Functie: Docent
Organisatie/school: Odisee Hogeschool vzw regio Oost-Vlaanderen
Leeftijd leerlingen: 3de graad basisonderwijs
Contact: geert.callebaut[at]odisee[dot]be
Functie: STEM-leerkracht en ICT-coördinator
Organisatie/school: GO! Atheneum Brakel
Leeftijd leerlingen: 3de graad secundair onderwijs
Dinsdag 4 maart 2025 – ESA, NASA en SpaceX werken hard aan plannen om mensen terug naar de Maan te brengen – en misschien zelfs daar te laten wonen. Maar hoe bouw je een leefbare maanbasis in zo’n extreme omgeving? Tien jonge ingenieurs gingen de uitdaging aan, leerden alles over de maan en ontwierpen hun eigen 3D-maanbasis in TinkerCad. 🚀
De UGent Volkssterrenwacht Armand Pien stelde de deuren open voor deze workshop. De omgeving had dus alvast een inspirerend effect!
ESA, NASA en SpaceX zijn er volop mee bezig: mensen terug naar de maan brengen en misschien zelfs ooit daar laten wonen.
Maar hoe zo’n maanhuis eruit moet zien? Daar wordt nog flink over gediscussieerd. Wonen op de maan is namelijk allesbehalve simpel. Er is geen zuurstof, geen grassprietje te bekennen en een kip rond laten scharrelen? Vergeet het maar. Als je naar buiten gaat, loop je het risico geraakt te worden door een meteoriet, je bloed zou koken door het gebrek aan luchtdruk, of je bevriest ‘s nachts bij -180°C en verbrandt overdag bij meer dan 100°C. Kortom: gewoon een huis bouwen is niet bepaald een optie. We zullen moeten leven in een speciale maanbasis.
Deze 10 jonge ingenieurs in spe gingen de uitdaging aan en ontwierpen elk hun eigen maanbasis. Niet vanzelfsprekend, want je moet rekening houden met oh-zoveel factoren: de bouwplek, de indeling van de ruimtes, bescherming tegen meteorietenregens, radiatie, water- en voedselvoorziening, zuurstof (!), transport heen en terug, communicatie naar planeet aarde,… en duizend-en-een andere zaken. Onze ruimte-animatrices, Maaike en Leonie, leidden de groep in in de wereld van de maanomgeving. Geen vraag bleef onbeantwoord.
Met de stevige basiskennis over de maan, konden de jonge ingenieurs aan de slag. Elke architect begint natuurlijk met een schets op papier, en zo startten we dus ook het denkproces voor de opbouw van de maanbasissen. Hoe wil ik dat mijn basis eruit ziet? Waar komt welke ruimte? Kan ik ruimtes combineren? De schetsen zagen er prachtig uit, en belangrijker, ze waren wetenschappelijk geïnspireerd.
De schetsen werden vervolgens in TinkerCad gegoten en zo ontstonden er 10 digitale maanbasissen, in 3D! Klaar is kees!
Apetrots stelden de jonge ingenieurs hun basis voor. “Mijn toilet is verbonden met mijn plantenserre om zo aan bemesting te kunnen doen”, “Diep onder de grond, onder mijn basis, heb ik een ijskamer geïnstalleerd om voedsel vers te houden”, “Op mijn basis zijn er multifunctionele kamers waarin je kan slapen, sporten en eten”, “Ik vond het belangrijk dat er een gemeenschappelijke leefruimte is voor de astronauten, anders wordt je toch maar eenzaam op de maan”, … Iedereen legde zijn of haar eigen focus in de maanbasis en stak er een stukje van zichzelf in.
Eén ding is zeker, in wiens basis ook, de astronauten van de toekomst zijn in goede handen!
17-23 februari 2025 – Klimaatverandering is geen ver-van-ons-bedshow. Het is iets wat ons allemaal raakt, en het vraagt om actie. Daarom sluiten wij, ESERO Belgium, ons met veel enthousiasme aan bij de actie #iktrekhetmijaan, een initiatief vanuit MOS Vlaanderen om jongeren te inspireren tot klimaatactie. Als educatief programma van ESA willen we leerlingen in Vlaanderen niet alleen bewust maken van de klimaatuitdagingen, maar hen ook de tools geven om zelf bij te dragen aan een duurzamere wereld.
Een van onze belangrijkste initiatieven op dit vlak is Climate Detectives. Dit project daagt leerlingen van het lager en secundair onderwijs uit om als echte wetenschappers aan de slag te gaan. Ze kiezen een klimaatprobleem in hun eigen omgeving, doen hier onderzoek naar met behulp van echte wetenschappelijke methodes en stellen een actieplan op om een verschil te maken.
Van luchtvervuiling tot hitte-eilanden in de stad, van de impact van ontbossing tot de opwarming van waterlopen: onze Climate Detectives brengen lokale problemen in kaart en zoeken naar oplossingen. Zo leren ze niet alleen over klimaatverandering, maar ervaren ze ook dat hun acties een impact kunnen hebben.
Het mooie aan Climate Detectives is dat leerlingen niet alleen maar in de boeken duiken. Ze gaan zelf meten, observeren en analyseren. Naar buiten dus! Ze werken met satellietbeelden, nemen bodemstalen, meten temperaturen en vergelijken gegevens. Zo ontdekken ze hoe wetenschap en technologie kunnen bijdragen aan een duurzamere toekomst. ESERO Belgium voorziet ook professionele klimaatwetenschappers in beroep, die maar al te graag een plekje in hun agenda vrijmaken om in gesprek te gaan met de leerlingen over hun onderzoek.
Maar onderzoek alleen is niet genoeg. Een belangrijk onderdeel van het project is het actieplan: hoe kunnen ze hun gemeenschap inspireren om ook in actie te komen? Sommige teams ontwikkelen bewustmakingscampagnes voor hun school, anderen werken samen met lokale overheden om kleine maar betekenisvolle veranderingen door te voeren. Nog anderen bekijken wat ze als individu kunnen realiseren om een positieve bijdrage te leveren aan het klimaat.
De boodschap van #iktrekhetmijaan sluit perfect aan bij wat Climate Detectives wil bereiken: jongeren laten zien dat ze het verschil kunnen maken. Door hun eigen buurt onder de loep te nemen, beseffen ze dat klimaatverandering niet iets abstracts is, maar iets wat hun dagelijks leven beïnvloedt. En vooral: dat ze er zelf iets aan kunnen doen!
We zijn trots op alle leerlingen en leerkrachten die zich elk jaar inzetten om met wetenschap en actie hun omgeving duurzamer te maken. Wil jij met je klas ook meedoen aan Climate Detectives? Of gewoon meer leren over hoe ruimtevaarttechnologie kan helpen in de strijd tegen klimaatverandering? Neem dan een kijkje op onze website en trek het je aan!
Leer hoe een object zich gedraagt onder invloed van de zwaartekracht. Waarom draait de maan om de aarde heen? Hoe werken satellieten? Met dit trial en error spel ondervind je welke invloed de zwaartekracht uitoefent op objecten in de ruimte.
Veel speelplezier!
✔️ Niveau: kleuterklas, lager onderwijs en secundair onderwijs (alle leeftijden)
✔️ Vakken/eindtermen:
Basisonderwijs
Mens en maatschappij (Ruimte), Wetenschappen en Techniek (Techniek),
Secundair onderwijs
Ruimtelijk bewustzijn, STEM, Aardwetenschappen,
✔️ Partners: ESERO Belgium, ESERO Nederland, NEMO
✔️ Editie: februari 2025
Zaterdag 8 februari 2025 – Afgelopen weekend was het eindelijk zover: het Vlaams Congres voor Leraars Wetenschappen vond plaats op de Campus Diepenbeek van de Universiteit Hasselt. Op zaterdag 8 februari 2025 verzamelden 200 leerkrachten wetenschappen uit heel Vlaanderen zich voor een dag vol inspiratie, nieuwe inzichten en boeiende ontmoetingen. Ook wij waren van de partij, uiteraard!
Met meer dan 30 verschillende activiteiten was er voor ieder wat wils. De sessies waren zoals altijd gestructureerd rond de klassieke wetenschappelijke vakgebieden, maar er was ook ruimte voor de steeds vager wordende grenzen tussen disciplines. Daardoor konden deelnemers makkelijk hun interessegebieden kiezen en toch een brede blik houden op wetenschap en onderwijs.
Naast de lezingen en workshops was er ook een uitgebreide beurs waar uitgeverijen hun nieuwste publicaties voorstelden en bedrijven en vzw’s innovatief didactisch materiaal demonstreerden. Bij die laatste categorie behoort ESERO Belgium, natuurlijk. Het is de ideale plek om ideeën op te doen en nieuwe leermiddelen te ontdekken!
Daar, in de zee aan didactisch materiaal, stond onze ESERO stand, bemand door onze coördinator. Ons pronkstuk dit jaar was Climate Detectives, een klimaatproject voor jong en oud. Ons doel is informeren en mobiliseren, maar bij dit STEM-project geven we die opdracht aan de leerlingen zelf. Ze doen klimaatonderzoek in hun eigen buurt en ontwerpen een concreet actieplan dat verandering nastreeft. Verandering die ten goede komt van het klimaat. De veelvuldige passage aan de ESERO-stand toonde ons dat het klimaatonderwerp sterk leeft bij leerkrachten en dat doet ons oh-zoveel plezier!
De inschrijvingen gingen in december al van start en sommige sessies zaten bliksemsnel vol – een duidelijk teken dat dit congres een vaste waarde is voor leerkrachten die hun lessen willen verrijken.
Voor wie erbij was: hopelijk heb je genoten en heb je weer volop inspiratie opgedaan voor in de klas. En voor wie deze editie gemist heeft: geen zorgen, volgend jaar zijn we er weer! Tot dan?
ICT-praktijkdag 2025
Maandag 3 februari 2025 – Impact Connecting Education organiseerde de ICT-Praktijkdag in UCLL. Een dag waarop iedereen, van kleuter- tot volwassenenonderwijs, zich kan onderdompelen in de wereld van ICT. Nieuwigheden, oudigheden, must-know’s en must-do’s. Ook ESERO Belgium was van de partij, natuurlijk. Want wie ICT zegt, zegt Astro Pi!
Hoe kan educatieve technologie jouw onderwijs verrijken? De ICT-Praktijkdag van Impact Connecting gaf een plaats aan verscheiden onderwerpen, van ICT-beleid op andere scholen tot de praktische toepassingen van ICT in de klas. Of je nu een beginner of een gevorderde bent, technologie kan zowel pedagogisch als technisch een meerwaarde bieden in jouw onderwijsaanpak. Wat kan educatieve technologie voor jou betekenen?
ESERO Belgium paste perfect in het kader van de ICT-praktijkdag, want ook wij zien de uitdagingen en mogelijkheden van technologie in de klas. Daarom raden we alle leerkrachten aan, met of zonder ervaring, om programmeren in de klas te brengen. Als je nog geen ervaring hebt met programmeren in python en je wil een toegankelijke en motiverende beginnersoefening doen met je leerlingen, dan is de “Astro Pi Mission Zero“-uitdaging ideaal voor jou. Deze oefening is perfect voor leerlingen van 9 tot 16 jaar (maar ook voor oudere studenten tot 19 jaar). Op de ICT-praktijkdag 2025 bood ESERO Belgium dan ook een sessie aan waarin we je stap voor stap begeleiden door de beginnersopdracht, met alle benodigde uitleg. Zo zijn de deelnemende leerkrachten nu helemaal klaar om de oefening ook met hun leerlingen uit te voeren.
De sessie begon met een korte kennismaking met het scholenprogramma van de Europese ruimtevaart, gepresenteerd door de Vlaamse coördinator van ESERO Belgium. Daarna werd het STEM-project Astro Pi gepresenteerd, met twee niveaus: Mission Zero voor beginners en Mission Space Lab voor gevorderden. In deze sessie werd er samen de Python-code geschreven in een online tool van de ESA en de Raspberry Pi Foundation, die zowel jij als je leerlingen op hun eigen laptops kunnen gebruiken.
De opdracht voor Mission Zero is het creëren van een tekening van 8 x 8 pixels die verschijnt op het LED-raster van het Astro Pi-apparaat, met als thema fauna & flora (en zelfs aliens!). De kleur van je tekening wordt bepaald door de lichtsensor op het apparaat, waardoor de achtergrondkleur dynamisch verandert. Na maximaal 30 seconden eindigt je programma, en kan je je creatieve werk naar het International Space Station (ISS) opsturen!
Programmeren, creëren, technologie, inzicht, … het komt allemaal terug in het STEM-project Astro Pi. Leerkrachten zijn de mentors van de nieuwe generatie, een meer dan ooit technologische generatie. Dat is waarom ESERO Belgium de ICT-praktijkdag mee ondersteunde. We zijn al helemaal klaar voor de volgende editie!
Woensdag 22 januari 2025 – Deze ochtend nodigde het SJC te Aalst een Space Professional uit in de klas. De jongens en meisjes in het 5e leerjaar hadden de prachtige kans om te praten met een echte ESA-wetenschapper, Bram Verbruggen. De videocall werd mede mogelijk gemaakt door Geert Callebaut, lector aan Odisee Hogeschool, die ook een voorliefde heeft voor ruimtevaart en STEM.
Bram (28 jaar) is deel van een onderzoeksteam van wetenschappers aan de European Space Agency die onderzoek doen naar het bouwen van een basis op de maan. Na een onderzoek dat meer dan twee jaar duurde, heeft het team een techniek ontwikkeld waarmee ze ‘bakstenen’ kunnen maken voor bouwstructuren op de maan, en daarvoor hebben ze enkel wat plastiek nodig en… maanstof!
De leerlingen van het 5e leerjaar van het SJC te Aalst hadden een online meeting met ESA-wetenschapper Bram Verbruggen. Ze werden immers geïnspireerd door zijn onderzoek om zelf aan de slag te gaan met 3d-printing om een maanbasis te ontwerpen. Vorige week gingen de leerlingen aan de slag met Tinkercad. Vandaag werden ze geïnspireerd door de wetenschapper om hun deelname aan Asgard Balloons for Science uit te werken: Een holle baksteen printen om deze dan met maanstof te vullen? De volgende uitdaging is alvast binnen!
Een maanbasis spreekt tot de verbeelding en deze ochtend konden de leerlingen dus al hun vragen stellen aan Bram. Zij die ervan dromen om astronaut of wetenschapper te worden, kwamen vandaag dat tikkeltje dichter bij die droom. Bram inspireerde de kinderen met zijn verhaal, en zelfs zij die (nog) niets hebben met wetenschap, lieten zich toch meeslepen door zijn ervaringen.
Een nieuwe reis naar de maan komt dichter en dichter bij… Ben jij klaar om al de vragen van jouw leerlingen te beantwoorden en dit niet-meer-zo-futuristische thema in de klas te brengen? Wij zeggen alvast: volg in de voetsporen van Capucienen!
9-10 januari 2025 – CanSat 2024-2025 is goed gelanceerd! Afgelopen week kwamen de deelnemende teams op bezoek bij onze experts die feedback gaven op hun CanSat projecten. De fundamenten zijn gelegd voor het heuse avontuur.
(Foto credits: cansat.spirit)
We zagen alle CanSat-projecten passeren… en wat een pareltjes dat het zijn! In het CanSat project is elk team verantwoordelijk voor zowel een primaire als secundaire missie. De primaire missie ligt vast en wordt opgelegd door de organisatie. Deze houdt enerzijds in dat elk team met hun Cansat de luchtdruk, temperatuur en hoogte moeten kunnen meten tijdens de vlucht en de data moet kunnen verzenden naar het grondstation. Anderzijds verwacht de organisatie ook dat elk team hun Cansat veilig kan laten landen met bijvoorbeeld een parachute. De primaire missie is dus vrij basis en rigide. Daarom is er ook een secundaire missie ingevoerd, waarin de teams hun creatieve vrijheid de loop kunnen laten.
De secundaire missie tijdens het CanSat project heeft geen vooraf opgelegde limieten. De teams kunnen zelf op zoek gaan naar een onderzoeksonderwerp dat hen interesseert en ontwerpen hiervoor een extra feature op hun CanSat. Omdat de secundaire missie van CanSat zo breed is, helpen onze experts een handje met het vormgeven aan een haalbaar concept en geven ze feedback op de grootse plannen die de CanSat teams voorstellen.
(foto credits: aerocontrol_cansat)
Woensdag 1 januari 2025 – Hou je vast aan de takken van de bomen, want 2025 belooft een enorm interessant jaar te worden voor zowel fysica, chemie, wiskunde, computerwetenschap en ruimtevaart, kortom: voor STEM. Wij kijken alvast uit naar wat de toekomst brengt, maar ook afgelopen jaar viel onze mond geregeld open van verbazing en enthousiasme. Daarom blikken we graag even terug op wat 2024 ons bracht in de wereld van wetenschap.
De nobelprijzen
(foto credits: Google Deepmind)
Hoe kan je beter een doorbraak erkennen dan met een Nobel prijs? Jaarlijks worden er zes Nobel prijzen uitgereikt aan individuen, duo’s of trio’s die een uitzonderlijke ontdekking deden of inspanning leverden. Fysica, chemie, geneeskunde, literatuur, vrede en economische wetenschappen zijn de zes disciplines die onder de loep worden genomen, maar ESERO Belgium was natuurlijk specifiek benieuwd naar de eerste drie; de STEM-gerelateerde prijzen. We geven hier een kort overzicht van de winnaars en hun bijdragen (meer info vind je rechtstreeks op de website van All Nobel Prizes 2024).
De Nobelprijs voor Fysica: Natuurkunde en AI onder één noemer?
De Nobelprijs voor de Fysica 2024 ging naar John Hopfield en Geoffrey Hinton voor hun werk dat de basis legde voor de machine learning-revolutie. Ja ja, je zou het haast vergeten, maar ChatGPT en Gemini zijn slechts modellen die enkel en alleen door menselijk gebruik hebben geleerd hoe ze een goed gesprek met jou kunnen voeren. De twee Nobelprijswinnaars focusten op afzonderlijk werk, dat harmonieus A.I. naar een hoger level tilde. In welke aspecten hebben zij hun aandeel precies gehad? Wel, Hopfield ontwikkelde een netwerk waarmee informatie kan worden opgeslagen en hersteld, zelfs als het incompleet of verstoord is. Hinton breidde dit verder uit door een systeem te creëren dat automatisch patronen in data herkent, wat de basis vormde voor kunstmatige neurale netwerken.
Hun werk leidde tot de ontwikkeling van deep learning, waarbij computers leren van voorbeelden in plaats van stapsgewijze instructies. Dat heeft enorme toepassingen in bijvoorbeeld beeldherkenning en wetenschappelijk onderzoek, zoals het analyseren van data over het Higgs-deeltje of het voorspellen van moleculaire structuren. Kortom, hun innovaties hebben de weg vrijgemaakt voor de artificiële intelligentie van vandaag.
De Nobelprijs voor Chemie: Voorspelbare proteïnen
Voor Chemie ging de Nobelprijs in 2024 naar Demis Hassabis, John Jumper en David Baker voor hun doorbraak in eiwitonderzoek, met behulp van artificiële intelligentie, wat mooi aansluit bij de Nobelprijs voor Fysica. Eiwitten vormden al heel lang een grote uitdaging in de biochemie, omdat ze namelijk moeilijk of niet te voorspellen zijn. Beeld je eiwitten in als een kleine slinger die gekruld is en opgeplooid. De exacte vorm van die krul en plooiing leken tot nu toe vrij random, maar Hassabis en Jumper gebruikten A.I. om de structuur van bijna alle bekende eiwitten te voorspellen. Dankzij dit onderzoek, vooral met hun AI-model AlphaFold2, kunnen onderzoekers nu snel de structuur van eiwitten bepalen. Dat bespaart heel wat tijd en de ontwikkeling van bijvoorbeeld medicijnen, vaccins en nieuwe materialen kan nu vlotter gebeuren. Daarnaast ontwikkelde Baker een methode en een software, genaamd Rosetta, om volledig nieuwe eiwitten te creëren, met nieuwe functies die niet in de natuur bestaan.
De ontdekkingen van deze wetenschappers kunnen belangrijke gevolgen hebben voor nanomaterialen, gerichte farmaceutica, snellere ontwikkeling van vaccins, minimale sensoren en een groenere chemische industrie – om maar een paar toepassingen te noemen die het grootste voordeel voor de mensheid opleveren.
De Nobelprijs voor Geneeskunde: De ontdekking van microRNA als doorbraak in genregulatie
Ten slotte ging de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde 2024 naar Victor Ambros en Gary Ruvkun voor de ontdekking van microRNA en de rol ervan in genregulatie. MicroRNA’s zijn kleine RNA-moleculen die de eiwitproductie remmen of mRNA afbreken. Ze spelen dus een cruciale rol in het reguleren van genexpressie in verschillende cellen. Dit mechanisme is belangrijk voor de ontwikkeling van gespecialiseerde celtypen, zoals spier- en zenuwcellen, en voor het behoud van gezonde lichaamsfuncties.
Ambros en Ruvkun ontdekten dit proces in het modelorganisme C. elegans (wat op een minuscuul, wormachtig diertje lijkt), waar ze opmerkten dat het lin-4-gen een klein RNA produceert dat de activiteit van het lin-14-gen remt, zonder de productie van mRNA te stoppen. Dat klinkt heel technisch, maar kortom leidde hun ontdekking tot de identificatie van honderden microRNA’s in verschillende diersoorten. Tegenwoordig weten we dat microRNA-regulatie onmisbaar is voor de werking van het menselijk genoom en dat verstoringen ervan kunnen bijdragen aan ziekten zoals kanker en aangeboren aandoeningen. Hun ontdekking heeft dus ons begrip van genregulatie uitgediept en is van groot belang voor de evolutie van complexe organismen. Wanneer je als leerkracht biologie in het secundair onderwijs dus het thema DNA en RNA aansnijdt, kan dit een leuk wist-je-datje zijn, of zelfs een onderwerp voor een uitbreidingsles.
Ruimtevaart in 2024, een heus schouwspel
(Foto credits: Space.com; Stellarium)
Ook in de ruimtevaartsector werden we regelmatig verrast door zowel leuke als minder leuke nieuwigheden. Enkele highlights die bij het ESERO Belgium team in het oog sprongen.
De Grote Ring (Alexia Lopez)
Herinner je je nog de ontdekking van de “Big Ring”? Dat is de gigantische ring van galaxies met een omtrek van ongeveer 4 miljard lichtjaar, die afgelopen jaar werd ontdekt. Om je even een idee te geven: onze Melkweg heeft een omtrek van ongeveer 330 000 lichtjaar. De “Big Ring”, of Grote Ring, is dus meer dan 12 000 keer groter dan onze Melkweg. Ongelooflijk.
Daarbij bevindt hij zich in de buurt van een nóg grotere structuur, met de al even originele benaming, de “Gigantische Boog”. Deze heeft een omtrek van wel 10,3 miljard lichtjaar. Beide structuren werden ontdekt dankzij observaties van Alexia Lopez, een Ph.D. student, die ze niet vond omdat ze helder waren, maar het net het tegengestelde. De structuren absorberen het licht van quasars, wat de binnenste, super heldere delen van actieve sterrenstelsels zijn.
Echter, deze gigantische structuren passen niet echt in de huidige kosmologische theorie. Volgens de huidige theorie zou het heelal op grote schaal gelijkmatig moeten zijn en mogen er geen enorm grote structuren zijn die zich onderscheiden. Maar de Grote Ring en de Gigantische Boog zijn zo groot dat ze dit principe tarten. De theorie zegt ook dat de grootste structuren niet groter zouden moeten zijn dan 1,2 miljard lichtjaar, maar deze structuren zijn veel groter, zo blijkt.
Er zijn wel meer superstructuren ontdekt in de loop der jaren, zoals de Sloan Great Wall en de South Pole Wall, die ook gigantisch zijn, maar de Grote Ring en de Gigantische Boog leken een stap verder te gaan. De ontdekking riep nieuwe vragen op over de natuur van ons universum en kan zelfs wijzen op nieuwe fysica die we nog niet begrijpen. Meer info via Space.com.
Vast in de ruimte
Een iets korter verhaal is dat van astronauten Sunita Williams en Butch Wilmore, of ja, voor hen was het niet zo’n kort verhaal. Wat een 8-daagse missie moest zijn, veranderde in een missie op het ISS die 8 maanden lang duurde. Door technische problemen met de Boeing Starliner, een NASA toestel, konden de astronauten niet tijdig naar huis reizen en vierden ze zowel Thanksgiving en Kerstmis in de ruimte. Hun uitgebreid verblijf op het ISS werd uiteindelijk beeïndigd met behulp van het bedrijf SpaceX. Zij stuurden een SpaceX Dragon Capsule, die Williams en Wilmore veilig thuis bracht. Een heus avontuur voor de twee dus!
Einstein weer bevestigd
In mei 2024 verscheen er een artikel van de University of Oxford en de Monthly Notices of the Astronomical Society waar Einstein ongetwijfeld heel blij van zou zijn geworden. Onderzoekers van de Universiteit van Oxford deden een ontdekking die Einstein’s theorie over zwarte gaten bevestigt. Ze hebben het eerste bewijs gevonden van een “duikregio” (“plunging-region”) rond zwarte gaten, het gebied waar materie niet meer rond het zwarte gat draait, maar er recht in valt. Deze regio blijkt één van de sterkste zwaartekrachten in ons sterrenstelsel te hebben. Dat is niet vreemd aangezien zwarte gaten ook gigantische massa’s hebben, dat toonde Einstein ons toch… in theorie.
Tot nu toe wisten we van de theorie, maar dit was de eerste keer dat we het daadwerkelijk konden waarnemen. Het is alsof je een rivier observeert die ineens verandert in een waterval, en dit was onze eerste blik op die waterval. De onderzoekers gebruikten röntgendata van NASA’s telescopen NuSTAR en NICER om het te onderzoeken.
Einstein had voorspeld dat de materie zich niet meer in cirkels zou bewegen dichtbij een zwart gat, maar in plaats daarvan in een rechte lijn zou vallen met bijna de snelheid van het licht. De onderzoekers keken voor het eerst diep in deze “duikregio” en ontdekten hoe het plasma dat van sterren afkomt uiteindelijk het zwarte gat binnenvalt. Hun onderzoek richtte zich op kleinere zwarte gaten dichtbij de aarde, maar er is momenteel ook een groter project gaande. Een nieuw team van Oxford werkt samen aan een telescoop die ons in staat zou stellen om direct beelden van grotere zwarte gaten te maken, ook die in het centrum van ons sterrenstelsel.
Andere doorbraken
Om af te sluiten, geven we nog enkele andere doorbraken mee voor zij die geïnteresseerd zijn in Fysica. Naast de Nobelprijs zijn er namelijk nog vele andere interessante onderzoeksonderwerpen de revue gepasseerd in 2024. We halen er kort nog even drie aan.
Dark matter – Dark matter dat het universum steeds sneller doet uitbreiden, lijkt te verzwakken. Dat gaat in tegen het huidige idee. Dit zou de grootste ontdekking in 25 jaar kunnen zijn, volgens Adam Riess, die dark matter in 1998 ontdekte. Het DESI-team (Dark Energy Spectroscopic Instrument) heeft een gigantische kaart van de kosmos gemaakt en drie verschillende metingen wijzen allemaal in dezelfde richting: dark matter is misschien niet zo constant als we dachten. Dit onderzoek laat zien dat de deeltjes van donkere materie misschien anders met elkaar omgaan dan we dachten, en niet alleen via zwaartekracht zoals we altijd aannamen. Deze interacties zouden de manier kunnen veranderen waarop donkere materie zich gedraagt in sterrenstelsels en ook invloed hebben op hoe sterrenstelsels zich vormen en ontwikkelen. Dit kan ons helpen om een beter en dieper begrip te krijgen van de rol van donkere materie in het ontstaan van het universum.
Quantum tornado’s in een Supersolid – Fysici hebben bewijs gevonden voor de exotische fase van materie, een ‘supersolid’, die tegelijkertijd de stijfheid van een vaste stof en de vloeiendheid van een vloeistof heeft. In een laboratorium in de Oostenrijkse Alpen werden microscopische tornado’s (vortexen) geobserveerd in een supersolid, bevestigd door drie jaar experimenten. Deze ontdekking is belangrijk voor het begrijpen van extreme omstandigheden in het universum, zoals in neutronensterren. Een supersolid ontstaat wanneer atomen zich als een kristal organiseren, maar zich tegelijkertijd als een supervloeistof gedragen zonder wrijving. Dat paradoxale gedrag werd voorspeld in 1957 in theorie, maar de recente experimenten in praktijk bevestigen eindelijk dat het bestaat. De ontdekte vortexen kunnen ook helpen om pulsarverstoringen in neutronensterren te verklaren, waar vermoedelijk een supersolide kern aanwezig is. Fysici hopen dat de studie van deze supersoliden ons meer inzicht kan geven in zowel de fysica van extreme sterren als nieuwe toepassingen in materialen zoals supergeleiders.
Surfaceology – In 2022 ontdekte Carolina Figueiredo uit Princeton dat drie verschillende theorieën over subatomaire deeltjes dezelfde resultaten gaven, wat suggereerde dat ze verbonden waren door een verborgen structuur. Dit maakt deel uit van het onderzoek van haar begeleider, Nima Arkani-Hamed, die gelooft dat de gebruikelijke concepten van ruimte-tijd slechts benaderingen zijn van diepere principes. Figueiredo introduceerde in 2024 een nieuwe methode, “surfaceology”, die eenvoudiger is dan traditionele manieren van kwantumfysica berekenen en niet afhankelijk is van supersymmetrie. Dit werk zou kunnen leiden tot het uitdiepen van de kwantumzwaartekracht en zelfs de oorsprong van het universum.
Bronnen
Ananthaswamy, A., & Ananthaswamy, A. (2024, January 23). New theory suggests chatbots can understand text. Quanta Magazine. https://www.quantamagazine.org/new-theory-suggests-chatbots-can-understand-text-20240122/
Chandrasekaran, L., & Chandrasekaran, L. (2024, May 1). Scientists find a fast way to describe quantum systems. Quanta Magazine. https://www.quantamagazine.org/scientists-find-a-fast-way-to-describe-quantum-systems-20240501/
Cooper, K. (2024, January 22). An impossibly huge ring of galaxies might lead us to new physics. Here’s how. Space.com. https://www.space.com/big-ring-galactic-superstructure-celestial-anomaly
Feldman, A. (2024, October 17). Could dark matter particles be colliding? Advanced Science News. https://www.advancedsciencenews.com/could-dark-matter-particles-be-colliding/
First proof that “plunging regions” exist around black holes in space. (2024, May 17). University of Oxford. https://www.ox.ac.uk/news/2024-05-17-first-proof-plunging-regions-exist-around-black-holes-space#:~:text=Using%20X%2Dray%20data%20to,and%20instead%20falls%20straight%20in.
Savitsky, Z., & Savitsky, Z. (2024, November 6). Physicists spot quantum tornadoes twirling in a ‘Supersolid.’ Quanta Magazine. https://www.quantamagazine.org/physicists-spot-quantum-tornadoes-twirling-in-a-supersolid-20241106/
Wood, C., & Wood, C. (2024, September 18). Dark energy may be weakening, major astrophysics study finds. Quanta Magazine. https://www.quantamagazine.org/dark-energy-may-be-weakening-major-astrophysics-study-finds-20240404/
Wood, C., & Wood, C. (2024b, September 25). Physicists reveal a quantum geometry that exists outside of space and Time. Quanta Magazine. https://www.quantamagazine.org/physicists-reveal-a-quantum-geometry-that-exists-outside-of-space-and-time-20240925/
