden bewe gen. Maar een waarnemer die voor spoor bomen staat te wachten, waar die trein op dat moment passeert, zou de knikker niet mooi loodrecht naar beneden zien vallen, maar onder een schuine hoek. Eén van de gevolgen van Einsteins theorie is, dat klokken onder precies dezelfde om standigheden altijd absoluut gelijk moeten lopen. Dat betekent tevens dat een klok op het aardoppervlak, en een identieke aan boord van bijvoorbeeld een straaljager, die met tweemaal de geluidssnelheid (Mach-2) een reis rond de wereld maakt, na de lan ding van het vliegtuig, niet meer precies ge lijk lopen. In de zestiger jaren wees zo'n proef, met vier atoomklokken en twee straaljagers (elk met één klok), inderdaad in die richting. Maar de verschillen waren zo miniem, dat twijfel rees over de nauwkeu righeid waarmee gemeten werd. „De extreem precieze klokken in het ISS zijn nodig voor bijvoorbeeld de experimenten die aan boord gedaan worden", zegt Koste- lecky. „NASA en haar Europese tegenhanger ESA hebben experimenten met atoomklok ken op stapel staan. Die uurwerken zijn heel geschikt om onderlinge afwijkingen, waarbij we het dan hebben over miljardsten van miljardste delen van een seconde, al na en kele maanden, of misschien zelfs enkele we ken, aan te tonen. Het ongelijk van Einstein vooropgesteld natuurlijk." En wat voor vreselijks wacht ons, mocht de grote geleerde het bijna een eeuw geleden niet bij het rechte eind gehad hebben? „Het beleg op je brood bederft er niet meteen door", grapt Kostelecky. „En maar weinigen zullen er wakker van liggen. Maar onze kijk op ontstaan, historie, en het hele wezen van het heelal, waarin ruimte en tijd zo'n be langrijke rol spelen, zou er fundamenteel door kunnen veranderen. Hóe anders, hangt af van wat we straks gaan meten." Albert Einstein tijdens een persconferentie in 1953, twee jaar voor zijn dood. Zijn relativiteitstheorie houdt natuurkundigen nog altijd druk bezig. Foto: GPD

Historische Kranten, Erfgoed Leiden en Omstreken

Leidsch Dagblad | 2002 | | pagina 7