Black Holes & Entanglement

Black Holes & Entanglement.

Facts:

• Heavy objects warp the fabric of space itself.

• In a black hole, space becomes infinitely curved: As you go deeper into the black hole, space becomes ever more curvy until, at the centre, it becomes infinitely curved. This is the singularity. 

• The boundary of a black hole might be a blazing firewall.

• Once you fall in, there's no coming out.

• Nobody is sure what lies inside a black hole.

• Black holes distort passing light rays, causing "lensing".

• Black holes can pull material away from nearby stars.

Images and site from BBC-Earth: The strange fate of a person falling into a black hole

• Entanglement: Widely-separated particles can be spookily "entangled". Two sets of particles that are separated in space are mysteriously "entangled". They are part of a single, indivisible whole, so that the information needed to describe them can't be found in either set alone, but in the spooky links between them.    

Links: 

• 2015 BBC-Earth: The strange fate of a person falling into a black hole

• ColumnAry blogspot: Zwarte gaten

Strings and branes

Strings and branes.

'M-Theory' is the name of the unknown theory of everything which would combine all five Superstring theories and the Supergravity at 11 dimensions together. It's not a completed theory but rather an approach for producing one. For me it's fascinating to read about (super)strings, (super)gravity, quarks, fermions/bosons, worldline/screens, (mem)branes, curled-up dimensions, supersymmetry, space and time. It makes me even more curious. Recently I heard about two interwoven, non-interacting, worlds at atomic distance. Can you imagine? Two worlds so close and not feeling their existence.

Strings and Branes

Came across a beautiful phrase: "String theory may have the capability to show that all of the happenings in the universe - from the dance of subatomic quarks to the movements of orbiting binary stars, from the big bang to the whirl of celestial galaxies - are reflections of one grand physical principle, one master equation, the theory of everything".

And what about this one?: "In string theory, the elementary particles we observe in particle accelerators could be thought of as the 'musical notes' or excitation modes of elementary strings. The strings in string theory are floating in spacetime. Nonetheless, they have tension".

A brane-world scenario with curled-up dimensions

We still don't know if string theory may be the right theory of nature:
As it stands, string theories are unproved, and perhaps unprovable, as they involve interactions at energy levels far beyond any we can handle. But they are beautiful, to those versed enough in the language of mathematics to follow them. And in their beauty (and perhaps in their impenetrability) they are the heirs to Einstein's - unsuccessful - attempts to produce a unified field theory.

Branes (M-theory)

For further reading about this subject I can highly recommend the clear introduction to String theories.

The Inflationary Model vs. the Brane Collision Model: which one will win? 

Links: 

String theories  (recommended introduction)

Wikipedia String theory

Official String Theory Website

redOrbit M-Theory
Cognition 2.0 (the Higgs Boson and Noetics)
DarkRoastedBlend (Time Machine: CERN's Large Hadron Collider)

Wormhole (gate to another Universe)

Molecular impressions

Molecular impressions.

Origin of life

Stellar nursery: Molecular clouds in the Universe, vast assemblages of molecular gas with masses of 10⁴–10⁶ times the mass of the sun

'Spaceballs' (NU.nl)

Stars reveal carbon 'spaceballs': largest molecules ever seen in space, in a cloud of cosmic dust surrounding a distant star

Fullerene or Buckyball (carbon molecule)

10 nm, 200 MDa PG5: the largest molecule ever created by man could be used to deliver drugs

Hyaluron molecule

Glass blown virus interpretation

D-model of HIV-virus & movie

The Ribosome

Proteins as galaxies

Chiral molecules

Bijvoet Book Image - 1

Bijvoet Book Image - 2

Prof. J.M. Bijvoet (Utrecht University)

 in Dutch: bijvoet-en-spiegelbeeld  

 hoe-licht-een-handje-hielp-bij-het-onstaan-van-leven
 blogpost Xtalwebary: vikingen-en-kristallen

Chirality (left and right handed molecules)

Hemelfoto en Kepler-10b

NL Grootste hemelfoto ooit. (NU.nl)

11 januari 2011. "Astronomen presenteren grootste hemelfoto ooit. Tijdens de bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle (VS) is de grootste digitale kleurenfoto gepresenteerd die ooit van de hemel is gemaakt. De foto telt meer dan een biljoen beeldpunten en is samengesteld uit miljoenen afzonderlijke opnamen die het afgelopen decennium zijn genomen in het kader van de Sloan Digital Sky Survey (SDSS) - een grootschalige verkenning van de sterrenhemel. 

De komende jaren zullen de afstanden tot meer dan een miljoen sterrenstelsels worden gemeten. Deze tijdrovende klus moet uitmonden in een gedetailleerde driedimensionale kaart van het ons omringende heelal. De hoop bestaat dat deze 3D-kaart meer inzicht zal geven in de donkere energie - de mysterieuze kracht die het heelal versneld laat uitdijen."

NL Kepler-satelliet ontdekt zijn eerste rotsachtige planeet. (NU.nl)

Artist concept of Kepler-10b

11 januari 2011. "De planeet - die de aanduiding Kepler-10b heeft gekregen - is slechts 1,4 keer zo groot als de aarde en daarmee de kleinste die ooit buiten ons zonnestelsel ontdekt is. Kepler maakt gebruik van een gevoelige lichtmeter om de kleine helderheidsafname te kunnen meten die optreedt als een planeet vanaf de aarde gezien vóór zijn moederster langs beweegt."  

Links: *s,  NASA-video  

Zonsverduistering

NL Zonsverduistering gedeeltelijk te zien (NU.nl).

 

UTRECHT - 4 januari 2011. De gedeeltelijke zonsverduistering is vrijwel volledig schuilgegaan achter de wolken. Volgens de Stichting De Koepel in Utrecht hebben alleen mensen met vrij zicht op de horizon iets kunnen zien. 

Bij zonsopkomst rond 8.48 uur was de zon voor driekwart verduisterd. Omdat het nieuwe maan is, bewoog de maan vanaf de aarde gezien bijna precies voor de zon langs. Twee uur later, rond tien over half elf, was de verduistering afgelopen.

De zonsverduistering was de eerste van vier gedeeltelijke zonsverduisteringen dit jaar. De andere drie (op 1 juni, 1 juli en 25 november) zijn hier echter niet te zien. De eerstkomende gedeeltelijke zonsverduistering in Nederland is te zien op 20 maart 2015.

 

 De volgende foto is niet van de zonsverduistering maar van de ondergaande maan.

Ondergaande maan

Zwarte gaten

NL Zwarte gaten.

Zwart gat: gebied met zo veel zwaartekracht dat alles in de buurt erin valt (gat) terwijl er zelfs geen licht uit kan ontsnappen (zwart).

15 Weetjes over zwarte gaten (bron: Twursus)

1. Zwart gat: gebied met zo veel zwaartekracht dat alles in de buurt erin valt (gat) terwijl er zelfs geen licht uit kan ontsnappen (zwart).

2. Michell en Laplace opperden eind 18e eeuw al bestaan van zeer zware ‘donkere sterren’, met ontsnappingssnelheid groter dan lichtsnelheid.

3. Einstein ontdekte dat licht idd afbuigt in sterk zwaartekrachtsveld. alg. relativiteitstheorie (1915) voorspelt bestaan van zwarte gaten.

4. Idee in jaren ’30: zware ster eindigt in supernova-explosie. buitenlagen worden weggeblazen; kern van ster stort ineen tot een zwart gat.

5. Meestal ontstaat echter een neutronenster: extreem kleine (25 km), compacte ster. 1 cc neutronenster weegt even veel als wereldbevolking.

6. Neutronensterren zijn soms zichtbaar als pulsar. licht- of radiopulsjes ontstaan door de snelle rotatie (tot ruim 700 omw. per seconde!).

7. Is sterkern na supernova-explosie echter zwaarder dan circa 4x massa van de zon, dan stort hij verder ineen tot een (stellair) zwart gat.

8. In de kernen van veel sterrenstelsels (incl. ons eigen melkwegstelsel) zitten superzware zwarte gaten: vele miljoenen zonsmassa’s zwaar.

9. Zwarte gaten verraden hun aanwezigheid door zwaartekrachtsinvloed op de omgeving (bv extreem snel bewegende sterren rond melkwegcentrum).

10. Opgezogen materie hoopt zich eerst op in hete, roterende schijf. die zendt röntgenstraling uit. ook dat wijst op aanwezigheid zwart gat.

11. Als materie voorbij de ‘horizon’ komt, is er echter geen weg terug. straling kan ons niet meer bereiken. lot van de materie is onbekend.

12. Er zijn geen theorieën die inwendige van zwart gat goed beschrijven. wat nodig is: unificatie van relativiteitstheorie en kwantumfysica.

13. Zelfde probleem (oneindig hoge dichtheid) doet zich voor bij beschrijving oerknal. beide onderwerpen lenen zich dan ook voor speculatie.

14. Eén speculatief idee: zwart gat is ingang van ‘wormgat’ door ruimtetijd: wat erin verdwijnt komt elders weer tevoorschijn via ‘wit gat’.

15. Ander idee: ontstaan van zwart gat in ons heelal creëert compleet nieuw heelal in andere dimensie. ook ons heelal kan zo zijn ontstaan. 

Links:
11 januari. NU.nl: Superzwaar-zwart-gat-put-sterrenstelsel uit
10 januari - NU.nl: Dwergstelsel-heeft-fors-zwart-gat
7 januari 2011 - NU.nl: Gamma-uitbarstingen-krabnevel-blijven-raadselachtig
5 januari 2011 - NU.nl: Botsingen-maken-sterrenstelsels-niet-actief
30 december 2010 - NU.nl: Oudste-zwarte-gaten-groeien-hardst 
27 december 2010 - Oudste-zwarte-gaten-groeien-het-hardst
20 december 2010 - NU.nl: Superzware-zwarte-gaten-rusten-99%-van-de-tijd

2015 BBC-Earth:The Strange Fate of a Person Falling into a Black Hole

Universe tour

Flashing galaxies, a Universe tour.

The American space agency NASA created a Universe tour of all known galaxies in the observable universe. Images from the Hubble and other sources were used, placing each of them in 3D space in relation to our viewing point. Keep in mind that this is only the small fraction of galaxies we have observed with telescopes, there are far far more out there in the universe. 

Other link: The Known Universe by AMNH

NASA dwaling?

NL NASA kondigt bevinding over buitenaards leven aan (NU.nl). 

'de DNA wenteltrap'

 

AMSTERDAM 30 november 2010 - De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA beweert een bevinding te hebben gedaan die van belang is voor de zoektocht naar buitenaards leven. Waarschijnlijk gaat het echter niet om de ontdekking van een levensvorm op een andere planeet. 

Links: NASA-homepage, webpage, NASATV-#1 & #2

 

NASA ontdekt 'buitenaardse' bacterie op aarde (NU.nl).

 

AMSTERDAM 1 december 2010 - De NASA heeft een bijzondere bacterie ontdekt die mogelijk ook kan voorkomen op planeten die tot nu toe als ‘levensloos’ werden beschouwd. 

De vondst van de bacterie impliceert dat leven ook kan zijn ontstaan op planeten waar geen fosfor in de dampkring aanwezig is.

Vondst van unieke bacterie bevestigd (NU.nl en *s). 

AMSTERDAM 2 december 2010 - In een giftig meer in Californië is een unieke bacterie gevonden, die alle theorieën over de basis van het leven op zijn kop zet. Een van de bouwstenen van de bacterie is arseen. Niet eerder was gebleken dat een levensvorm op basis daarvan kon bestaan.

Het Monomeer in Californië

In het gezaghebbende tijdschrift Science werd gemeld dat in het DNA van een gevonden bacterie, in het voor alle tot nu toe bekende levensvormen giftige Monomeer, het element fosfor is vervangen door arseen. Naast de basiselementen fosfor, zwavel, zuurstof, stikstof, koolstof en waterstof is arseen dus nu waarschijnlijk de zevende bouwsteen van het leven.

de dubbele helix van DNA

chemische structuur van DNA 
(fosfaatgroepen in geel)

Sommige microbes kunnen arseen opnemen, maar volgens een verklaring van de ontdekker, de geomicrobioloog Felisa Wolfe-Simon, doet dit organisme iets nieuws: het bouwt delen van zichzelf uit arseen. 

op arseen gegroeide bacterie

Felisa Wolfe-Simon

muisklik voor roterend DNA

Hoe het arseen in het DNA van de bacterie Halomonadaceae is beland is nog onbekend. Volgens de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA zal de ontdekking gevolgen hebben voor de zoektocht naar bewijzen van buitenaards leven. De vondst vergroot namelijk de kans dat er leven bestaat op andere planeten. Op arseen gebaseerde organismes kunnen misschien extreme omstandigheden in het heelal overleven. 

 

Vondst arseenbacterie in twijfel getrokken (NU.nl en *s).

AMSTERDAM 7 december 2010 - De door de NASA geclaimde ontdekking van de bacterie die op arseen kan leven, wordt door Nederlandse wetenschappers in twijfel getrokken. De conclusie van het onderzoek zou zijn gebaseerd op een meetfout.

Volgens Jef Huisman van de Universiteit van Amsterdam is de conclusie van de ontdekking voor het inbouwen van arsenicum mogelijk gebaseerd op proeven met vervuilde kweekjes. In de kweekvloeistof waaraan arseen was toegevoegd zat namelijk maar liefst honderd keer meer fosfaat dan voor de bacterie nodig is om te overleven. Aangezien er dus geen sprake was van enige fosforschaarste was het voor de bacterie dus niet eens noodzakelijk om arseen te gaan gebruiken in plaats van fosfor. Er is dus duidelijk sprake van een testfout. Het fosfaat zou als verontreiniging meegekomen zijn bij het toevoegen van het arseen. Wel bleek uit het onderzoek dat het arseen in een zeer laag percentage (0.1 %) leek te zijn ingebouwd in het DNA. De wetenschappers van de NASA willen vooralsnog niet reageren op de kritiek.

Commentaar: 

• De ontdekking zou een goede impuls kunnen zijn voor het intensiveren van het nu al toonaangevende astrobiologisch en astrochemisch onderzoek in Nederland. 

• Echter, in het lab van arts en hoogleraar farmaceutische biotechnologie Huub Schellekens is het nieuws van NASA met hoongelach ontvangen. Volgens Schellekens vervangt het arsenicum fosfor slechts als cement in de suikerketen, waaraan de moleculen met erfelijke informatie zijn opgehangen en heeft dat geen enkele implicatie over hoe DNA werkt of op ons denken over het leven. Verder is volgens hem DNA dat door arsenicum bij elkaar wordt gehouden, hoogstens een curiosum, een moleculair schaap met vijf poten en heeft NASA ons weer eens gefopt met al die heisa, terwijl we toch beter hadden kunnen weten: de biologische kennis van die organisatie is niet erg groot en de biomedische experimenten die de NASA in de ruimte heeft uitgevoerd zijn steevast van bedroevende kwaliteit. (bron: fd.nl)

• De wetenschappelijke relevantie van de bevinding zou formeel dus nog wel de wetenschappelijke toets der kritiek moeten kunnen doorstaan. Het is in deze dan ook raadzaam voorlopig een sceptisch-wetenschappelijke positie in te nemen.  

• En inderdaad, al op 7 december kwam de aap uit de mouw. Er was namelijk sprake van een testfout bij het uitgevoerde experiment, waardoor er een verkeerde conclusie is getrokken.