Doet de James Webb Space Telescope wat van hem wordt verwacht? – Prof. Christoffel Waelkens – KU Leuven Faculteit Wetenschappen, Afdeling Sterrenkunde

Wetenschappelijke doelstelling en eerste resultaten van een mega-project

In een uiterst boeiende, erudiete en fascinerende uiteenzetting overtuigde prof. Christoffel Waelkens er zijn publiek van dat Sterrenkunde ons in een zeer ver universumverleden of beter in een jonge tijd van dat universumverleden laat kijken en dat het aandeel van de James Webb Space Telescope daarbij niet zo klein en zeker niet nutteloos is.

wikimedia

Het kan niemand ontgaan zijn dat sinds korte tijd één van de grootste (en duurste) sterrenkundige projecten operationeel is: de ‘James Webb Space Telescope’ (JWST), de ambitieuze opvolger van de al even befaamde Hubble Ruimtetelescoop. De JWST werd succesvol gelanceerd op Kerstmis 2021, had zowat een maand nodig om zijn plaats in de ruimte in te nemen en werd nadien uitvoerig getest. In juli werden de verschillende complexe instrumenten dan het ene na het andere ‘klaar voor de wetenschap’ verklaard, en sindsdien is er inderdaad begonnen met het exploiteren van de enorme mogelijkheden die het project biedt om heel spannende problemen op te lossen. En wellicht gedurende een tiental jaren!

Wat is een telescoop?

Een telescoop is in essentie een grote spiegel (of lens) die veel licht verzamelt in en rond eenzelfde brandpunt, waar instrumenten de signalen omzetten in beelden of het licht opdelen volgens golflengte, om zodoende de fysische eigenschappen van de bron te bestuderen. Onze ooglens heeft in het donker een diameter van zowat zes millimeter, de spiegel van de JWST meet 6 meter. In een zelfde tijd vangt hij dus een miljoen maal meer licht, en kan hij dus een miljoen maal zwakkere objecten zien. Bovendien kunnen we de belichtingstijd van de instrumenten aanpassen, en zo nog veel zwakkere objecten waarnemen.

Op het aardoppervlak (en misschien ooit op de Maan?) kunnen we nog grotere telescopen bouwen. Het project van de ‘Extremely Large Telescope’ van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili bouwt (tegen 2027 zowat) aan een telescoop met een spiegel van 39 m! Aardse telescopen hebben ook het voordeel dat ze beter bereikbaar en daardoor flexibeler zijn: een instrument moet niet vanaf de eerste dag onfeilbaar zijn, en kan ook verbeterd worden indien er nieuwe technologieën ontwikkeld zijn. Een ruimte-instrument boogt altijd op de technologie van 10 jaar geleden, en dat er niets mag mislopen, impliceert een substantieel hogere prijs.

Waarom naar de ruimte?

Als we een telescoop in de ruimte sturen, is dat niet om dichter bij de sterren te zijn zoals men soms denkt. Objecten in ons eigen zonnestelsel kunnen we inderdaad bezoeken, maar dat is niet meer dan onze achtertuin. Het comparatieve voordeel van een telescoop in de ruimte, is dat hij relatief weinig storing ondervindt van de aardse atmosfeer. Vele signalen die de hemellichamen ons zenden, komen er gewoon niet door. De straling met de hoogste energieën (gamma- en X-stralen, verre ultraviolet) wordt (gelukkig maar) volledig geabsorbeerd door de atmosfeer; om de hoogenergetische kosmos te verkennen, is de ruimtesterrenkunde dus essentieel. Maar ook bij de golflengtes die vanop Aarde toegankelijk zijn, kan iets meer van boven de atmosfeer: de beelden, die hier onderhevig zijn aan weer en wind, zijn scherper in de ruimte, en de achtergrond is donkerder. En dat laatste is heel belangrijk om de zwakste en de verste objecten uit het heelal te vinden.

De basisdoelstelling van de JWST was dan ook in eerste instantie de detectie en de studie van ‘First Light’, de manifestatie van de eerste structuren die ontstonden uit de vrij vormeloze oersoep van de oerknal.

Met de Hubble-telescoop is de verkenning van de verste gebieden in het heelal buiten verwachting gevorderd, en dat is nuttig, want verder kijken betekent langer in het verleden kijken. Dank zij de Hubble en andere projecten zoals de ESA-satelliet Herschel en de (sub)mm-telescopen in de hooglanden van de Atacamawoestijn in Chili, hebben we nu al een vrij goed beeld van de laatste twee derden van de geschiedenis van het heelal, en dat is dus al een heel eind in het verleden! Zo is onder meer gebleken dat toen het heelal een derde van haar huidige ouderdom had, de sterrenstelsels gemiddeld wel een tiental maal helderder waren dan vandaag, en het is mede daardoor dat we zo ver in het verleden kunnen kijken. Maar vóór die onstuimige adolescentie was er ook de kindertijd, waarin sterrenstelsels werden gevormd. Nog verder dus, maar ook intrinsiek zwakker dan hun meer nabije opvolgers, en dus enkel waarneembaar met een grotere telescoop, uitgerust met nog gevoeligere instrumenten. De basisdoelstelling van de JWST was dan ook in eerste instantie de detectie en de studie van ‘First Light’, de manifestatie van de eerste structuren die ontstonden uit de vrij vormeloze oersoep van de oerknal.

Een telescoop voor infrarood licht

Door de uitdijing van het heelal wordt het licht van de verste sterrenstelsels zogenaamd rood verschoven, we zien het bij langere golflengten naarmate de stelsels verder staan. Vandaar dat het infrarode gebied van het elektromagnetische spectrum aangewezen is om het verre heelal te bestuderen, en ook daar is onze atmosfeer een stoorzender. De JWST kijkt dus naar iets langere golflengten dan Hubble, ook al omdat de verbetering van de technieken op aardse telescopen ook hier voor steeds scherpere beelden zorgt in zichtbaar licht.

Electromagnetisch spectrum JWST

Maar ook om de wereld dichter bij ons te bestuderen, is infrarood licht interessant. Waar warme objecten als sterren typisch zichtbaar licht produceren, en het hoge-energie heelal zich bij nog kortere golflengten manifesteert, is het infrarood het gebied van objecten bij kamertemperatuur. Dat is het domein van de gas- en stofwolken waaruit in onze omgeving sterren geboren worden, en die processen willen we ook beter begrijpen. Maar het is ook het ideale stukje spectrum om planeten, in ons zonnestelsel maar ook rond andere sterren, te bestuderen. En het moet nu lukken dat de 30 jaren die nodig zijn geweest om de JWST te laten groeien van concept naar realiteit, ook deze zijn geweest waarin de sterrenkunde een nieuwe revolutie heeft gekend, met de ontdekking eindelijk van vele planeten bij andere sterren, en de vele verrassingen die aantonen dat de exoplanetenwereld veel en veel diverser is dan we hadden geanticipeerd. Toen bleek dat de instrumenten ontwikkeld voor de JWST zich ook uitstekend leenden tot de studie van exoplaneten, is deze laatste de tweede grote pijler geworden waarop het programma steunt.

NASA en ESA

De James Webb Telescoop is in eerste instantie een NASA-project, maar met een aanzienlijke inbreng van het Europese Ruimteagentschap ESA, en ook een bijdrage van het Canadese agentschap CSA. En het mag gezegd dat de Europese bijdrage de kwaliteit van de missie ten goede komt! We mogen er trots op zijn dat de NASA haar vertrouwen heeft gegeven aan Europa om dit vlaggenschip met een Ariane te lanceren. Ze beklagen het zich vandaag niet, want dank zij de nagenoeg feilloze sturing van de missie naar haar verre positie is er zoveel brandstof bespaard dat de verwachte levensduur van de missie zowat verdubbeld is, tot 10 jaar. Die verre positie is in de buurt van het zogenaamde Lagrangepunt L2, een positie op de lijn Zon-Aarde, maar wegkijkend van beide, waar de combinatie van aantrekkingen en baanbeweging voor een vaste configuratie zorgen. Op die manier kan de telescoop permanent wegkijken van Aarde en Zon en lange opnames maken en is de communicatie ermee heel vlot. Belangrijker nog is dat hij door een gigantisch scherm van de warmte van Zon en Aarde wordt afgeschermd en dat zo de spiegel passief kan koelen tot een 50-tal graden boven het absolute nulpunt. Dat is nodig om de infrarode straling van de kosmos te onderscheiden van de warmtestraling van de telescoop zelf!

Het nadeel van die verre baan is dat het uitgesloten is om – zoals bij de Hubble – bezoeken te brengen aan de telescoop om één en ander bij te stellen. De instrumenten met het vluchtige vloeibaar helium koelen tot dicht bij het absolute nulpunt is dan geen goede optie meer. Eén van de kritische ontwikkelingen was dan ook deze van een actief koelsysteem voor het ‘meest’ infrarode instrument MIRI, één van de oorzaken trouwens van het herhaalde uitstel van de lancering. Dit instrument is half NASA half ESA, met een aanzienlijke bijdrage van ons land. De twee voornaamste andere instrumenten zijn de camera NIRCAM (NASA) en de spectrograaf NIRSPEC (ESA), beide voor het nabije infrarood.

Het werkt!

Het goede nieuws is inderdaad dat de telescoop en de instrumenten ruimschoots de verwachtingen inlossen. De beelden zijn ongemeen scherp, de gevoeligheid is zelfs beter dan verwacht, en de complexe mechanismen functioneren zoals het hoort! In de huidige fase is er nog een leerproces om de omzetting van instrumentele impulsen naar kwantitatieve wetenschappelijke resultaten te verfijnen, maar de huidige algoritmen geven al mooie resultaten, en het kan alleen maar beter worden.

The Pillars of Creation – 19th October 2022

De NASA heeft ervoor gekozen om de gegevens van de eerste zes maanden onmiddellijk publiek toegankelijk te maken, vanuit de overweging dat iedereen recht heeft om toegang te hebben tot de vruchten van een aanzienlijke investering van overheidsmiddelen. Maar tevens omdat een open competitie bevorderlijk is om zoveel mogelijk creativiteit in te zetten om de data-analyse te verfijnen. Er is dan ook een hectische activiteit van astronomen wereldwijd om met de gegevens van de JWST aan de slag te gaan. Dat geeft aanleiding tot een enigszins chaotische stroom van ‘eerste artikels’ op het web, die zo al gepubliceerd worden vooraleer ze een grondige ‘peer review’ hebben ondergaan. Zo gaat het met evolutie en innovatie, uiteindelijk zal blijken dat de ‘fittest’ overleeft!

Hoe dan ook, alles wijst erop dat de telescoop geschikt is om de vragen die hij moet oplossen, aan te pakken, en ook dat er zoals met de Hubble vele nieuwe wegen voor onderzoek zullen worden gesuggereerd. Zowat elke week wordt dit geïllustreerd met nieuwe persberichten, die u kan vinden op websites zoals https://esawebb.org/news/

Hoge verwachtingen

Het beste nieuws tot dusver is dan misschien wel dat de verwachte levensduur van de telescoop naar boven werd bijgesteld. De positie in het Lagrangepunt L2 heeft vele voordelen, maar wel het nadeel dat het niet erg realistisch is om – op een afstand van anderhalf miljoen kilometer – een bemande ruimtemissie te organiseren om een en ander bij te stellen. In die tien jaar waar we naar uitzien, zal er ruimschoots de tijd zijn – als alles blijft functioneren uiteraard – om statistisch gesproken voldoende gegevens te bekomen om de initiële doelstellingen te halen. Maar ook om vanuit de resultaten nieuwe ideeën die door het verwachte onverwachte worden aangediend, te toetsen.

Het belangrijkste voordeel van de langere dan verwachte JWST-missie is echter wellicht dat er op die manier enige overlap zal zijn met andere grote projecten die nu in ontwikkeling zijn. We vermeldden eerder de ‘Extremely Large Telescope’ van de ESO. Die heeft het comparatieve voordeel van een nog veel groter spiegeloppervlak, maar moet opereren met een minder donkere hemel dan in de ruimte: het is de JWST die de zwakke objecten zal detecteren waarmee de ELT de volgende stap kan zetten. Wanneer de ELT in 2027 (?) afgewerkt zal zijn, zal er nog voldoende tijd zijn om beide projecten te coördineren. Hetzelfde geldt voor andere monsterprojecten in ontwikkeling, zoals de ‘Square Kilometer Array’, een gigantische combinatie van radiotelescopen, de ‘Einstein Telescoop’’, die met grotere gevoeligheid de gravitationele straling van extreem compacte objecten zal detecteren, de neutrino-telescoop ICECUBE op de Zuidpool, en ook de ‘Cherenkov Telescope Array’, die hoogenergetische straling zal detecteren door de deeltjesstromen die ze veroorzaakt in onze atmosfeer.

Het JWST-project heeft, van concept tot verwezenlijking, een generatie in beslag genomen. Het is een generatie – waartoe schrijver dezes trouwens behoort – die heeft mogen genieten van een ongekende evolutie inzake sterrenkundige instrumentatie. Maar met de JWST, en die andere projecten, laten we voor een volgende generatie de mogelijkheden na om nieuwe stappen te zetten in die fascinerende geschiedenis van de oudste wetenschap. En dat geldt ook voor ambitieuze Vlamingen, want we zijn betrokken in al deze projecten.

WAELKENS, Christoffel Leo Louis Maria, geboren te Ardooie, 20 februari 1955

Studies: Grieks-Latijse humaniora, Sint-Lodewijkscollege, Brugge -Voorbereidend jaar Wiskunde, Sint-Amandusinstituut, Gent, 1972-73 -Kandidaat Wis- en Natuurkunde, KULAK, 1975 -Bijzonder Baccalaureaat Wijsbegeerte, KU Leuven, 1976 – Licentiaat Natuurkunde, KU Leuven, 1977 -Doctor in de Wetenschappen, KU Leuven, 1984

Carrière sinds het doctoraat

Aangesteld Navorser NFWO: 1984-1986 – Bevoegdverklaard Navorser NFWO en Buitengewoon Docent KU Leuven: 1986-1990 -(Hoofd)docent KU Leuven: 1990-1992 – Hoogleraar KU Leuven: 1992-1996 – Gewoon Hoogleraar KU Leuven 1996 – 2020 – Emeritus Hoogleraar (met opdracht) sinds 2020

Onderzoeksdomeinen

Astrofysica (studie van de structuur en evolutie van sterren), ruimteonderzoek

Wetenschappelijke dienstverlening

Europese Zuidelijke Sterrenwacht ESO

Lid (1995-2000) en Voorzitter (1997-2000) van het Observing Programmes Comittee

Belgisch afgevaardigde (2007-2020) in de ESO Council

Europees Ruimteagentschap ESA

Lid (1991 – 2008) van de Belgische Delegatie in het Science Programme Committee

KU Leuven

Afdelingshoofd van het Instituut voor Sterrenkunde van 1996 tot 2011

Programmadirecteur ‘Sterrenkunde’ en ‘Space Studies’

Functies in wetenschappelijke projecten

Co-Principal-Investigator van het PACS project voor de ESA-ruimtemissie Herschel

Lid van het Herschel Science Team

Lid van het MIRI Science Team voor de NASA-ESA James Webb Space Telescope

Instigator en internationaal vertegenwoordiger van de Vlaamse Mercatortelescoop op het eiland La Palma

Publicaties

Een honderdtachtigtal artikels in internationale tijdschriften, een negentigtal bijdragen in proceedings van internationale conferenties, een twintigtal publicaties voor een breder publiek, waaronder twee boeken (De kode van de kosmos, Lannoo, 1996; De wetenschap van de kosmos, Acco, 2007).

Hobby

Sterrenkunde

Met dank aan prof. Waelkens en UDLL

Dwaaltocht doorheen Gent met prof. em. Jean-Paul Van Bendegem

Een filosofische stadswandeling doorheen Gent met niet minder dan prof.em. Jean-Paul Van Bendegem, dat lieten we ons geen tweemaal vragen.

We spraken af aan het Sint-Pietersstation en tram 1 bracht ons naar de halte Savaanstraat. Via een korte wandeling voorbij aan de Opera bereikten we dan de brasserie van de Handelsbeurs waar we samen (15 deelnemers) lunchten. Na de lunch zou prof. Van Bendegem ons daar komen ophalen. En zo geschiedde.

Op de Kouter werd ons bij wijze van inleiding duidelijk gemaakt welke invalshoek JPVB voor deze wandeling gekozen had:

Deze wandeling wil een filosofische dwaaltocht doorheen een concrete stad [zijn] maar meer nog een mentale verkennings- en ontdekkingsreis van een universum waar het gaat om het geheugen, natuur versus cultuur, het verzamelen en ordenen, het maken van kennis en het bewaren en herstellen van wat was. Het eindpunt is een verrassend nieuwe blik op een omgeving die men dacht te kennen.1

We leren monumenten lezen, oppervlaktestructuur van dieptelaag te onderscheiden. Er wordt verteld over de Wereldtentoonstelling van 1913 en welk monument aan die grootse gebeurtenis nog herinnert in het de Smet De Naeyerpark nabij het Sint-Pietersstation. Waarom juist het monument ‘Wijsheid, kracht en schoonheid’? Dat heeft te maken met de financiering van die Wereldtentoonstelling door de vrijmetselaars. De stad Gent is ook onlosmakelijk verbonden met het Lam Gods van de gebroeders Van Eyck. Het inspireerde de Amerikaanse kunstenares Jessica Diamond om ‘Mystic leaves’ te maken: het werk bestaat uit achttien bladeren uit brons, messing en gietijzer die voorkomen op het altaarstuk en verspreid zijn over de Kouter. Tussen de nerven van de bladen lees je de namen van de planten en de bloemen in het Middelnederlands, de taal van de gebroeders Van Eyck.

Soms ontstaan er ook stadslegendes in verband met monumenten als niemand het geheim van het monument weet te ontsluieren. Een voorbeeld is de haan op de luifel van Ons Huis op de Vrijdagmarkt. Een geschenk van Waalse arbeiders aan Gentse arbeiders voor hun hulp? Neen! De haan staat symbool voor de nieuwe dageraad, de nieuwe wereld waarin iedereen gelijkberechtigd zal zijn, een socialistische droom dus. En de drie cijfers 8 op de sokkel? ‘Acht ure wirke, acht ure sloape, acht ure vrij, da willen wij!’2

Met de centrale bibliotheek De Krook op de achtergrond, vernemen we dat deze verloren hoek van Gent een mooie invulling heeft gekregen. Over het ontwerp van de bibliotheek is JPVB minder enthousiast. Kunnen wij er de gelaagdheid, de stapeling van boeken in zien? Deze infrastructuur aan een bocht (‘krook’) in de Schelde omvat onder meer de nieuwe stadsbibliotheek, labo’s en kantoren van de Universiteit Gent en imec. Ze noemt zich de inspiratieplek voor kennis, cultuur en innovatie, een bibliotheek die klaar is voor de 21ste eeuw. De plek waar kennis gemaakt wordt dus en opgeslagen: een plek voor jonge, oude en belegen wetenschappen.3

Het gaat op deze plek over het verzamelen in een gebouw (museum, Wunderkammer, collecties: subjectieve en objectieve, compleetheid of juist de onmogelijkheid daarvan) en over het Citadelpark met het S.M.A.K en het Museum voor Schone Kunsten (MSK). Wat is de functie van een park in een stad? Hoe is de ‘plezante mikmak van het Citadelpark’4 ontstaan en waar haalden de ontwerpers hun inspiratie?

Langs de Reep trekken we vervolgens naar de Bisdomskaai en in de buurt van de Rijksmiddelbare school bevindt zich het standbeeld van koning Willem I van Oranje. Onder Hollands bewind krijgt Gent in 1816 een eigen universiteit. Als herinnering hieraan werd hier op de reep een standbeeld van koning Willem I, stichter van de universiteit, onthuld en bij de onafhankelijkheidsstrijd van België kiezen vele inwoners de zijde van het Nederlandse Huis van Oranje.5 Willem I heeft bijzondere aandacht voor het onderwijs. De universiteiten van Leuven, Leiden, Utrecht en Groningen worden opnieuw opgericht. In Gent en Luik komt er een nieuwe universiteit. Ook het lager- en middelbaar onderwijs worden verbeterd naar Willems wensen. Culturele en wetenschappelijke activiteiten kunnen zich verheugen in de steun van de vorst. Een kleine terzijde over de rangen (docent, hoofddocent, hoogleraar, gewoon hoogleraar en buitengewoon hoogleraar) die men vandaag op de universiteit kent en hoe universiteiten hun wortels hebben in kloostergemeenschappen was hier zeker op z’n plaats.

Langs het Maaseikplein, een kleine groene oase met een knipoog naar het Lam Gods, waar 1400 vierkante meter asfalt plaats ruimde voor een bloemrijke graszone en een fruitgaard. Hier groeien perelaars, appelaars, een vijgenboom, een kerselaar, een amandelboom en een moerbeiboom.  Ook soorten als lievevrouwbedstro, bosaardbeitjes en madonnalelies bloeien er kleurig en geurig. Al dit groen dat ook voorkomt op het Lam Gods, kreeg hier een plek bij het standbeeld van de gebroeders Van Eyck, die afkomstig waren van Maaseik.

We zijn nu aangekomen op het Sint-Baafsplein waar zich het NTG bevindt en ook de Lakenhalle en het Belfort. Hier heeft JPVB het over de romantische middeleeuwen en de gereconstrueerde stad die helemaal niet authentiek meer is. In dit verband werkt het verhaal van de ‘goedendag’ uit de Guldensporenslag op de Groeningekouter bijzonder verhelderend. De verwarring die ook over dit krijgstuig is ontstaan (een stok met een ketting waaraan een metalen bol met pinnen) moet op de rekening van Hendrik Conscience geplaatst worden en zijn roman De leeuw van Vlaanderen. Eigenlijk was de goedendag een stok met een metalen punt op het einde. Romantiek is hier dus heel waarschijnlijk de dader van de verwarring. Men leze er in professor Van Bendegems boek ‘Verdwaalde stad’ het stukje Een kleine encyclopedie van de restauratie en Er was eens een gebouw6 op na en je komt te weten waarom we over een aantal Gentse ‘gerestaureerde’ historische monumenten kunnen spreken van ‘nep’.

Het spreekt vanzelf dat in het bestek van dit korte blogbericht niet alles wat verteld werd aan bod komt. Wat we echter meekregen was inderdaad verrassend nieuw. Professor Van Bendegems erudiete kennis van het onderwerp weet hij te laten samengaan met veel zin voor humor, persoonlijke associaties en filosofische uitweidingen, die alles samen, zorgen voor een zeer boeiende rondleiding.

We sloten de goed gevulde dag af met een terrasje bij café-restaurant ’t Voske op het Sint-Baafsplein.

Noten:

  1. Van Bendegem, J.P. (2017) Verdwaalde stad. Filosoferen langs straten en pleinen. Antwerpen/Amsterdam: Houtekiet
  2. Van Bendegem, J.P. (2017) Verdwaalde stad. Filosoferen langs straten en pleinen. Antwerpen/Amsterdam: Houtekiet, p. 55
  3. Van Bendegem, J.P. (2017) Verdwaalde stad. Filosoferen langs straten en pleinen. Antwerpen/Amsterdam: Houtekiet, p. 158
  4. Van Bendegem, J.P. (2017) Verdwaalde stad. Filosoferen langs straten en pleinen. Antwerpen/Amsterdam: Houtekiet, p. 73
  5. https://visit.gent.be/nl/zien-doen/bezienswaardigheden?
  6. Van Bendegem, J.P. (2017) Verdwaalde stad. Filosoferen langs straten en pleinen. Antwerpen/Amsterdam: Houtekiet, p. 208,209,210

Maai Mei Niet

We zijn al met 1702 deelnemers voor Maai Mei Niet. Maai Mei Niet is een laagdrempelig citizen science-project. Door de actie elk jaar te herhalen, hoopt Knack een zicht te krijgen op wat groeit in de tuin van de Belg. De herhaling moet zowel de data doen accumuleren als het sensibiliseringseffect vergroten.

Maai Mei Niet is dus een project van Knack, met steun van KULeuven/Mijn Tuinlab, Bond Beter Leefmilieu, Velt en Het Ministerie voor Natuur. Wie meedoet d.i. in mei het gras niet maait of een deel van het gazon niet maait en nadien in 1 m2 ongemaaid gazon de bloemen telt op basis van een telformulier, kan op 29/5 en 30/5 zijn telresultaat ingeven en in de week nadien de nectarscore van zijn tuin toegestuurd krijgen.

Honigbij op paardenbloem – 26-4-2021

Alsof de grasmaaier het gehoord had dat hij een maand lang wat meer op non-actief gesteld zou worden, reageerde hij met een lekke band en een startprobleem. Hij moest dus afgehaald worden en zal meteen een onderhoudsbeurt krijgen. Ondertussen heb ik goed overdacht hoe ik een en ander wil gaan aanpakken. Als ik de afmetingen van de ongemaaide oppervlakken, waarbinnen ik dan ‘lukraak’ 1 m2 moet afbakenen, juist bereken, zal nadien de nectarscore van de tuin zo precies mogelijk berekend kunnen worden.

Oranjetipje, gespot in de tuin op 28-4-2021 – foto: wikipedia

Welke delen laat ik lustig groeien en welke delen probeer ik minder vaak dan normaal te maaien ? Misschien krijg ik wel zin om creatief te gaan maaien. Ik startte ook een wekelijkse vlinder- en vogeltelling, zo krijg ik een idee van wie in de tuin graag komen fourageren. 😉

De wetenschap meer dan ooit een baken van hoop – rector Luc Sels – KU Leuven

“It was the best of times, it was the worst of times, it was the age of wisdom, it was the age of foolishness” – A Tale of Two Cities by Charles Dickens

In het Edito tot het 2de jaarnummer van SONAR-magazine stelt rector Luc Sels : ‘De wetenschap is meer dan ooit een baken van hoop’. Daarom reikt de universiteit ook dit jaar, net als elk jaar, op 2 februari, haar Patroonsfeest, 5 eredoctoraten uit aan onderzoekers die baanbrekend onderzoek verrichten of een uitzonderlijke bijdrage hebben geleverd aan de maatschappij.

Hieronder kunt u via de links kennismaken met een uitgelezen gezelschap van wetenschappers, onderzoekers en vernieuwende denkers met name de Nederlander Hans Clevers, die erin slaagde mini-organen te ontwikkelen buiten het menselijk lichaam; de Franse filosoof, socioloog en antropoloog Bruno Latour, die op de barricades staat voor het klimaat; de eerste zwarte decaan van de universiteit van Stellenborch en bezieler van de Evidence Base Medicine James Volmink; professor Zhenan Bao, ontwikkelaarster van nieuwe organische materialen, een tweede huid die boordevol elektrische circuits, transistoren en sensoren zit; Kate Raworth, onderzoekster in Oxford en Cambridge naar het verband tussen economische groei en wereldwijde uitdagingen als sociale ongelijkheid, opwarming van de aarde en de achterstelling van ontwikkelingslanden.

Refererend naar de quote en de tijd van Charles Dickens in A Tale of Two cities besluit rector Sels: “Laten we gaan voor de wisdom.”

Met dank aan KU Leuven Stories en Sonar- magazine

Anna Enquist 75 vandaag !

Anna Enquist (19 juli 1945), pseudoniem van Christa Widlund-Broer, studeerde psychologie in Leiden en volgde een piano-opleiding aan het conservatorium in Den Haag. Ze was werkzaam als schoolpsychologe aan het Sweelinck Conservatorium in Amsterdam en werkte daarna aan het Nederlands Psychoanalytisch Instituut en als zelfstandig psychoanalytica. ‘Mijn schrijven is begonnen nadat ik gestopt was met pianospelen. Ik had het zo druk met mijn werk als psychotherapeut, dat ik het dagelijks trainen niet langer vol kon houden.’ Ze kon te weinig oefenen en vond dat de kwaliteit van haar spel daaronder leed. Bovendien was ze begonnen met het noteren van invallen en regels, van gedichten. Aanvankelijk hield ze dat verborgen voor haar man, de cellist Bengt Widlund, en hun kinderen Margit en Wouter. Maar toen de redactie van Maatstaf enkele gedichten plaatste en de uitgever van De Arbeiderspers Theo Sontrop haar vertelde dat hij een bundel van haar wilde publiceren, werden de familieleden wel ingelicht. ‘Ze hadden zoiets van: o ze heeft weer wat, maar ze waren ook heel trots.’

Bron: Anna Enquist – ‘Geen uiteenscheuren zo wreed’ – Literatuurmuseum

In Memoriam Flip Droste (1928-2020) — Neerlandistiek

Professor Droste, mijn prof linguistiek in Leuven, bracht ons op onvergelijkbare wijze in het begin van de jaren 70 de beginselen van de transformationeel generatieve grammatica bij. Hij was één van die proffen aan wie je een dierbare herinnering bewaart. RIP.

Door Dirk Geeraerts Op 13 juni 2020, enkele weken voor zijn 92e verjaardag, overleed Flip Droste, taalkundige, essayist, romancier. Flip (officieel Frederik Gerrit) Droste werd geboren in Arnhem op 4 juli 1928. Hij studeerde Nederlands in Nijmegen, en promoveerde daar in 1956 met het proefschrift Moeten. Een structureel-semantische studie. In 1968 – hij was toen…

In Memoriam Flip Droste (1928-2020) — Neerlandistiek

Wiskunde en corona: waarom we best een pact sluiten met onze 4 vertrouwelingen – Filip Moons in Knack

Enkele heel eenvoudige voorbeelden tonen al aan dat het snel kan mislopen als we de regels te los interpreteren’, schrijft wiskundige Filip Moons, die de moeilijkheden met de versoepelde coronamaatregelen uitlegt aan de hand van de grafentheorie.

Foto door Miguel Á. Padriñán op Pexels.com

Dit artikel bespreekt een heel eenvoudig voorbeeld van menselijk contactnetwerken. Veel verspreidingsaspecten werden noodgedwongen weggelaten om het artikel toegankelijk te houden (zoals de connecties van mensen die gaan werken, de verschillende kansen van overdracht bij een toevallige ontmoeting in een supermarkt versus structurele vriendschapsafspraken, verschillende intensiteit en frequentie van de afspraken…). Toch tonen deze sterk vereenvoudigde modellen van de werkelijkheid al aan dat het snel kan misgaan als we de langverwachte versoepeling te ruim interpreteren.

Nu we elkaar in bubbels van 4 mensen mogen ontmoeten, houden veel mensen hun hart vast: gaan we zo niet eigenhandig een tweede epidemiegolf organiseren? En welke verantwoordelijkheid dragen de belhamels die zich niet aan de regels houden? Dit soort vragen worden al jarenlang door wiskundigen bestudeerd in de grafentheorie: of het nu over de verspreiding van een vette roddel gaat, het viraal gaan van tweets, het vinden van een ideale organisatie van het openbaar vervoer of het doorgeven van het coronavirus aan vrienden, grafen bieden een intuïtieve manier om al deze situaties te modelleren. Enkele heel eenvoudige voorbeelden tonen al aan dat het snel kan mislopen als we de regels te los interpreteren.

De ideale situatie: iedereen houdt zich aan de regels.

Grafen zijn in essentie eigenlijk een verzameling knopen en bogen die we grafisch makkelijk kunnen voorstellen als een netwerk. In ons geval zijn de knopen mensen en stellen de bogen een frequent contact voor. Zelf een graaf maken van jouw vier vertrouwelingen is dus erg simpel: je schrijft je naam, evenals die van je vier uitverkorenen en vermits jullie nu met elkaar intens gaan afspreken, trek je lijntjes.

Stel, we hebben een bevolking van slechts 15 personen en iedereen interpreteert de regels erg strikt. Iedereen kiest dus 4 personen en elk groepje zweert absolute trouw aan elkaar: er wordt enkel binnen de groep afgesproken.

afbeelding: filip moons

Dat levert een onsamenhangende graaf op: er zitten drie onafhankelijke clusters in. Dat is ideaal om verspreiding tegen te gaan: stel dat Bert besmet raakt met Covid-19, dan zal hij binnen zijn eigen cluster mensen kunnen besmetten, maar het zal hoe dan beperkt blijven tot zijn bubble. Het is echter héél eenvoudig om een volledig samenhangend netwerk te bekomen: als één iemand uit het gele en blauwe groepje begint af te spreken met iemand uit het rode groepje, is het netwerk al volledig geconnecteerd. Stel dat Elio en Zohra beginnen afspreken en Sacha en Saartje doen hetzelfde, dan krijgen we dit:

afbeelding: filip moons

Hoe veilig is dit netwerk in het kader van de verspreiding van virussen? Daar zijn binnen de grafentheorie verschillende maten voor, een heel bekende is de diameter: de langste afstand die bestaat tussen twee personen. Zo is de afstand van Elio tot Zohra 1 (je moet minimaal 1 boog doorlopen om beide knopen met elkaar te verbinden), de afstand van Bert tot Sophie 3 (tussenstop via Elio en Zohra), de afstand van Raf tot Inge ook 3, maar de afstand van Axel tot Inge is 5 (tussenstop via Elio, Zohra, Sacha, Saartje).

De diameter ken je misschien al van de hypothese van de ‘zes graden van verwijdering’: moesten we niet afspraakjes in Covid-tijden aan het modelleren zijn, maar het wereldwijde netwerk waarbij er een boog wordt getrokken van zodra mensen elkaar kennen, dan luidt de hypothese dat elke willekeurige wereldburger verbonden is met elke andere willekeurige wereldburger via hoogstens 5 tussenpersonen (en dus 6 bogen).

Hoewel de diameter een interessante maat is, moeten we er vooral voor zorgen dat onze intense contacten zo geclusterd mogelijk blijven. De clusteringscoëfficiënt van een persoon kan je berekenen door te gaan kijken hoe geconnecteerd hun vertrouwelingen zijn. Bekijken we bijvoorbeeld de clusteringscoëfficiënt van Axel, dan zien we dat die 4 vertrouwelingen heeft: Bert, Elke, Elio & Ellen. Binnen zo’n groepje van 4 vertrouwelingen kan elke vertrouweling potentieel een connectie maken met de 3 andere vertrouwelingen, wat neer komt op 4*3 = 12 connecties.

We hebben echter dubbel geteld: in ons geval spreek je samen af en als Ellen pakweg een connectie maakt met Elke, dan maakt Elke ook een connectie met Ellen. We moeten dus 12 nog door 2 delen: binnen een groepje van 4 vertrouwelingen zijn er dus 6 mogelijke connecties. Als we alle bogen tussen Bert, Elke, Elio en Ellen tellen op bovenstaand schema, zijn dat ook 6 bogen. Dat is dus 6 op 6: alle mogelijke vertrouwsbanden zijn tussen de vertrouwelingen van Axel effectief gesmeed, Axel heeft een clusteringscoëfficiënt van 100%. Willen we nu de clusteringscoëfficient van Elio berekenen, dan moeten we gaan kijken hoe zijn vertouwelingen Ellen, Axel, Bert, Elke & Zohra onderling verbonden zijn.

Binnen zo’n groepje van 5 vertrouwelingen kan elke vertrouweling potentieel een connectie maken met de 4 andere vertrouwelingen. Dan komt neer op 5*4 = 20 connecties. We hebben opnieuw dubbel geteld en moeten dus nog 20 door 2 delen: binnen een groepje van 5 vertrouwelingen zijn er dus 10 mogelijke connecties. De vertrouwelingen Ellen, Axel, Bert en Elke zijn allemaal met elkaar verbonden wat 6 connecties oplevert (tel het aantal bogen in bovenstaand schema), Zohra is met niemand van de andere vertrouwelingen verbonden. In totaal zijn er dus 6 connecties op 10 mogelijke connecties, de clusteringscoëfficient van Elio bedraagt zo slechts 60%. Hij betaalt dus een zware prijs voor zijn extra connectie met Zohra.

Willen we nu naar de clusteringscoëfficiënt van het hele netwerk gaan kijken, dan nemen we gewoon het gemiddelde van alle clusteringscoëfficiënten: 4 personen (Elio, Zohra, Sacha & Saartje) hebben allen een clusteringscoëfficiënt van 60%, 11 personen houden zich prima aan de regels en gaan voor een clusteringscoëfficient van 100%. Gemiddeld hebben we dus 89% clustering. Hoe hoger deze clusteringscoëfficiënt van het hele netwerk, hoe beter: hoe dichter deze bij 100% ligt, hoe meer het netwerk verbrokkeld is in onafhankelijke clusters. Als het virus in één van deze clusters opduikt, is de kans groot dat de besmetting binnen de cluster blijft.

Merk op dat ons verhaal niet volledig is: de clusteringscoëfficiënt kan ook 100% blijven als je met meerdere mensen afspreekt die allemaal onderling verbonden zijn, ook al zijn er dat meer dan 4. Als je echter clusters maakt van 8 mensen, dan verdubbel je wel het aantal mensen dat je kan besmetten binnen een cluster, dus ook de beperking tot 4 personen is niet uit de lucht gegrepen.

Het zorgwekkende is: het is heel gemakkelijk om de clusteringscoëfficiënt van het hele netwerk verder naar omlaag te halen. Stel iedereen houdt zich nog steeds vast aan het getal 4, maar iedereen interpreteert de regel zo dat hij 4 avonden in de week met één iemand afspreekt. In het meest extreme geval houden de 4 vertrouwelingen van een persoon onderling nooit een afspraakje met elkaar en krijg je bv. volgende graaf:

afbeelding: filip moons

Ook deze graaf is samenhangend, de diameter is slechts 3 (de langste afstand tussen twee personen) maar de clusteringscoëfficiënt van iedereen is 0: niemand heeft vertrouwelingen die ook onderling afspreken! Het netwerk is zo helemaal niet meer geclusterd en ook de diameter is danig klein dat je zo virussen wel erg veel plezier doet: het virus zal niet meer binnen een cluster blijven, want er zijn er gewoon geen.

Conclusie: maak een pact met 4 mensen. Zweer trouw aan elkaar en zie elkaar zoveel als jullie willen. Probeer intense afspraakjes met mensen die daarnaast op hun beurt met andere mensen afspreken zoveel mogelijk te mijden want zo haal je zowel je eigen clusteringscoëfficiënt als die van het hele netwerk naar omlaag. De enige die daarbij iets te winnen zou hebben is het virus.

Filip Moons is FWO-aspirant in de wiskundedidactiek en lerarenopleider Universiteit Antwerpen.

Www.info-coronavirus.be: Vragen en antwooorden: Wie mag ik uitnodigen/ bezoeken?

%d bloggers liken dit: