Klas 4/5/6

Wat weten we over de maan, de sterren en zwarte gaten? Wetenschapsjournalist Govert Schilling neemt je mee naar de hoogtepunten uit 50 jaar sterrenkunde.

Aarde, zon en maan

Govert naar de grenzen van het heelal

Bekijk ook

Extra's

Schooltv biedt meer dan video's! Ontdek onze extra inhoud:

Ontvang jij de nieuwsbrief al? Blijf op de hoogte door je aan te melden en ontvang elke maand een nieuwsbrief naar keuze in je inbox!

Klas 1/2/3

De krachtigste raket ooit. De Saturnus 5.
Een iconische raket. Meer dan 100 meter hoog. Er zijn er nog drie van over. Eentje staat hier in Houston op het Johnson Space Centre. Daar zie je de voorgeschiedenis van het Apolloprogramma. De smalle raket op de voorgrond is de Mercury-raket. Daarmee werden de eerste bemande Amerikaanse ruimtevluchten uitgevoerd, begin jaren 60. Dat was alleen een baan om de aarde. De dikke daarachter werd Little Joe genoemd. Daarmee werden tests uitgevoerd voor het Apolloprogramma. In dat gigantische gebouw hier ligt de Saturnus-5-raket. Hij staat helaas niet rechtop. Maar we kunnen er wel mooi langslopen. 111 meter hoog. Wooh. Man, wat een gevaarte. Je ziet hier de vijf F1-motoren van de eerste trap van de raket. Dit zijn de krachtigste raketmotoren ooit gemaakt. Die hebben de 111 meter hoge raket omhoog geduwd. Tegen de zwaartekracht in, op weg naar de maan. Om een ruimteschip naar de maan te brengen is veel brandstof nodig. Ze hebben de brandstof verdeeld in drie compartimenten. Als het eerste deel opgebrand is kun je de lege brandstoftank afstoten. Dan heb je minder gewicht. Het wordt er efficienter van. De motoren branden minder dan 3 minuten. Dan was die tank van vele tienduizenden liters opgebrand. En was de raket op een hoogte van 65 km. Als je dan niks meer doet valt hij terug. Dit eerste deel valt naar beneden en komt op de bodem van de oceaan. Daar liggen ze nog steeds weg te roesten. Dan komen de motoren van de tweede rakettrap in werking. Ook vijf. Die zijn een stuk kleiner en hoeven minder krachtig te zijn. Ook met een gigantische brandstoftank. Die zijn in het totaal 9 minuten in bedrijf. Dan is het gevaarte eindelijk in een baan om de aarde.
Dan ben je er nog niet. Je wilt naar de maan. Inmiddels zijn we in een baan om de aarde, 12 minuten na de lancering. Dan komt de derde rakettrap, met maar EEN motor. Die geeft genoeg vaart om te ontsnappen aan zwaartekracht van de aarde en naar de maan te vliegen. Dat is drie dagen vliegen met die snelheid. Het is niet eenvoudig om de Apollo-capsule exact bij de maan uit te laten komen. Van tevoren bereken je wanneer de lancering moet plaatsvinden. Op welk moment de raketmotoren gestart moeten worden. Je weet hoe de maan beweegt, op een paar 100.000 km afstand. Je geeft je ruimteschip de juiste snelheid om bij de maan uit te komen na een paar dagen. Intussen moet er van alles gebeuren want in deze loze ruimte zat de maanlander, waarmee de landing moest plaatsvinden. Tijdens de vlucht naar de maan werd hij klaargemaakt voor gebruik zodat ze met de maanlander op het oppervlak konden landen. Dit is een echte, gebruikte Apollocapsule. Hij is niet meer wit. Hij is gehavend en geblakerd door de reis terug door de dampkring. Daarbij krijg je veel wrijvingswarmte. Uiteindelijk komt alleen die kleine capsule met drie astronauten op aarde terecht. Die 111 meter hoge Saturnusraket was alleen nodig om drie mannetjes op de maan te zetten en veilig terug te brengen op aarde.

Met een raket naar de maan

Programmalogo's

Om een ruimtecapsule met de astronauten erin naar de maan te krijgen, zijn de krachtigste raketmotoren ooit gemaakt: Saturnus V. In 1969 stuurt Nasa voor het eerst mensen naar de maan in deze raket, tijdens de missie Apollo 11.

De krachtigste raketten ooit: Saturnus V

Meteorieten kunnen overal inslaan. Ook in Broek in Waterland, een dorpje boven Amsterdam. In 2017 boorde een meteoriet zich hier in het dak van een schuur. Ik heb afgesproken met geoloog Leo Kriegsman die de ruimtesteen beheert. Ha die Leo.Hoi. Hoe is het? Goed je te zien. En op een bijzondere plek. Ja, dit is ground zero. Hier is de inslag geweest. Op een van de daken in dit gebiedje. Maar ik heb afgesproken met de bewoners dat we niet bekendmaken waar het is. Die mensen willen privacy. Dus die hadden een gat in hun dak? Ja, in hun schuurdak. En die mensen hebben een tijdje later contact opgenomen. Ze dachten: 'Dit is een steen uit de ruimte.' Ze dachten waarschijnlijk wel: 'De schade is groter dan als een kwajongen 'n steen op 't dak gooit.' De dakpannen waren kapot, de latjes eronder ook. Hij zat helemaal vast in een plank. Zie je meteen...dat het een meteoriet is? Nu wel. Het was een klassieker. Het was een mooie steen, met een zwarte smeltkorst. Typisch een meteoriet. En in Belgie was er een dashcam-opname. Van de vuurbol? Ja. Kijk, hier zit-ie in. Dat is een joekel, zeg.Ja, he? Mag ik 'm even beethouden? Ja, maar probeer die polijstvlakken niet aan te raken. Want die zijn afgezaagd? Ja. Dat is heel vers materiaal. Daar zit ook metaal in dat snel kan gaan roesten. Hij is zwaar ook. Ja. Is dit vooral steen? Of zit er ijzer in? Het is vooral steen. Er zit een paar procent ijzer in. Dat zie je als je 'm in het licht houdt. Dan krijg je die reflecties. Dit is dan de smeltkorst. Hoe werkt dat? Dat object was wel 10 keer of misschien wel 50 keer zo groot toen-ie de dampkring binnenkwam. Echt wel zo'n kei? In ieder geval een flink stukje groter. Een basketbal, voetbal. Dat komt de dampkring in. Het meeste smelt, verdampt. En dan blijft er zo'n steentje over. Soms spat-ie uit elkaar. In de ruimte was dit niet de buitenkant van de steen? Nee. De buitenkant zag er zo uit. Misschien wat stoffiger. Waar komt deze nou vandaan? Waarschijnlijk uit het gebied tussen Mars en Jupiter. De planetoidengordel. Daar zweeft ongelooflijk veel ruimtelijk puin rond. En hoe oud is zo'n steen dan? Deze is waarschijnlijk net zo oud als het zonnestelsel: 4,6 miljard. Het is het oudste object dat je in handen kunt hebben als mens. Ja. Hoe vaak gebeurt zoiets nou? Wereldwijd komen er wel een paar honderd per jaar neer. Ik heb er een plaatje van, hier op internet. Dit plaatje geeft waarnemingen van grotere meteoorsporen in de wereld in 20 jaar tijd. Van 1994 tot 2013. Hier zie je Tsjeljabinsk, in Rusland. Dat was de beroemdste. In 2013. Die meteoor kwam binnen. Daar hebben ze ook brokstukken van gevonden. Veel mensen waren gewond geraakt door het glas dat sprong. Dus het komt vaak voor. Ook verontrustend. Bijna wel, ja.

Een meteoriet valt in Nederland

Een brokstuk uit de ruimte kan door onze dampkring heen gaan en op aarde terechtkomen. Dat noem je een meteoriet. In 2017 viel zo’n meteoriet precies door een dak in Noord-Holland. De steen die overbleef wordt goed bewaard.

Een brokstuk uit de ruimte door het dak

Al die nieuwe elementen worden de kosmos in geblazen als de ster aan het eind van zijn leven explodeert als supernova.  Al die nieuwe elementen ontstaan niet alleen in ons eigen Melkwegstelsel maar in alle sterrenstelsels in het heelal. En alles heeft z'n oorsprong in supernova-explosies. Die produceren overal in het universum de bouwstenen voor het leven.

Wat gebeurt er bij een supernova?

Alle moleculen en atomen die we op aarde hebben, zijn oorspronkelijk afkomstig uit de ruimte. Als sterren aan het eind van hun leven komen, zorgen ze voor een gigantische explosie: een supernova. Elementen als magnesium en silicium worden dan de ruimte in geslingerd. 

Stervende sterren zorgen voor leven

Zwarte gaten zijn gebieden in het heelal waar de zwaartekracht zo sterk is, dat er niets uit kan ontsnappen, zelfs geen licht. Krijg dat maar eens op de foto. De Duitse sterrenkundige Heino Falcke is al dertig jaar gefascineerd door zwarte gaten. Hier in Nijmegen is hij initiatiefnemer van het black hole cam-project. Goed je te zien, hoe staat het leven? Druk, heel druk. Maar je bent in Nederland. Ja, dat is toeval. We zijn heel veel  onderweg op dit moment. Conferenties, metingen, dat soort dingen. Maar ook voor waarnemingen met de black hole cam? Ook voor waarnemingen ja. We hebben geprobeerd voor het eerst een foto van een zwart gat te maken. Er zijn twee grote zwarte gaten waar we naar kijken. Want je weet nooit welke het beste plaatje zal opleveren. EEN is 25.000 lichtjaar verwijderd. Die ander is 50 miljoen lichtjaar verwijderd. In 2017 hebben we de eerste metingen gedaan met heel veel telescopen over de hele wereld verspreid. En we zijn nu bezig om die gegevens te analyseren en de eerste foto echt te maken. Dit is 'm dan, de eerste foto die ooit is gemaakt van een zwart gat...omgeven door een ring van afgebogen licht. Op deze foto kijken we 50 miljoen jaar terug in de tijd. Dat begint ergens op te lijken. Dit is jullie vluchtleidingscentrum. Ja, zou je kunnen zeggen, onder meer. En die mysterieuze zwarte gaten, waar zelfs geen licht uit kan ontsnappen hebben gek genoeg veel te maken met de oerknal, met de geboorte van het heelal. Je kan natuurlijk niet in een zwart gat kijken want daar komt het licht nooit meer terug. Dus dat is eigenlijk een ultieme grens. Je kan kijken tot aan de rand en dan houdt het op. Is dat een beetje als terug kijken naar de oerknal? De oerknal is het begin van de ruimtetijd. De zwarte gaten zijn eigenlijk het einde van de ruimtetijd...waar tijd lijkt op te houden en eigenlijk alles verdwijnt. Uit de oerknal komt alles voort, in de zwarte gaten verdwijnt alles. Een beetje lijkt het op de dood. In die zin heeft het ook misschien 'n beetje 'n metaforische betekenis. Een beetje het einde van het leven van het heelal, van ruimte en tijd. En er is iets wat bestaat en waar je geen onderzoek naar kan doen. Je kan daarin geen metingen doen. We weten dat het bestaat, deze plek van een zwart gat bestaat...maar je weet niet wat daarin gebeurt. Als we meer begrijpen van zwarte gaten begrijpen we straks misschien ook meer van die oerknal, bijna 14 miljard jaar geleden. Het gaat om dezelfde natuurkunde, dezelfde formules. Maar wel een hele mooie manier om in de geschiedenis van het heelal te kunnen terugkijken. Ja, absoluut. Je kan natuurlijk... Dat is een groot voordeel, de geschiedenis hier op aarde kennen we alleen door boeken te bestuderen. Maar in de sterrenkunde kunnen we echt terugkijken in de tijd, we kunnen de eerste fase zien. En dat is een heel bijzondere uitzondering. Dat zou je hier ook soms willen doen: hoe was het in het Romeinse Rijk? Maar dat kan niet. Maar in het heelal kan het wel. En hier kun je zien wat er gebeurt met die telescopen. Maar het is een hele onderneming, een zwart gat op de foto zetten. Er was een wereldwijd netwerk van grote radiotelescopen voor nodig. In Spanje, Mexico, LNT, Hawai. APEX in Chili. Allemaal op hetzelfde moment. Op hetzelfde moment en ze moeten precies dezelfde gegevens waarnemen. En je kan hier zien op de plattegrond waar die zijn. Daar zie je de verdeling van de telescopen. Hier heb je chili, dan in Mexico. In Arizona, Hawai. De Zuidpool. En eigenlijk werken die 8 telescopen dan samen als EEN supertelescoop. Daarmee krijg je een telescoop zo groot als de aarde. Je doet waarnemingen op de hoogste frequenties, je krijgt het scherpste beeld dat je kan maken met een oplossingsvermogen van een mosterdzaadje in New York dat je vanuit Nijmegen kan zien. Zo scherp kan je kijken. Maar wat zie je dan? En dan hoop je voor de eerste keer een zwart gat echt te kunnen zien. Je probeert het gat te zien in een zwart gat. Tot nu toe is het alleen maar theorie, is het een abstract iets. Wij denken dat daar licht verdwijnt maar we hebben het nooit gezien.

Hoe ziet een zwart gat eruit?

Wetenschappers weten ongeveer wat een zwart gat is, maar hoe dit fenomeen eruitziet was lange tijd onduidelijk. Met behulp van veel telescopen is er nu voor het eerst een beeld van gemaakt.

De eerste foto van een zwart gat

Ze staan heel erg dichtbij op dit moment. Ze zijn allemaal verplaatsbaar. Voor sommige waarnemingen moeten ze ver uit elkaar staan...voor andere waarnemingen juist dichter bij elkaar. Dus we hebben nu de 'compacte configuratie' zoals dat heet...met de meeste antennes in het centrale deel. Er zit zuurstof in een rugzakje. En met een soort... Het is net alsof je in het ziekenhuis ligt...met een ventieltje, een apparaatje in je neus...krijg je wat extra zuurstof. Want je zit op 5 kilometer boven zeeniveau. En daar heb je maar de helft van de normale hoeveelheid lucht die je in Nederland hebt. De helft van de luchtdruk betekent ook de helft van de zuurstof. En je merkt het echt als je hier lang bent. Je begint...Je komt slechter uit je woorden. Je kunt je concentratievermogen verliezen. Dus ik ga toch maar aan de zuurstof. Wauw. Dan loop ik hier maar tussen de antennes van het grootste observatorium ter wereld.
Het is eigenlijk nog lekker weer ook. Veel warmer dan ik had verwacht. Het is een rond het vriespunt misschien. Maar het valt erg mee. Het waait niet hard. 

De nauwkeurigheid waarmee ALMA ons heelal afspeurt is ongeëvenaard. Veel sterrenkundigen hebben dan ook reikhalzend naar dit instrument uitgekeken. Sterrenkundigen willen graag weten wat voor atomen en moleculen er in het heelal aanwezig zitten op verschillende plekken. En elk atoom en elk molecuul heeft zijn eigen signaal. Het is een beetje zoals met vogels. Je herkent ze aan het fluitsignaal. Atomen en moleculen hebben ook een eigen signaal maar dat zit niet in geluid maar in licht. Als een astronoom met een telescoop een verre nevel bestudeert dan kan hij dat licht analyseren en dan weet hij wat voor atomen erin zitten. Als je dat voor de moleculen wilt doen die van belang zijn voor het leven, zoals water, koolstofverbindingen, organische moleculen... dan zit dat signaal niet in het zichtbare licht, maar in licht wat onze ogen niet kunnen zien. En dat zijn een soort radiogolven met een langere golflengte, ongeveer een millimeter. En om die op te vangen heb je geen gewone telescoop nodig maar zo'n schotelantenne als hier. En ALMA heeft niet EEN schotelantenne maar heeft er 66. Dus een heel groot oppervlak in totaal. Want je wilt de allerzwakste signalen zien. En omdat ze op grote afstanden van elkaar geplaatst kunnen worden kun je ook hele kleine details onderscheiden. Dus met deze schotels wordt eigenlijk het signaal opgepikt waardoor sterrenkundigen kunnen zeggen: Hee, daar in die wolk zitten watermoleculen. Daar zie ik bepaalde koolstofverbindingen. Daar zie ik misschien kooldioxide of formaldehyde of suikerverbindingen of alcoholverbindingen. Het zit er allemaal en ALMA kan het zien omdat-ie dat onzichtbare licht bestudeert. Ik heb best heel wat sterrenwachten bezocht maar ik vind ALMA wel het meest indrukwekkende observatorium waar ik geweest ben. Hele bijzondere plek.

De grootste telescoop ter wereld

In een woestijn in Chili, op zo’n vijf kilometer hoogte, staat het grootste astronomische project ter wereld: ALMA. 66 schotelantennes speuren er gezamenlijk de ruimte af. 

ALMA in Chili

Pepernoten

Schrijf je in de voor de maandelijkse nieuwsbrief voor het laatste Schooltv PO-nieuws

Nieuwsbrief PO

Blijf op de hoogte van het laatste Schooltv-nieuws voor VO.

Nieuwsbrief VO

Contact

Schooltv Help

Veelgestelde vragen

Schooltv maakt educatieve content voor het onderwijs, bestaande uit video's en interactief materiaal. Altijd bij de les!

Over Schooltv

Over Schooltv.nl

Schooltv.nl is een videodatabase, gevuld met educatieve en informatieve videoclips, filmpjes, fragmenten, liedjes, animaties, lesvideo’s afleveringen, TV-programma’s, televisieseries, videoverzamelingen en afspeellijsten.