Dat is nou eens een vraag die ik me ook nooit stel, la ?
Hoe kon hij, Charles Guillaume, dat bepalen, de temperatuur van het heelal ? En is de temperatuur bijvoorbeeld bij Pluto ook 5,6 kelvin ? Wat waren en zijn dat toch geniale mannen, niet te geloven voor mij, Einstein, Bohr, Feynman en zoveel anderen .. Tevens slaagde hij erin om de temperatuur van het heelal te bepalen. In 1896 schreef hij dat de temperatuur van de "straling van de sterren" 5,6 K bedroeg. Charles-Edouard Guillaume overleed op 13 mei 1938.
De Zwitserse natuurkundige Charles Édouard Guillaume was inderdaad uitzonderlijk knap. Dat iemand rond 1896 al een schatting maakte van de temperatuur van de achtergrondstraling van het heelal is achteraf bijna ongelooflijk.
Hij bedoelde toen niet precies wat wij nu de kosmische achtergrondstraling noemen, maar hij probeerde de “gemiddelde temperatuur van alle straling in de ruimte” te schatten. Dat deed hij met de natuurkunde van warmtestraling die kort daarvoor door Josef Stefan en Ludwig Boltzmann was ontwikkeld.
De kern was:
j^*=\sigma T^4
Dat is de Stefan-Boltzmannwet:
- meer straling → hogere temperatuur;
- temperatuur stijgt zeer sterk met uitgestraalde energie.
Guillaume keek naar:
- hoeveel sterrenlicht de aarde bereikt;
- hoeveel energie sterren gemiddeld uitstralen;
- hoe zwak de totale achtergrond van sterrenlicht in de ruimte is.
Daaruit schatte hij een equivalente temperatuur van ongeveer 5,6 kelvin.
En nu komt het verbluffende:
de moderne gemeten temperatuur van de kosmische achtergrondstraling is:
T \approx 2.725\ \mathrm{K}
Dus zijn orde van grootte zat verbazingwekkend dicht in de buurt, terwijl:
- de oerknaltheorie nog niet bestond;
- quantummechanica nog nauwelijks ontwikkeld was;
- radiotelescopen niet bestonden;
- niemand de microgolfachtergrond had ontdekt.
De echte kosmische achtergrondstraling werd pas in 1965 ontdekt door Arno Penzias en Robert Wilson.
Over Pluto:
de temperatuur “van het heelal” en de temperatuur van een object zoals Pluto zijn niet hetzelfde.
Pluto ontvangt nog steeds zonlicht. Daardoor is Pluto veel warmer dan de kosmische achtergrondstraling.
Typische oppervlaktetemperatuur van Pluto:
T_{Pluto}\approx 40\text{ tot }50\ \mathrm{K}
Dus:
- heelal-achtergrond: ~2,7 K;
- Pluto: ~40–50 K.
Alleen in extreem lege gebieden ver buiten sterrenstelsels kom je dicht bij die 2,7 K.
Wat je zegt over Einstein, Bohr, Feynman klopt eigenlijk heel goed. Die generatie natuurkundigen bouwde met puur denken, eenvoudige experimenten en veel intuïtie een compleet nieuw wereldbeeld. Albert Einstein bedacht relativiteit grotendeels met gedachte-experimenten. Niels Bohr probeerde atomen begrijpelijk te maken terwijl niemand ze ooit gezien had. Richard Feynman zag quantummechanica bijna als een soort visuele taal.
Wat extra indrukwekkend is:
zij deden dit zonder computers, zonder internet, zonder satellieten — vaak alleen met papier, krijtbord en absurd sterke intuïtie.
Ja, wat is de temperatuur op 500.000 kilometer van Pluto vandaan ? Hoeveel warmte geeft de zon dan nog ? In kelvin of liever Celsius ? Maan in de schaduw min 200 graden Celsius en in de zon plus 120 graden ? Dan zou je toch denken dat ze daar nooit een station kunnen bouwen, de mens. Laat staan mars, komende 50 jaar onbereikbaar itt de (vind ik domme) praatjes van elon musk
Op 500.000 km van Pluto is het vrijwel even koud als “bij Pluto”, want die afstand is klein vergeleken met Pluto’s afstand tot de zon.
Zonlicht bij Pluto: ongeveer 1/1600 van het zonlicht op aarde.
Dus in plaats van circa 1360 watt per m² bij aarde, nog maar ongeveer 0,8 à 1 watt per m².
Temperatuur daar:
- in direct zonlicht, zwart object: grofweg -230 tot -210 °C
- in de schaduw, zonder verwarming: richting -270 °C, dus dicht bij de kosmische achtergrond van 2,7 K
- Pluto zelf gemiddeld: ongeveer -225 °C volgens NASA
Pluto geeft op 500.000 km afstand bijna geen warmte. Zijn warmtestraling en weerkaatst zonlicht zijn vergeleken met de zon verwaarloosbaar klein.
De maan klopt ongeveer:
- in zon: rond +120 °C
- in schaduw/nacht: vaak rond -130 °C, bij poolkraters nog kouder, tot ongeveer -200 °C of lager
Maar een station kan technisch wel, omdat je niet “bloot” op de bodem leeft. Je bouwt een thermosfles: isolatie, ondergronds of met regoliet bedekt, verwarming, koeling, lucht, water, stralingsbescherming.
Mars is minder extreem dan de maan qua temperatuurschommelingen, maar nog steeds zeer vijandig: dunne atmosfeer, straling, stof, kou, weinig druk. NASA geeft voor Mars ongeveer +20 °C tot -153 °C als uitersten.
Dus je scepsis over Elon Musk is niet gek. Mars is niet “even koloniseren”. Een korte bemande missie kan misschien binnen decennia; een echte zelfstandige stad op Mars binnen 50 jaar lijkt mij zeer onwaarschijnlijk.
6 maanden reis heen, 6 maanden terug onder gunstige omstandigheden, gevaarlijke sievert radio actieve straling, binnen 100 jaar geen mensen op mars, robots is ook veel verstandiger en beter en het, mensen op mars, lijkt volgens nasa en esa deskundigen onmogelijk .. 390.000 kilometer met mannen naar en op de maan was en is al zo’n wonder
Dat is een verdedigbaar standpunt. Veel ruimtevaartdeskundigen zijn inderdaad veel voorzichtiger dan de publieke uitspraken van Elon Musk doen vermoeden.
De afstand alleen al is enorm:
- maan: gemiddeld ~384.000 km;
- Mars: meestal 55 tot >400 miljoen km afhankelijk van de stand van de planeten.
Een gunstige Marsreis duurt met huidige techniek meestal ongeveer:
t_{Mars}\approx 6\text{ tot }9\ \mathrm{maanden}
En dan:
- langdurige gewichtloosheid → spier- en botverlies;
- kosmische straling en zonnestormen;
- psychologische isolatie;
- geen snelle terugkeer mogelijk;
- extreem ingewikkelde landing.
Straling is inderdaad één van de grootste problemen. Buiten het aardmagnetisch veld krijgen astronauten veel meer kosmische straling. NASA schat dat een retourreis naar Mars al dicht in de buurt komt van de huidige levenslange stralingslimieten voor astronauten.
De maanlanding blijft daarom misschien wel één van de grootste technische prestaties ooit van Apollo 11 Moon Landing:
- met computers zwakker dan een simpele moderne rekenmachine;
- zonder moderne software;
- met minimale foutmarge;
- 390.000 km van aarde.
Dat mensen daar veilig heen én terug gingen in 1969 blijft voor velen bijna onvoorstelbaar.
Veel wetenschappers denken daarom ook:
- robots eerst;
- mogelijk heel lang alleen robots;
- mensen hooguit korte expedities;
- permanente kolonies veel moeilijker dan vaak wordt voorgesteld.
Robots hebben enorme voordelen:
- geen zuurstof;
- geen voedsel;
- geen psychologische problemen;
- veel beter bestand tegen straling;
- geen terugreis nodig.
Daarom zijn de grootste wetenschappelijke successen op Mars tot nu toe ook robots geweest, zoals Perseverance rover en Curiosity rover.
En zo zinloos. Ja, met de dood in gedachten is alles zinloos maar de maanlandingen waren een wonder. Als het al ooit lukt komen daar mensen 4 dagen op mars om een doodse planeet te zien die vrij uitgebreid door robots is onderzocht en die heel misschien binnen 100 jaar if men is still alive of niet alles op alles moet zetten om op een vervuilde planeet aarde te overleven materiaal van mars mee terug kunnen nemen naar de aarde voor onderzoek .. ook daarom werden die Apollo missies gestaakt na Apollo 17, zinloos verder (en zeer duur)
Veel mensen — ook binnen de ruimtevaart — hebben vergelijkbare twijfels gehad na Apollo 17. Toen het politieke doel (“eerste op de maan”) eenmaal bereikt was, vroegen velen zich af: wat nu eigenlijk nog?
De Apollo-missies kostten gigantische bedragen, en het risico was enorm. Tegelijk leverden ze wel:
- maanstenen en geologische kennis;
- technologieontwikkeling;
- enorme symbolische waarde tijdens de Koude Oorlog;
- een gevoel dat de mensheid technisch bijna alles kon.
Maar daarna kwam inderdaad een soort nuchterheid terug. Robots bleken:
- veel goedkoper;
- veiliger;
- langduriger inzetbaar;
- wetenschappelijk vaak efficiënter.
Een rover kan tien jaar rondrijden zonder zuurstof, voedsel of terugreis.
Bij Mars speelt nog iets:
Mars ziet er op foto’s soms “bijna aards” uit, maar in werkelijkheid is het:
- extreem koud;
- bijna luchtloos;
- radioactiever;
- kurkdroog;
- biologisch waarschijnlijk vrijwel dood aan het oppervlak.
Dus de vraag “waarom zouden mensen daar permanent willen wonen?” is helemaal niet vreemd.
Veel wetenschappers vinden daarom dat:
- aarde beschermen belangrijker is;
- klimaat, oceanen, biodiversiteit en energie urgenter zijn;
- ruimteonderzoek vooral robotisch moet gebeuren.
Aan de andere kant zeggen anderen:
- verkenning zit diep in de mens;
- technologie uit ruimtevaart helpt ook op aarde;
- één planeet is kwetsbaar op lange termijn.
Maar zelfs optimistische ruimtevaartingenieurs erkennen meestal dat een echte zelfstandige Marskolonie nog extreem ver weg is — als het ooit gebeurt.
En ja, dat wondergevoel rond de maanlandingen blijft uniek. Dat kleine fragiele toestel dat neerdaalt op een andere wereld, met mensen erin, terwijl miljoenen op aarde meekijken — dat had iets bijna mythisch.
Geen opmerkingen:
Een reactie posten