2004-03 MIRA Ceti sprak met... Steven Stroeykens

Lezers van MIRA Ceti die op vrijdag De Standaard ter hand nemen, weten ongetwijfeld naar welk stuk krant zij best meteen doorbladeren. Vrijdag is immers de dag dat de wekelijkse wetenschapsbijlage verschijnt en daarin kan je veel en boeiend nieuws aantreffen uit de wondere wereld van de sterrenkunde. Degene die daar verantwoordelijk voor is, is wetenschapsjournalist Steven Stroeykens, 37 jaar oud en fysicus van vorming. Steven was al van in zijn prille jeugd gefascineerd door astronomie en belandde zo bij de Leuvense sterrenkundevereniging Wega, waar hij nog steeds, zij het veel minder dan vroeger, actief is. 

 

Steven, jullie zijn met z’n drieën op de wetenschapsredactie van De Standaard. Hoe is het werk verdeeld?

 

Mijn collega’s Hilde Van Den Eynde en Kim De Rijck houden zich als biologe en bio-ingenieur eerder bezig met biomedische onderwerpen, terwijl ik als fysicus in eerste instantie schrijf over items in verband met fysica, wiskunde, sterrenkunde en technologie.

 

In 1998 gingen jullie van start met een nieuwe rubriek, de Wetenschapswinkel, waarbij de lezers vragen kunnen stellen over de wetenschap achter alledaagse fenomenen.

 

Het is een rubriek die intussen zeer populair is bij onze lezers en waar wij als redacteur ook veel plezier aan beleven. Intussen is al een hele voorraad vragen aan bod gekomen, misschien zou het wel leuk zijn ze te bundelen in een boek. Je merkt trouwens ook aan een programma zoals Jongens en Wetenschap op de radio dat er bij een ruim publiek wel degelijk belangstelling is voor dit soort onderwerpen.

 

Anderzijds schrok ik een tijdje geleden behoorlijk toen ik in Science et Vie, toch een betrouwbaar tijdschrift, las dat volgens een recent onderzoek zowat één Fransman op vijf geen juist antwoord weet te geven op de vraag of de Zon rond de Aarde draait of de Aarde rond de Zon. Volgens een gelijkaardig onderzoek in Nederland zouden onze noorderburen met zowat één op vier nog slechter scoren. Is een dergelijke onwetendheid in onze moderne ‘kennismaatschappij’ niet verontrustend?

 

Net als jullie op de volkssterrenwacht trachten wij op de wetenschapsredactie een doorgeefluik van kennis en inzicht te zijn naar het grote publiek toe. Maar het is natuurlijk zo dat wij, net zo goed als julie, voornamelijk die mensen bereiken die al geïnteresseerd zijn. Mensen die denken dat de Zon rond de Aarde draait komen wellicht niet zo gemakkelijk naar een volkssterrenwacht of lezen niet even de wetenschapsrubriek in De Standaard, vrees ik.

Een dergelijke onwetendheid is in zekere zin beangstigend omdat wetenschap een steeds grotere rol speelt in de maatschappij. Bijgevolg zou je ook verwachten dat mensen het belangrijk vinden om toch min of meer geïnformeerd te zijn over wetenschappelijke inzichten en technologische ontwikkelingen. De meeste jongeren zijn b.v. dol op een gsm, ze willen er spelletjes mee spelen, het ding moet oneindig veel beltonen ten gehore kunnen geven, enzovoort. Nu maakt zo’n gsm op alle mogelijke manieren gebruik van de moderne wetenschap, van wiskunde, fysica, scheikunde. Maar dat vinden diezelfde jongeren dan veelal niet erg interessant.

Nu speelt het feit dat de Aarde rond de Zon draait of de Zon rond de Aarde in het dagelijkse leven van de meeste mensen niet zo’n belangrijke rol. Als we het over misvattingen hebben, denk ik dat economen misschien nog meer reden tot klagen hebben dan wij. En dat betreft dan wel een domein dat rechtstreeks verband houdt met hetgeen de mensen direct in hun portemonnee voelen.

 

Wie de sterrenkundige actualiteit volgt, merkt dat het ene grote nieuws nog niet wereldkundig is gemaakt of er wordt reeds gewag gemaakt van een andere spectaculaire ontdekking. Maar hoe belangrijk is dat grote nieuws nu eigenlijk? Welke berichten zijn echt betrouwbaar? En hoe maak je uit een overvloed aan informatie een  relevante selectie? 

 

Dat is inderdaad een moeilijk aspect van onze job. Hetgeen wij in de krant brengen, moet nieuws zijn dat niet alleen betrouwbaar en relevant is, maar waarvan we ook het gevoel hebben dat het voor onze lezers belangrijk is. Daarom is het noodzakelijk goed op de hoogte te blijven van de actualiteit. Tijdschriften zoals Nature, Science en Scientific American zijn prima informatiebronnen, op sterrenkundig vlak vind ik Sky & Telescope een uitstekend blad, waarbij de website met veel up-to-date astronieuws een goede aanvulling is. Belangrijk hierbij is dat de berichten steeds gesitueerd worden in een bredere contekst. Andere bronnen zijn wetenschappelijke boeken en, zeker niet te onderschatten, rechtstreekse contacten met vakmensen, b.v. op conferenties en studiedagen. Als er een bericht uit de sterrenkundige wereld cirkuleert waarbij er toch wel wat vragen rijzen, lijkt het me niet overbodig even een expert ter zake op te bellen om zijn of haar advies in te winnen.

En voor het nieuws heet van de naald zijn de persagentschappen zoals Associated Press, Reuters en Belga onze informatiebronnen. Voor onmiddellijk feitennieuws zijn die erg goed, maar qua achtergrondinformatie heb je er vaak niet zoveel aan. Zo zullen zij als eersten berichten over het ongeluk met het ruimteveer Columbia, maar bij de ontdekking van Sedna gewagen zij prompt over een tiende planeet in het zonnestelsel. Terwijl deze bewering nadien door gezaghebbende astronomische bronnen duidelijk tegengesproken wordt: Sedna is geenszins de tiende planeet van het zonnestelsel, maar wel een uit de kluiten gewassen asteroide zoals er buiten de baan van de planeet Neptunus nog vele te vinden zijn. En wellicht behoort ook Pluto veeleer tot deze categorie van objecten.

Het is niet te geloven wat voor ‘nieuws’ er soms op de redactie binnenkomt. Zo ontvingen wij toen ik nog maar pas op De Standaard werkte een bericht van het persbureau AP met de mededeling dat er zowaar een nieuw sterrenbeeld was ontdekt. Iedereen die ook maar een beetje met sterrenkunde vertrouwd is, weet dat een nieuw sterrenbeeld ontdekken zoiets is als een nieuwe Belgische provincie ontdekken. De hemel rondom is immers ingedeeld in achtentachtig sterrenbeelden, er is nergens plaats om er eentje aan toe te voegen. Het bericht ging nog verder: tot op heden kenden astronomen slechts twaalf sterrenbeelden, maar nu was er dus een dertiende sterrenbeeld ontdekt met als naam Ophiuchus, de Slangendrager. En dan weet je meteen vanwaar de wind waait. Waarschijnlijk ging het gesprek tussen de journalist in kwestie en de astronoom die geïnterviewd werd op een bepaald moment over astrologie. Waarbij die astronoom dan wellicht gezegd heeft dat er in de astrologie twaalf tekens zijn, maar dat er eigenlijk nog een dertiende sterrenbeeld is waar de Zon in de loop van het jaar ook langskomt. De journalist had het blijkbaar niet allemaal echt goed begrepen en concludeerde verkeerdelijk dat er een nieuw sterrenbeeld was ontdekt.

 

Enige tijd terug schreef jij in de krant een boeiend stukje over de beroemde paradox van Fermi met als titel “Waar is iedereen?”. Het onderwerp ‘buitenaards leven’ lijkt bij astronomen en biologen tegenwoordig wel erg populair te zijn, niet?

 

Astrobiologie zoals men het nu noemt is een vakgebied dat eigenlijk al heel lang sluimerend bestaat. In de jaren 1970 werd heel concreet naar sporen van leven gezocht op de planeet Mars met de Vikinglanders van de NASA. Frank Drake stelde een formule op waarmee geschat kan worden hoeveel intelligente buitenaardse beschavingen er zouden kunnen zijn. Het project SETI ging van start. Maar die ‘Search for ExtraTerrestrial Intelligence’ waarbij gezocht wordt naar intelligente signalen die ons vanuit de ruimte zouden kunnen bereiken, werd door veel astronomen toch niet erg au sérieux genomen.

Maar toen in 1996 door de NASA aangekondigd werd dat in de Marsmeteoriet ALH84001 sporen waren gevonden van primitief  leven, betekende dat voor de astrobiologie een geweldige opsteker waarbij meteen ook meer mensen en financiële middelen beschikbaar werden gesteld. Zelfs toen nadien bleek dat het waarschijnlijk niet gaat om buitenaardse fossielen in ALH84001 kon dat het vernieuwde enthousiasme niet temperen. En sindsdien is astrobiologie een erg actueel onderzoeksdomein geworden waarbij men niet alleen meer de klassieke vraag probeert te beantwoorden of er buitenaards leven is, maar waarbij men ook onderzoekt wat de voorwaarden zijn voor het ontstaan van leven in het algemeen. Hoe is leven op Aarde ontstaan? Wat waren de allereerste levensvormen op Aarde? Hoe zijn de omstandigheden van 4,5 miljard jaar geleden op Aarde te vergelijken met de omstandigheden op andere planeten vroeger en nu? Hoe is het klimaat op Mars geëvolueerd? Heeft Mars in het verleden gedurende een lange of een korte periode een vochtig klimaat gehad? Voorts ontdekte men via spectroscopie allerlei soorten organische moleculen in kometen en in het interstellaire gas en stof. Dit soort vragen en onderzoek maakt van de astrobiologie een bloeiend en fascinerend gegeven dat tevens ook zeer concreet en tastbaar is. Want we kunnen nog wel honderd jaar of zelfs nog langer blijven luisteren naar intelligente boodschappen uit het heelal, maar zolang er niets gevonden wordt blijft dit onderzoek louter speculatief.

 

Onlangs zijn er in lavastenen in Zuid-Afrika sporen gevonden van bacterieel leven die waarschijnlijk 3,5 miljard jaar oud zijn.

 

Dat zijn niet de oudste sporen van microsopisch leven die gevonden zijn, maar deze ontdekking bevestigt wel de idee dat er al heel lang leven op Aarde is, wat natuurlijk grote implicaties heeft voor eventueel buitenaards leven. De Aarde zelf bestaat nog maar 4,5 miljard jaar en in de ontstaansperiode waren de omstandigheden zeker niet van dien aard dat leven er gemakkelijk kon ontstaan. Maar van zodra het enigszins kon, was het er blijkbaar meteen. En dat doet vermoeden dat het ontstaan van leven waarschijnlijk een vrij gemakkelijk proces is. Bijgevolg is de kans groot dat er ook op andere plaatsen leven zou kunnen zijn.

Uit onderzoek blijkt dat Mars ooit een vochtig klimaat heeft gehad, alleen weten we voorlopig niet hoe lang dat geduurd heeft. Stel dat Mars honderd miljoen jaar lang dat vochtige klimaat heeft gekend, en als we veronderstellen dat het leven op Aarde geen honderd miljoen jaar nodig heeft gehad om te ontstaan, dan is het helemaal niet denkbeeldig dat dit ook op Mars het geval zou zijn geweest. En hetzelfde geldt uiteraard voor veel plaatsen in het heelal. Natuurlijk is er een groot verschil tussen microscopisch, bacterieel leven en intelligente levensvormen. Als we weer naar de geschiedenis van de Aarde kijken, stellen we vast dat het vier miljard jaar heeft geduurd vooraleer er intelligent leven was. Blijkbaar is dat niet zo’n gemakkelijk proces. Maar het is natuurlijk moeilijk, zo niet onmogelijk, om op basis van één voorbeeld een algemene conclusie te trekken.

 

En wat dan met Fermi en zijn paradox?

 

Dat gaat als volgt: je kan gemakkelijk een schatting maken van hoeveel intelligente beschavingen er zouden moeten zijn in het heelal. Uitgaande van het onwaarschijnlijk hoge aantal sterren in het waarneembare heelal waarbij er dan x aantal planeten zijn, mag je veronderstellen dat één op de zoveel planeten daarbij ook geschikt is voor leven. Als een planeet geschikt is, is de kans vrij groot dat er effectief leven ontstaat. Bij een percentage van die planeten zal zich ook meercellig leven ontwikkelen, en bij een deel daarvan zal intelligent leven ontstaan, zoals wij dat interpreteren. 

Als je bij deze berekening een beetje realistisch te werk gaat, kom je al gauw tot een vrij groot aantal intelligente beschavingen. Een deel daarvan zal ook aan ruimtevaart doen en sommige beschavingen zullen tamelijk expansief van karakter zijn. En het hoeven er niet eens veel te zijn: een beschaving die zich verspreidt, zal er in relatief korte tijd in slagen een gans sterrenstelsel te koloniseren.  Dat gaat waarschijnlijk niet sneller dan de lichtsnelheid. Maar ons eigen sterrenstelsel heeft een diameter van slechts honderdduizend lichtjaar. En aangezien ons sterrenstelsel al meer dan tien miljard jaar bestaat, is dat voor een rondreizende beschaving meer dan tijd genoeg om heel het stelsel te koloniseren. Wanneer zo’n beschaving de ene planeet na de andere koloniseert en dan telkens vanuit die nieuw veroverde oorden met ruimteschepen verder trekt, dan kan je via een wiskundig model beschrijven hoe die intelligente wezens aan een fractie van de lichtsnelheid hun territorium uitbreiden en binnen enkele miljoenen jaren een heel sterrenstelsel ingepalmd hebben.

Indien deze redenering correct is, zou dat betekenen dat het in heel ons melkwegstelsel krioelt van intelligente buitenaardse wezens. Maar als we eventjes rondom ons kijken, zien we er geen enkele. Dat is de paradox van Fermi. Vandaar Fermi’s verzuchting: “Waar zijn ze dan?”.

We kunnen daar alleen maar uit besluiten dat er iets mis is met die redenering. Maar wat? Bestaat er geen buitenaards leven? Bestaat er geen buitenaardse intelligentie? Bestaat er heel weinig buitenaardse intelligentie? Blijkt interstellaire ruimtevaart toch heel wat moeilijker dan wij wel denken? Een andere mogelijkheid is de hypothese dat de buitenaardsen er zijn en dat zij ons wel zien maar wij hen niet. Misschien verbergen ze zich opzettelijk voor ons of zijn wij te dom om ze te herkennen.

Een leuke anekdote in dit verband is deze: toen Fermi op zekere dag tijdens de lunch met zijn collega’s in Los Alamos zijn intussen beroemde verzuchting uitte “Waar zijn ze?”, antwoordde de fysicus Leo Szilard heel gevat: “Enrico, ze zijn onder ons, maar ze noemen zichzelf Hongaren”. Dat had natuurlijk alles te maken met de aanwezigheid van een viertal bijzonder geniale en excentrieke Hongaarse wetenschappers bij het project in Los Alamos, o.a. Szilard zelf en de gekende John von Neumann, de uitvinder van de waterstofbom en gedeeltelijk ook van de computer.

Maar de vraag naar buitenaards leven  is in ieder geval heel fascinerend en ik ben benieuwd wanneer wij het antwoord gaan kennen.

 

Een belangrijk gegeven is wellicht ook dat wij ons in een zone van het sterrenstelsel bevinden waar het voor levensvormen een eerder veilige omgeving is?

 

Net zoals er in het zonnestelsel een zone is waar de omstandigheden voor het ontstaan en het gedijen van leven eerder gunstig zijn, niet te dicht bij de Zon waar het te warm is en ook niet te ver van de Zon waar het te koud is, kan dat ook het geval zijn in een sterrenstelsel. In de buurt van de kern van zo’n sterrenstelsel is het zeker geen geschikte omgeving. Daar zitten niet alleen veel te veel sterren al te dicht opeen, maar bovendien heb je er een overvloed aan gevaarlijke straling vanuit de omgeving van het centrale zwarte gat. In een sterrenstelsel heb je aan de buitenste randen ook zones waar te weinig sterren voorkomen. In de beginperiode van het heelal waren alleen de twee lichtste elementen waterstof en helium overvloedig aanwezig. Nu heb je voor de vorming van planeten zoals de Aarde ook zwaardere elementen nodig. Dus moet je een omgeving hebben waar genoeg zware elementen voorhanden zijn. En daarom moeten er in die omgeving ook voldoende opeenvolgende generaties sterren geweest zijn om zwaardere elementen aan te maken en liefst ook supernova’s om deze in de ruimte te verspreiden. Op plaatsen waar er maar weinig sterren zijn of geweest zijn, heb je bijgevolg weinig verrijking van het gas met die zware, levensnoodzakelijke elementen. Tussen beide uitersten in bevindt er zich in ons sterrenstelsel een brede zone waarvan men denkt dat de omstandigheden er goed zijn voor het ontstaan van leven. En in deze zone bevindt zich ook ons zonnestelsel.

 

Ten slotte nog een vraagje over een onderwerp dat al decennia lang brandend actueel is: hoe ver staat men intussen met het onderzoek naar kernfusie?

 

Kernfusie is zeker een interessant thema. In de jaren 1980 sprak men over een operationele centrale binnen twintig jaar, tegenwoordig denkt men dat het binnen vijftig jaar moet kunnen, we lijken er dus eerder op achteruit te gaan wat dit verwachtingspatroon betreft. Momenteel is er een verhitte discussie aan de gang tussen Europa en Japan over de inplanting van een nieuwe experimentele kernfusiereactor, ITER. Dat probleem zal binnenkort wel weer opgelost raken. Op basis van de bevindingen met ITER zou er dan nadien, binnen dertig à veertig jaar, weer een volgende proefreactor gebouwd worden, DEMO, die zou moeten kunnen aantonen dat het een economisch haalbaar project is. Dat is misschien voor binnen vijftig jaar.

Maar kernfusie zal hoe dan ook een vrij dure aangelegenheid zijn. Je hebt er een grote installatie voor nodig met zeer ingewikkelde apparatuur die bovendien slechts enkele decennia bruikbaar is. Na die tijd is ze immers radioactief geworden. Ook het radioactieve afval moet verwerkt worden. En dat zal allemaal meegerekend worden in de prijs van de elektriciteit.  

 

En wat met de bezwaren vanwege milieu-activisten?

 

Kernfusie lijkt mij in ieder geval één van de betere alternatieven voor het opwekken van energie. Het procédé is aanzienlijk minder vervuilend dan klassieke kernsplitsing, er is geen uitstoot van CO2, wat het grote milieuvoordeel is van elke vorm van kernenergie. Kernfusie produceert in vergelijking met kernsplitsing aanzienlijk minder radioactief afval, er is geen enkel risico op accidentele explosies van de reactor. En bovendien is de technologie voor kenrfusie niet erg geschikt voor het maken van atoombommen, zodat het proliferatierisico klein is.

Het enige grote probleem is dat kernfusie moeilijk te realiseren valt op Aarde. De Zon heeft het gemakkelijk met haar enorme massa. Door het gewicht van de bovenliggende gasmassa’s ontstaat in het midden van de Zon een dusdanige druk en temperatuur dat de waterstofkernen samengeperst worden en daar met zoveel energie tegen elkaar botsen dat er af en toe samensmeltingen plaatsvinden. Op Aarde kunnen wij onmogelijk een gelijkaardige druk opwekken. Daarom moet voor de realisatie van kernfusie in aardse omstandigheden een veel hogere temperatuur gecreëerd worden. In de kern van de Zon lukt het bij vijftien miljoen graden, wij hebben een temperatuur nodig van om en bij de honderd miljoen graden. Het lukt wel om een dergelijke temperatuur heel eventjes op een bepaalde plaats op te wekken, maar het is niet eenvoudig om hem langdurig in stand te houden zonder dat het gas explodeert of vervliegt. Bovendien kan er niet gewerkt worden met zuivere waterstof, maar hebben we een onaangename combinatie van de waterstofisotopen deuterium en tritium nodig.

Je kan ten slotte een heet gas ook niet zomaar ergens in een vat opsluiten. Dat is ten eerste onmogelijk voor het vat en ten tweede onmogelijk voor het gas zelf. Een ijl gas dat in contact komt met een koude wand zal immers meteen afkoelen. En daarom moet het hete, ijle gas opgesloten worden door het te doen zweven in magnetische velden. Maar om dit alles stabiel te doen verlopen en aan de gang te houden zijn werkelijk technische hoogstandjes vereist. Er is dus nog veel werk aan de winkel.

 

Ik wil je alleszins van harte danken, Steven, voor dit interview.