Stel je voor, je neemt een bad in een vreemdsoortig goedje en even later komt er uit de vloeistof een exacte replica van jou. Zichzelf in elkaar zettende robots kennen we al een tijdje. Meestal gaat het om bouwblokken die elkaar opzoeken en zich aan elkaar vastmaken. Dit systeem werkt totaal anders: het onthoudt de vorm van een voorwerp dat onder wordt gedompeld in een reservoir, gevuld met deze intelligente bouwstenen. Zie de video.
Op het moment dat de “foto” gemaakt wordt, registreert de computer die met de 1 cm grote blokjes is verbonden, welke blokjes niet aan alle klanten buren hebben. Dit zijn de grensblokjes. Deze vorm wordt doorgeseind, waarna de blokjes de structuur binnen de grensblokjes overnemen. Het systeem werkt ook in 3D, al zullen dan wel ook aan de twee laatste oppervlakken elektromagneetjes moeten worden bevestigd. Dit bleek tot nu toe een probleem.
Hoe weeg je een atoomkern tot op een proton nauwkeurig? Antwoord: met een weegschaal die nauwkeurig genoeg is om de kleinst gehanteerde eenheid van massa te registreren, het yoctogram.
Individuele atomen wegen wordt nu voor het eerst in de menselijke geschiedenis mogelijk.
Hoeveel is een yoctogram?
De eenheid van massa in het Système International, het internationale standaardensysteem, is het kilogram. Eigenlijk is deze keuze verwarrend. Een duizendste deel van het kilogram is het gram. Een ton, 1000 kg, is een megagram (Mg). Kleinere gewichtseenheden dan het gram zijn, steeds in trappen van een duizendste, een milligram (een suikerkorrel), een microgram (een stofje), een nanogram (een gemiddelde lichaamscel), een picogram (de massa van het DNA in deze cel), een femtogram (de massa van een doorsnee virusdeeltje), een attogram (tien hemoglobinemoleculen), een zeptagram (een buckybal, een moleculaire voetbal van rond de zestig koolstofatomen) en tot slot het yoctogram (een proton en neutron hebben een massa van rond de 1,6 yoctogram). Een yoctogram, 10-27 kilogram, is dus extreem weinig.
De massa van individuele atomen kan nu vastgesteld worden door ze rechtstreeks te wegen.
Nanobuisjes
Een standaard weegschaal werkt hier allang niet meer. De kleinste gewichten worden daarom gemeten met behulp van koolstof nanobuisjes, die afhankelijk van de massa van de deeltjes die er aan kleven, met verschillende frequenties trillen. Tot nu toe slaagden onderzoekers er in met deze techniek een massa met een nauwkeurigheid van 100 yoctogram te meten – ongeveer een ijzeratoom. Om ook individuele atomen te kunnen wegen, gebruikten Adrian Bachtold en zijn collega’s van het Catalaanse Instituut voor Nanotechnologie in Barcelona korte nanobuisjes. Deze geven de nauwkeurigste resolutie en functioneren nog steeds bij de extreem lage temperaturen die nodig zijn voor deze meting.
Bij deze nauwkeurigheid zal zelfs een enkel atoom de meting ernstig verstoren. Bachtold verwijderde daarom rondzwervende atomen door tijdelijk de temperatuur van de buisjes te verhogen, zodat alle (van der Waals-)bindingen met aan de buisjes klevende atomen werden verwijderd.
Vervolgens was de sensor in staat een atoom van het edelgas xenon te wegen tot op 1,7 yoctogram nauwkeurig. Hierdoor kon het aantal deeltjes in de kern van het xenonatoom exact bepaald worden, immers protonen en neutronen hebben een massa van rond de 1,7 yoctogram. Collega-nanotechnologen, zoals Rachel McKendry van University College London, zijn zeer onder de indruk, maar noemen het goedkoop fabriceren van nanobuisjes-sensoren aan de lopende band nog een pittige technische uitdaging.
Bachtold hoopt dat de sensor kan worden gebruikt om verschillende elementen in chemische monsters vast te stellen zonder chemische reacties te gebruiken. Ook kunnen kleine verschillen in moleculaire massa een signaal zijn voor afwijkingen in de stofwisseling, dus ziekte. Een methode om individuele atomen te kunnen wegen en scheiden is ook van essentieel belang bij het winnen van grondstoffen met behulp van nanotechnologie.
Ondanks alle negativiteit over economie, klimaat, ecologie, obesitas en geweld, gaat het erg goed met de wereld. Hoopvolle berichten zijn veel minder populair dan doemdenken en krijgen daarom weinig aandacht.
De feiten liegen niet. Mensen in westerse landen die we tegenwoordig `arm’ noemen, leven in grotere luxe dan koningen 100 jaar geleden, die geen auto’s of elektriciteit hadden. Ook de armste delen van de wereld gaan zienderogen vooruit: de hoeveelheid armoede, kindersterfte en analfabetisme dalen al decennia gestaag, terwijl steeds meer kinderen toegang krijgen tot onderwijs en schoon drinkwater. De verbeterende gezondheid en opleiding leiden weer tot minder geboortes en `luxueus gedrag’ als beter omgaan met natuur, dieren en milieu, wat de gevolgen van overbevolking verzacht.
Communicatie en toegang tot informatie zijn wereldwijd al enorm verbeterd
Eufemistisch mobiele telefoons genaamd, tegenwoordig dragen we minicomputers met ons mee die krachtiger zijn dan de supercomputers uit 1980, een enorme luxe dus. En `we’ hier slaat op een groot deel van de mensheid; ook in Afrika en Azië zijn mobiele telefoons gemeengoed geworden (meer dan 70% van de mensen heeft er hier inmiddels een, en steeds meer met breedbandinternet). Het aantal internetgebruikers is wereldwijd verdubbeld tussen 2005 en 2010 tot meer dan 2 miljard.
Aan de basis van deze moderne telefoons ligt de wet van Moore. Breed geformuleerd zegt deze wet dat de capaciteit van digitale technologie exponentieel groeit. Dit komt tot uiting in de rekenkracht een opslagcapaciteit van computers, maar ook in de ontwikkeling van steeds meer andere technologieën die gedigitaliseerd worden en vervolgens meeliften op deze exponentiële groei, zoals biotechnologie, robotica en hersenonderzoek.
Overvloed
Het gaat dus helemaal niet zo slecht, maar het zal nog veel beter gaan. In hun boek Abundance voorspellen Peter Diamandis (vooral bekend van de X-prijzen) en Steven Kotler dat we binnen 30 jaar in een wereld leven waarin iedereen op Aarde toegang heeft tot voldoende voedsel, schoon drinkwater, onderdak, en uitstekende gezondheidszorg en onderwijs, schone energie en mensenrechten. Daarmee heeft iedereen de vrijheid om zichzelf naar eigen wens te ontwikkelen in plaats bezig te zijn met overleven. Dit is grofweg hoe wij in het rijke Westen nu al kunnen leven, maar dan met een veel lagere belasting van de Aarde.
Het begrip schaarste speelt hierbij een belangrijke rol. Als voorbeeld geven ze aluminium, wat 200 jaar geleden waardevoller was dan goud. Echter: 8% van de aardkorst bestaat uit aluminium; het is na zuurstof en silicium het meest voorkomende element. Hoe kan dit? Het probleem was dat aluminium veel voorkomt als aluminiumoxide (in bauxiet). Zodra de technologie (elektrolyse) ontwikkeld werd om aluminium te isoleren werd het spotgoedkoop. Nu zien we hetzelfde met energie. De Zon levert 5000 keer zoveel energie aan de Aarde als we gebruiken. Zodra we zeer efficiënt zonne-energie kunnen opvangen en opslaan, wordt energie praktisch gratis, met enorme gevolgen voor de economie en bijvoorbeeld ruimtevaart of CO2 uit de lucht halen. De volgende stap is water. Met een overvloed aan energie en de juiste apparatuur kun je het gigantische zout water reservoir op Aarde benutten en zoet water produceren voor drinkwater, landbouw, industrie etc. Waar het om gaat is dat schaarste relatief is, en het echte probleem toegankelijkheid is. Dit kan bereikt worden dankzij technologie. En de ene doorbraak leidt de volgende in.
Diamandis en Kotler identificeren drie krachten die ons een wereld van overvloed kunnen gaan bezorgen:
Techno-filantropen. Succesvolle ondernemers als Bill Gates, Pierre Omidyar en Mark Zuckerberg zijn rijk geworden dankzij technologie, en gebruiken nu hun enorme rijkdom en connecties om de wereld effectief te verbeteren. (Vroeger besteedden filantropen hun geld vooral aan lokale doelen als bibliotheken en ziekenhuizen in hun eigen stad.) Geen wonder dat Bill Gates afgelopen week de Nederlandse regering opriep niet te bezuinigen op ontwikkelingshulp.
Het opkomende miljard. In feite zo’n 4 miljard, dit zijn mensen uit ontwikkelingslanden die online komen en hun kennis met elkaar en de rest van wereld delen. Als zij ook nog eens goed onderwijs genieten (bijvoorbeeld via de Khan Academie) kunnen zij een enorme bijdrage leveren aan de wereld en de economie en alle genoemde ontwikkelingen nog eens versnellen. Bedenk dat wetenschap 200 jaar geleden een hobby was van enkele rijken, een minieme fractie van de bevolking. Straks komen er duizenden Einsteins bovendrijven.
Doe-het-zelf vernieuwers. Dit zijn individuen en kleine bedrijfjes die vernieuwende producten maken dankzij visionaire inzichten en ondernemerschap, zoals apparaten die zoet water produceren, gen sequentie en energie-zuinige auto’s.
De gevolgen
Nieuwe technologie die zich snel ontwikkelt dankzij de exponentiële groei opent vele nieuwe mogelijkheden.
Goedkope energie veroorzaakt een kettingreactie van positieve ontwikkelingen
Juist Afrika is geschikt voor (decentrale) energie opwekking, aangezien daar weinig infrastructuur is (elektriciteitskabels en olieleidingen) en veel zon. Op dezelfde manier heeft Afrika mobiele telefonie in gebruik genomen en daarbij de vaste lijnen overgeslagen.
Toekomstige mobiele telefoons fungeren ook als minilab waarmee je via een bloeddruppel uit je vingertop een diagnose kan laten stellen, en later zelfs je DNA mee kan sequensen en verhoogde risico’s op ziektes inschatten. Kunstmatige intelligentie systemen als Watson kunnen vervolgens een behandelplan opstellen. Hiermee verdwijnt de schaarste aan artsen. Als je deze informatie van iedereen combineert kun je ook nog eens trends zoals epidemieën wereldwijd nauwkeurig in kaart brengen. Binnen enkele decennia kan iedereen op Aarde hierover beschikken.
Kunstmatige intelligentie kun je ook inzetten als leerkracht of mentor. Op die manier krijgt elk kind via een telefoon of tablet onderwijs op maat.
Als een groot deel van de wereldbevolking goed opgeleid is en in contact is met elkaar via een (decentraal) internet, zullen mensenrechten veel beter gewaarborgd kunnen worden dan nu.
Een overvloed aan informatie leidt tot hoge efficiëntie, zoals een slim energie netwerk, waarin gebruik en productie nauwkeurig op elkaar afgestemd zijn.
Ten slotte
Zowel onze psychologische neiging om vooral negatieve ontwikkelingen op te merken (waardoor de media hier ook graag over schrijven) en de lineaire manier van denken waardoor we steeds verrast worden door de snelheid van exponentiële groei dragen er toe bij dat ons beeld van de wereld van 2030-2040 een stuk somberder is dan gerechtvaardigd.
Bron: Peter Diamandis & Steven Kotler – Abundance: The future is better than you think, 2012 (Free Press), ISBN-13: 978-1-4516-1421-3.
Na een tijd onderzoek te hebben gedaan naar het huidige economische systeem kan ik niet anders dan tot de conclusie komen dat een ander systeem gewenst is. Op zijn minst één of meerdere alternatieven naast het huidige systeem. Verder geloof ik niet zo in het omverwerpen van de huidige mensen met de macht. Sun Tzu zegt al in The Art of War, dat de beste oorlog geen oorlog is. Geen vernietiging van kapitaal en geen verlies van mensen hun gezondheid en/of levens. En als een oorlog onvermijdelijk mocht zijn dan is het beter dat je die vanuit de verdediging kunt voeren. Kortom bouw zelf een kasteel inplaats van andermans kasteel aan te vallen.
An unjust peace is better then a just war - Marcus Tillius Cicero
Daarbij wordt er al een millennia of twee gevochten tussen verschillende partijen over de controle van het huidige geldsysteem dus zelfs al zou je tijdelijk een overwinning boeken, het lijkt me sterk dat de private bankiers niet net zo hard alles weer in touw zullen zetten om hun parasitaire positie terug te krijgen. Iets wat met veel geld en dus invloed in het huidige systeem van democratische politici niet zo heel moeilijk is te bewerkstelligen. Om de 4 jaar nieuwe kansen op corrupte mensen die je voor je karretje kunt spannen of nog gemakkelijker gewoon mensen die de capaciteiten niet hebben om het huidige systeem te doorzien en je zwaarbevochten voordelen zo weer uit handen geven door hun onwetendheid. Als de wellicht goedbedoelende maar inhoudelijk totaal gefragmenteerde politici in Den Haag ons moeten beschermen tegen de strak hiërarchisch georganiseerde hebzucht van de internationale bankiers dan denk ik eerlijk gezegd niet dat we het daarmee gaan winnen.
Maar goed, wat dan wel? Kritiek hebben is gemakkelijk, maar zelf iets opbouwen -bij voorkeur een systeem dat beter werkt- is een heel ander verhaal. Het lijkt echter een poging waard. Verwacht geen instant oplossingen voor alle problemen maar denk vooral graag mee in de voorgestelde oplossingsrichtingen. Constrcutieve kritiek is zoals altijd van harte welkom.
In de basis draait economie om het toegang krijgen tot de arbeid van andere mensen. Zie ook het artikel, “Wat is geld?” van Pieter Stuurman hierover. Met voorkeur arbeid die mensen helpt bij het voortbestaan in één of ander aspect van het leven. Economie is dus niets meer of minder dan een uitruilplatform en je kunt deze uitruilen op verschillende manieren faciliteren. Het huidige geldsysteem wat momenteel een monopolie op dit uitruilen heeft en gecontroleerd wordt door een kleine elitie via het private bankensysteem is de huidige vorm van ons ruilsysteem. Ik kan moreel gezien echter geen goede redenen verzinnen waarom we dat niet met zijn allen zouden kunnen of mogen veranderen. En waarom er geen andere vormen mogelijk zouden zijn.
Waarom niet peer to peer elkaars tijd ruilen? Dit lijkt veel gemakkelijker en opener dan ons huidige systeem.
Een eerste idee voor een nieuw systeem is het ruilen van tijd met elkaar waardoor de tussenkomst van het huidige geldsysteem niet meer nodig is. Het idee is om alle mensen gelijkwaardig te verklaren, niet gelijk want mensen zijn nu eenmaal allemaal verschillend, maar gelijkwaardig. Ieder mensenleven heeft dezelfde waarde stellen we, dus heeft ieder deel van een mensenleven (bijvoorbeeld een uur, of een dag) ook evenveel waarde. Tijd is iets wat iedereen ongeveer in gelijke mate heeft. Daarbij heeft het enige aarding in de fysieke realiteit, je kunt namelijk berekenen hoeveel tijd iemand ongeveer gaat hebben jaarlijks of gedurende het leven om arbeid te kunnen verrichten. Daarbij is tijd een systeem waar niet mee te speculeren is, waar geen rente over te vragen is en wat niet aan inflatie onderhevig is. Het is niet te monopoliseren en niet schaars (te maken) En omdat je geen tijd met tijd kunt verdienen en er maar 24 uren in een kalenderdag zitten, is het ook minder interessant om op te potten. Iets dat met geld wel interessant is en wat via het mechanisme van rente resulteert in grote ongelijkheid van bezit.
Door tijd als ruileenheid in te voeren tussen mensen stoppen we direct met een groot verdeel en heers spel van de huidige economie. Hierin wordt mensen wijsgemaakt dat de één zijn tijd blijkbaar waardevoller is als de ander, sterker nog dat de tijd van een heel volk uit het ene land waardevoller is dan die van een ander volk uit een ander land. En hoewel hier op individueel niveau best iets voor te zeggen lijkt, is de grap dat de mensen die dit systeem handhaven en hameren op deze verschillen tussen de waarde van mensen erbij vergeten te vermelden dat zij ongeveer alle Nederlanders 81 dagen gratis voor hun laten werken via het huidige economische systeem, door de werking van rente. Er lijkt dus een hele kleine elitie te zijn die enorm profiteert van onze onderlinge verdeeldheid die we door hun te geloven zelf continue in stand houden.
Kortom als mensen ervoor kiezen om te zeggen mijn tijd is evenveel waard als de tijd van anderen dan heb je een simpele en logische basis waarmee mensen kunnen beginnen te gaan ruilen. Door dit systeem zo in te richten knippen we alle parasitaire systemen die er over de eeuwen in het huidige economische systeem zijn ingeslopen er ineens tussenuit. Ook is het opeens helemaal niet interessant meer voor overheden om hun bevolking als verkapte slaven aan te bieden aan de corporatocracy omdat een uur tijd van een Chinees evenveel waard is als een uur tijd van een Nederlander. Arbeid en productie kan dus veel gemakkelijker weer terug worden gebracht in de regio door het wegvallen van deze artificiële verschillen.
Dankzij het internet is zo een uitruilsysteem relatief gemakkelijk te realiseren en is er geen centrale sturing via bijvoorbeeld banken of overheden nodig. Mensen kunnen in het systeem elkaars arbeid waarderen via een feedback systeem zoals op zovele sites zoals bijv. E-bay wordt toegepast zodat je een goede kwaliteitscontrole in kunt bouwen op het geleverde werk van mensen. Mensen die arbeid aanbieden maar niets doen in dat uur krijgen vanzelf een lagere rating en prijzen zichzelf zo de markt uit.
Ithaca`s contante tijd.
Daarnaast is het ook mogelijk “contanten in tijd” te hebben. Oftwel munten en briefjes variërend van een paar minuten tot aan een flink aantal uren tijd die met elkaar te ruilen zijn. In een stad in Amerika, Ithaca, gebruiken ze elkaars tijd als vorm van uitwisseling zowel via een internetsysteem met daarnaast de mogelijkheden tot “contacten in tijd” al een aantal jaren en dit lijkt tot zover prima te werken. Zie de website van Ithaca Hours voor de details. Dit is echter wellicht een fase 2 in het project.
Ook kan het via dit systeem veel makkelijker worden om onafhankelijke journalisten, artiesten, kunstenaars, etc. te waarderen. Je kunt namelijk tijd gemakkelijk doneren aan mensen die volgens jouw een nuttige dienst aan je leveren. Een soort Flattr systeem maar dan veel gemakkelijker via het doneren van tijd aan je favourite artiest of filmster. En als laatste is het een stuk moeilijker werkeloos te worden omdat iedereen altijd gemakkelijk zijn of haar tijd aan anderen kan aanbieden in de een of andere vorm. Voedsel productie, het opknappen en verbeteren van huizen, het schoonmaken van de buurt, het helpen in het huishouden of het verzorgen van ouderen en zieken zijn allemaal vormen van arbeid die nodig zullen zijn zolang er mensen zijn. Zo kun je op termijn een veel eerlijkere verdeling van de hoeveelheid werk krijgen onder de beschikbare mensen omdat er geen schaarste meer is aan werk maar ook niet langer aan arbeiders.
Bovendien zal voor vrijwel iedereen meer waarde beschikbaar komen omdat er in het systeem geen parasiterende elite meer kan bestaan. De waarde die nu naar de elite gaat via het mechansime van o.a. rente, zal in het urenruilsysteem dus voor iedereen beschikbaar komen.
Wat is er voor nodig om dit systeem te realiseren? Wat nodig is, is een slim uitgedachte website waar mensen gemakkelijk hun eigen arbeid kunnen aanbieden en de door hun gewenste arbeid kunnen vragen. Handig is om een goed feedback systeem in te bouwen zodat je een peer to peer controle op de kwaliteit van het geleverde werk hebt. Zo wordt eerlijkheid en hard werken echt beloond. Ook is het praktisch om een soort lokalisatie te maken van waar arbeid beschikbaar is, zodat je het werk bij voorkeur in je eigen regio houdt waar mogelijk. Een voorbeeld van zo een lokalisatie systeem is al te vinden op www.spullendelen.nl waarbij je gemakkelijk kunt zoeken op spullen binnen een straal van een x aantal kilometer ten opzichte van je eigen locatie. Als dit met spullen kan, dan moet dat ook kunnen met hetgeen waaruit die spullen ontstaan zijn: arbeid.
Een belangrijk voordeel is dat zo’n systeem gewoon naast het huidige geldsysteem kan bestaan. Mochten mensen bepaalde transacties liever (nog) in geld doen, dan kunnen ze daar gewoon voor kiezen. Er hoeft dus niets bestreden of omver geworpen te worden. Mensen kunnen er vrijwillig aan meedoen als ze er de voordelen van zien. En hoe meer mensen die voordelen gaan ervaren, hoe meer mensen eraan mee zullen willen doen. Het huidige geldsysteem hoeft dus niet aangevallen te worden. Het zal vanzelf verdwijnen als niemand er meer heil in ziet omdat het nieuwe systeem gewoon beter blijkt te werken.
Veelgehoorde tegenwerpingen met antwoorden met dank aan Pieter Stuurman
– Hoe zorgen we voor mensen die niet kunnen werken? Zij bouwen geen urentegoed op.
Antwoord: Ondanks het feit dat we in de huidige situatie gemiddeld veel meer arbeid moeten leveren dan we er met het verdiende geld voor kunnen terugkopen (ondanks de schaarste die daaruit voortvloeit) hebben we ook nu een deel van ons inkomen over voor de zwakkeren. In een 1 op 1 ruilsysteem zal er voor vrijwel iedereen meer overvloed zijn, en dat zal het alleen maar gemakkelijker maken om een deel te reserveren voor zorg voor zwakkeren.
– Een chirurg heeft lang moeten studeren. Als hij in zijn werk niet hoger beloond wordt dan een putjesschepper dan zal hij geen chirurg willen worden.
Antwoord: Studeren is voorbereidend werk. Het kan gewoon als werk beloond worden en ieder uur studie is een uur werk. Iemand met de capaciteiten en het verlangen om chirurg te worden kan dat op basis van zijn wil gewoon worden. Daarnaast zal niemand meer chirurg worden op basis van een financieel motief. Dat zal de kwaliteit van de chirurgie doen toenemen. Daarnaast zal ook de chirurg (net als vrijwel iedereen) meer te besteden hebben dan nu het geval is. De enige groep die erop achteruit gaat is de 1% elite (in werkelijkheid is die groep nog veel kleiner dan 1%, misschien 0.000001%) die nu het overgrote deel van alle rijkdom in handen heeft.
– Het is communistisch!
Antwoord: Het idee van communisme gaat weliswaar uit van gelijkheid, maar gelijkheid op het laagste niveau. Iedereen wordt gedwongen om op het laagste niveau (arbeider) en in uniformiteit te acteren. En om dat te kunnen afdwingen is weer een machtselite nodig. In een op waardering gebaseerd systeem kan iedereen doen waar hij goed in is of wat hij graag doet. Financieel gewin speelt dan immers geen rol in de keuze. Dat zal juist een stimulans zijn voor diversiteit.
– Het is fraudegevoelig
Antwoord: fraude is niet onmogelijk, maar kan slechts in zeer beperkte mate. Het zal in ieder geval veel moeilijker worden als in het huidige systeem waar geld eigenlijk nergens op gebaseerd is en de mensen die het monopolie op geldcreatie hebben alle touwtjes in handen lijken te hebben. Daarbij kun je geen tijd met tijd verdienen zoals dat wel met geld te doen is. Er zal dus ook veel minder motivatie zijn om te frauderen met het systeem omdat het oppotten van tijd geen bonus oplevert door de afwezigheid van rente in het systeem.
Wat denken mensen ervan, is het de moeite om dit systeem uit te gaan werken, te gaan bouwen en te gaan testen? Als we een mooi aantal van de bezoekers op visionair weten over te halen om hun arbeid naast het huidige economische systeem ook via dit systeem aan te bieden hebben we al een prachtig netwerk om mee te gaan testen en het zo gaandeweg te verbeteren. Zijn er nog andere voordelen te bedenken aan het uitruilen van elkaars tijd inplaats van dit via geld te doen? En wat zijn de grootste obstakels en te voorziene nadelen van dit systeem? Meningen, ideeën en aanvullingen zijn zeer welkom in de reacties.
(Op het internet hebben de lezers de macht! Zij bepalen welke informatie de wereld rond gaat! U bent zich er misschien niet van bewust, maar als elke lezer een link stuurt naar 3 geïnteresseerde personen, dan zijn er maar 20 stappen nodig om 3,486,784,401 mensen te bereiken! Wil je dat zien gebeuren? Gebruik je macht! Dit stuk mag dan ook vrij door iedereen overgenomen worden op websites, blogs, of om door te sturen aan familie, vrienden, kennisen, collega`s, politici, bankiers, economen, professoren, politie agenten, etc. graag zelfs hoe meer mensen dit weten en erover meediscussiëren hoe beter. Zet a.u.b. wel de bron erbij zodat mensen mee kunnen doen in de discussie hieronder als ze dat willen.)
Tegenstanders van ruimtevaart zeggen dat de miljarden die aan ruimtevaart besteed worden, veel beter op aarde ingezet kunnen worden. Volgens hen is ruimtevaart een onnodig, duur speeltje. Hebben ze gelijk?
Ruimtevaart: onovertroffen geld- en energieverkwisting
Ruimtevaart is, energetisch bekeken, zo ongeveer de meest verkwistende manier van reizen die je je voor kan stellen. Om één kilo nuttige lading naar een baan om de aarde, of verder weg, te transporteren, moet er dertig tot zestig kilogram brandstof en af te stoten rakettrappen mee. Ter vergelijking: een verkeersvliegtuig dat ongeveer dezelfde afstand van twintigduizend kilometer aflegt, verstookt ‘maar’ de helft van zijn vertrekmassa aan brandstof.
Ook in geld uitgedrukt zijn de reiskosten extreem hoog: een kilogram massa richting maan lanceren kost al gauw twintigduizend euro. Een astronaut met voorraden naar het International Space Station sturen kost rond de twintig miljoen dollar. Voldoende om alle 150 000 inwoners van een stad als Enschede op stedentrip naar Parijs of Praag te sturen.
Een missie naar Mars kost tientallen miljarden. Zonde van het geld, vinden critici.
De ruimte: een dodelijke omgeving
Eenmaal buiten de beschutting van de dikke aardse atmosfeer en de Van Allengordels, blijkt pas echt hoe dodelijk de ruimte is. Er is een volkomen luchtledig. De temperatuur van de kosmische achtergrondstraling is 3 kelvin, drie graden boven het absolute nulpunt dus. De zon is niet zoals op aarde een koesterende warmtebron, maar een blakerende, verschroeiende gasbol die astronauten bombardeert met deeltjes en energierijke straling. Ook razen zeer energierijke deeltjes zoals protonen door de ruimte, die het erfelijk materiaal in onze cellen beschadigen. Bij oudere astronauten komen veel oogafwijkingen voor, omdat hun netvlies beschadigd is door deze kosmische straling. Langere tijd in een zwaartekrachtsloze omgeving leven, leidt tot allerlei ernstige ziekten.
Er zijn buiten de aarde welgeteld twee plekken in het zonnestelsel waar de mens met vrij eenvoudige hulpmiddelen zou kunnen overleven: op ongeveer vijftig kilometer boven de oppervlakte van Venus, in een hermetisch afgesloten, drijvende aerostaat met een aardse atmosfeer (hier is de temperatuur rond de twintig tot dertig graden en de zwaartekracht ongeveer even groot als van de aarde), of op Mars, in een met een aardse atmosfeer gevulde grot of koepel. Het klimaat op Mars is te vergelijken met dat van Antarctica, alleen met grotere extremen. De zwaartekracht is minder dan de helft van die op aarde, wat misschien voor problemen kan zorgen.
Conclusie: de ruimte is dodelijk en vrijwel ontoegankelijk. Alleen een suïcidale idioot zal de veilige aarde verlaten. We kunnen veel beter de hulpbronnen die aan ruimtevaart worden verkwist, besteden om de aarde leefbaarder te maken, aldus de tegenstanders.
Exponentiële groei op aarde kan niet
Toch is er een overtuigend tegenargument. De aarde is namelijk eindig. De aarde heeft een 510 miljoen vierkante kilometer groot oppervlak, waarvan 149 miljoen vierkante kilometer land. Op dit moment belasten we de aarde al zwaarder dan deze aankan. Met verwoestende mijnbouw- en niet-duurzame landbouwtechnieken zijn we de biosfeer zwaar aan het ontwrichten. Weliswaar kunnen we overschakelen naar duurzame landbouw en energiebronnen – en dat gebeurt ook steeds meer, maar ook dan lopen we tegen de grenzen van de groei aan. Op een gegeven moment hebben we de gehele Sahara vol geplaatst met zonnepanelen. Extra energie opwekken of grondstoffen winnen kost dan veel meer inspanning dan nu – de wet van de afnemende meeropbrengst. Groei op aarde lijkt daarom op een sigmoïde (S-vormige) curve. In het begin is er een exponentiële groei. Als de grenzen van het systeem worden bereikt, vlakt de groei af tot nul of, zoals bij een niet-hernieuwbare bron als fossiele brandstoffen, volgt een krimp.
Maar wel in het zonnestelsel
Dit probleem doet zich de eerste zes eeuwen niet voor in het zonnestelsel. De aarde vangt slechts een minuscuul deel op van het totale vermogen van de zon (3,846×1026W). Als we dit totale vermogen onder alle mensen zouden verdelen, zou ieder mens 3500 maal meer vermogen tot zijn beschikking hebben dan de hele wereld nu gebruikt. Een vergelijkbaar argument kan je gebruiken voor mineralen en overige grondstoffen. Er is geen grondstof te bedenken, of elders in het zonnestelsel is er een veelvoud van beschikbaar.
Omdat de groei in het zonnestelsel veel later afzwakt, is ondanks de lage groeisnelheid op termijn dit toch de beste investering.
Op langere termijn wint de ruimte-investering
Stel, we zouden tegen een zeer hoge investering van bijvoorbeeld duizend miljard euro (zeg maar, een knokpartij a la Irak of Afghanistan, waar politici ook geen enkele moeite mee hebben) een zichzelf bedruipende ruimtekolonie in bijvoorbeeld de asteroïdengordel inrichten. Deze zou als enige taak hebben te groeien in omvang en bedrijvigheid, bijvoorbeeld door asteroïden om te bouwen tot zonnepanelen, ertssmelterijen en ruimtestations. Door de enorme hoeveelheid beschikbare energie en grondstoffen in de asteroïdengordel zou deze groei exponentieel zijn. Anders dan op aarde zou de groei pas na honderden jaren tegen fysieke beperkingen aanlopen. Omdat er een leereffect optreedt en de werkenden steeds ervarener worden, gaat het proces ook steeds sneller. Als er een kritische massa is, kunnen ook moeilijker omgevingen, zoals Jupiter en de andere gas- en ijsreuzen worden geoogst.
Critici van ruimtevaart maken daarom in feite de verkeerde vergelijking. Weliswaar is de groeisnelheid door de vijandige omgeving in de ruimte in het begin lager, maar deze blijft veel langer in stand, ook als de groei op aarde al is afgevlakt. Hiermee is op lange termijn het koloniseren van het zonnestelsel vele malen lonender dan deze hulpbronnen alleen op aarde aanwenden.
Chronozoom is een interactieve tijdlijn waarin je uiteindelijk de complete geschiedenis van het heelal en de aarde, vanaf het begin van de tijd met de oerknal tot de ontwikkeling van de moderne beschaving, anno nu, kunt raadplegen. Het project is opgezet door een student van een geschiedenisklas aan Berkeley. Het is nu een samenwerkingsproject tussen Microsoft, Berkeley en de staatsuniversiteit van Moskou.
De bedoeling is dat dit uit gaat groeien tot een soort interactieve geschiedenis-site. Je kan zoeken op bepaalde termen, bijvoorbeeld helium, life of Einstein, en zien waar ze op de tijdlijn relevant zijn. Op dit moment staat er nog niet erg veel inhoud op het systeem. Dat zal de komende tijd veranderen, als steeds meer wetenschappers, onderzoekers en docenten vanuit hun vakgebied materiaal aan gaan dragen. Het is dus een goed idee om deze website aan je bookmarks toe te voegen en af en toe terug te komen om te kijken wat er bijgekomen is.
Dankzij een Wageningse vinding kan nu uit vervuild biogas zuivere zwavel worden gewonnen. Ook is het afvalwater nu veel schoner. Industriewater Eerbeek verdiende de aanschafkosten in één jaar terug.
Afvalwater levert veel milieuproblemen op
Industrieel afvalwater wordt doorgaans geloosd of door een dure waterzuiveringsinstallatie geleid. Hierbij wordt het afvalslib in een zuurstofarme omgeving vergist tot biogas dat net als aardgas voornamelijk uit methaan bestaat. Een belangrijk milieuprobleem is de grote hoeveelheid zwavelwaterstof (H2S), die een belangrijke fractie uitmaakt van het biogas. Dit gas, dat naar rotte eieren stinkt, is dodelijk giftig. Om die reden wordt het in bioreactoren omgezet in natriumsulfaat. Ook dit levert echter problemen op: water wordt geëutrofieerd, waardoor algenplagen ontstaan.
Zo werkt de biogaszuiveraar Thiopaq. Bron: Paques.nl
Probleemstof wordt waardevolle grondstof
Toenmalig hoogleraar Cees Buisman ontdekte begin jaren negentig een wereldprimeur. Hij ontwikkelde een methode, waarbij bacteriën zwavelwaterstof omzetten in zuiver zwavel en de waterstof oxideren tot water. Met zijn procédé is meer dan 99% van alle zwavelwaterstof te verwijderen. De zeer zuivere zwavel die het proces oplevert, is zeer gewild in de chemische industrie. Zo kan je er rubber mee vulcaniseren en kunstmest van maken. Andere methoden om zwavel te winnen zijn veel bewerkelijker.
In één jaar installatie terugverdiend
Toen Industriewater Eerbeek, dat zwavel terugwint uit papierpulp, in 1993 als eerste bedrijf ter wereld Buismans bioreactor, de Thiopaq, installeerde, bleek dit een doorslaand succes. De investering van ongeveer een ton bleek per jaar maar liefst 130 000 euro op te leveren en was dus al in minder dan een jaar terugverdiend. Wereldwijd zijn ondertussen meer dan honderd Thiopaqs verkocht en de verkoop gaat door. Het gevolg is dat twee energieverslindende en milieuvervuilende processen – de verwijdering van zwavelwaterstof en het produceren van zwavel – nu steeds meer worden vervangen door dit slimme procédé.
In een door NASA uitgeschreven wedstrijd bleken twee elektrische vliegtuigen zuiniger te zijn dan zelfs een elektrische auto. Is elektrisch vliegverkeer de oplossing voor onze energie- en milieuproblemen?
De Taurus G4 is twee keer sneller en zuiniger dan een zuinige personenauto. Bron: NASA
Vliegtuigen vaak zuiniger
Vliegtuigen, vooral helicopters, staan bekend als brandstofslurpers. Op sites zoals die van onze collega’s van Cassandraclub wordt geregeld gewezen op de inefficiënte en energieslurpende aard van vervoer per vliegtuig. Peak oil zal snel een einde maken aan deze vervuilende luxe, aldus Cassandraclub. Toch is dit niet het hele verhaal. Grote passagiersvliegtuigen voor lange afstanden, zoals de Airbus A300 of Boeing 737-400 blijken, wanneer volledig gevuld, per passagierskilometer zelfs aanmerkelijk zuiniger te zijn dan personenauto’s (rond de 35 km/l, vergeleken met 20 km/l voor een zuinige benzineauto met alleen de chauffeur). Het allerzuinigste (maar helaas wel onbetaalbaar) is vervoer per trein. Een grote helicopter jaagt er daarentegen meer dan een liter brandstof per kilometer doorheen. Bron: Wikipedia.
Lift en drag Vliegtuigen kennen niet zoals personenauto’s rolweerstand, maar kampen met een ander fundamenteel probleem: lift en drag. Het vliegtuig moet voldoende op worden getild om te blijven zweven, de lift, maar dit betekent een hogere luchtweerstand, drag. Vliegtuigontwerpers zijn dan ook al tientallen jaren bezig met het verzinnen van manieren om de lift/drag verhouding zo hoog mogelijk te krijgen zonder dat andere vliegtuigeigenschappen, zoals bestuurbaarheid of laadvermogen, teveel achteruit gaan. De zuinigste vliegtuigen scoren nu rond de 40:1. Dat wil zeggen dat één kilometer dalen 40 km afstand oplevert. Uiteraard zorgen de propellors van het vliegtuig er voor dat deze daling wordt gecompenseerd. Over het algemeen betekent een lager gewicht ook een lager brandstofverbruik. Eén procent minder gewicht betekent 0,75 procent minder brandstofverbruik.
Vliegtuig vliegt twee keer zo zuinig als auto
Geen wonder dus dat in de luchtvaart lichte en sterke high-tech materialen, zoals koolstofvezels, erg populair zijn. Dit heeft de nodige spin-off richting ruimtevaart, waar gewichtsproblemen zo mogelijk nog belangrijker zijn dan in de luchtvaart.
NASA organiseerde daarom een wedstrijd om het zuinigste vliegtuig ooit te laten ontwikkelen.
De winnaar, de vierpersoons Taurus G4, vloog 320 km in twee uur, waarbij het vliegtuig 8 liter brandstofequivalent gebruikte. Dus per passagier per liter brandstof 160 km afstand. Ter vergelijking: een zuinige personenauto met vier passagiers zou voor dezelfde afstand twee keer zoveel brandstof nodig hebben en dat ook nog bij een veel lagere snelheid. De Taurus G4 klopte zelfs elektrische auto’s met factor twee.
Milieuvriendelijke vliegvakantie?
Nadeel van de Taurus G4 is wel dat het vliegtuig twee cockpits rond de propellor kent in plaats van één er achter. De passagiers zitten dan achter elkaar. Ook is niet iedereen een begenadigd piloot. Aan de andere kant: daarvoor zijn er dan weer automatische geleidingssystemen en ook autorijden is zeer onveilig. Als het lukt deze vliegtuigen ook als grotere modellen uit te voeren en er ook betere en goedkopere batterijen komen, zullen vliegvakanties veel energiezuiniger worden dan nu. Zelfs een fervent hardloper als de webmaster van Cassandraclub zal zich dan vermoedelijk laten overhalen een mooie elektrische vliegvakantie naar de zon te boeken.
In deze twee video’s vinden we twee staaltjes van de mogelijkheden van 3D-printing op het gebied van microtechniek. Gegeven voldoende energie en grondstoffen, kunnen er tegen kosten van vrijwel nul onafzienbare hoeveelheden waaardevolle producten worden gefabriceerd. Produceren wordt nooit meer hetzelfde.
In de eerste video, afkomstig van de universiteit van Wenen, een kleine raceauto kleiner dan een mensenhaar. Helaas werkt deze voorzover bekend niet.
In de tweede video een vliegtuigje dat – geloof het of niet, inclusief bewegende delen – in zijn geheel uit de 3D printer is gerold.
Dit huzarenstukje staat op naam van Jim Scanlan van de Engelse universiteit van Southampton. Alleen de microchips en vermoedelijk ook de motor en accu zijn vermoedelijk niet geprint. De totale fabricage kostte een week: twee ontwerpdagen en vijf printdagen. Het team denkt dat toekomstige ontwerpen, variaties op dit ontwerp, in enkele minuten tot stand kunnen komen.
Onmogelijk, zegt de gezaghebbende Tweede Hoofdwet. Toch is dit precies wat lijkt te gebeuren in een nieuwe Chinese op grafeen gebaseerde batterij. Een doorbraak of houden Zihan Xu en zijn medewerkers zichzelf (of de lezers) voor de gek?
Groep-Zihan Xu beweert Tweede Hoofdwet te hebben gekraakt
Op kamertemperatuur is de snelheid van moleculen enorm. In een oplossing, bijvoorbeeld, bereiken de snelheden van ionen al gauw honderden meters per seconde. Een zeer interessante energiebron dus. Althans: als je geen rekening houdt met de onverbiddelijke Tweede Hoofdwet van de thermodynamica, die stelt dat er geen vrije energie is te onttrekken aan omgevingswarmte zonder temperatuursverschil. Zihan Xu van de Hong Kong Polytechnic University stelt met een viertal collega’s nu in een artikel op ArXiv.org dat zij er niet alleen in in geslaagd zijn energie te onttrekken aan een oplossing met ionen, maar ook dat in een bruikbaar prototype hebben ondergebracht.
De grafeenbatterij klinkt te mooi om waar te zijn. Botsende koper-II ionen onttrekken omgevingswarmte en zetten deze om in elektriciteit.
Botsende ionen wekken energie op
Hun elektrische circuit bestaat uit een LEDje, verbonden met een strook grafeen door middel van een stukje elektriciteitskabel. Ze plaatten het grafeen in een oplossing van koper (II) chloride en keken toe. Het gevolg: de LED begon op te lichten. In feite hadden ze zes circuits nodig om de vereiste 2 volt spanning op te wekken om daarop weer de LED te laten branden.
De verklaring, volgens Zihan en zijn collega’s, is dat de koper-II (Cu2+) ionen in de oplossing met gemiddeld 300 meter per seconde, de snelheid van een verkeersvliegtuig, door de vloeistof razen. Als een ion met deze snelheid tegen het grafeenoppervlak botst, wordt er een elektron losgeslagen uit het grafeen. Het elektron heeft twee opties: het grafeen verlaten en combineren met het koperion of door het grafeen en het elektrische circuit heen reizen.
Naar blijkt, reizen elektronen veel gemakkelijker door grafeen dan door de oplossing, waardoor het elektron de weg van de minste weerstand volgt en het circuit volgt. Dit laat de LED oplichten. In de woorden van Zihan en co: “De vrijgemaakte elektronen reizen liever door het grafeenoppervlak dan terug te leren naar de elektrolyt. Dit is hoe ons ontwerp spanning genereert.”
‘Energie uit omgevingswarmte’
Met andere woorden: de energie die door deze opstelling wordt opgewekt, is afkomstig van omgevingswarmte. Inderdaad rapporteert de groep dat ze er in zijn geslaagd het vermogen op te voeren door verhitting en door ultrageluid. Ze beweren zelfs er in te zijn geslaagd, hun grafeenbatterij gedurende twintig dagen te laten draaien op niets dan afvalwarmte. Dit zou uiteraard buitengewoon sensationeel nieuws zijn.
Echter: sinds de eerste formulering van de Tweede Hoofdwet door de Franse fysicus Sadi Carnot in 1824 is er nog geen één uitzondering op deze wet gevonden. Vandaar dat het verstandig is zeer stevige vraagtekens te zetten bij deze interpretatie van dit meetresultaat en ook alternatieve verklaringen te onderzoeken. Bijvoorbeeld, dat een of andere chemische reactie de energie levert, zoals in een normale batterij.
Zihan en zijn groep beweren echter dat ze deze mogelijkheid hebben uitgesloten met een aantal controle-experimenten. Deze staan echter beschreven in supplementair materiaal dat niet gepubliceerd is op ArXiv. Gezien de uiterst controversiële uitkomsten van dit experiment kunnen de heren hun huiswerk maar beter erg goed doen, want ze krijgen gegarandeerd de hele natuurkundige gemeenschap over zich heen. Aan de andere kant: anderen zijn er al eerder in geslaagd stroom in grafeen op te wekken door er water overheen te laten stromen, dus waarom zouden bewegende ionen niet hetzelfde effect kunnen bereiken?
Perpetuüm mobile?
Overleeft dit experiment de replicatie door andere onderzoekers, dan zijn de mogelijkheden immens. We kunnen dan iets doen dat tot nu toe onmogelijk was: vrije energie onttrekken aan afvalwarmte. Een koelkast die tegelijkertijd stroom levert. Geen moeilijk gedoe meer met windmolens of zonnecellen: ieder huishouden een generator en NUON en dergelijke kunnen de tent sluiten. Onze energieproblemen zouden hiermee in één klap zijn opgelost. Zihan en zijn groep formuleren het als volgt: “Het vertegenwoordig een grote doorbraak voor het onderzoek naar energiezelfvoorzienende technologie.”
Laten we hopen dat ze gelijk hebben. Maar, zoals gezegd, de Tweede Hoofdwet bleek net als de lichtsnelheid tot nu toe onverbiddelijk. Aan de andere kant: het zal de eerste keer niet zijn dat al eeuwen vaststaande zogeheten “waarheden” met een uitgekiende schop door een eigenwijze wetenschapper aan het wankelen zijn gebracht. Denk aan Galileo Galilei die met een eenvoudig experiment aantoonde dat de duizenden jaren oude en tot dan toe onomstreden theorie van Aristoteles, dat zware voorwerpen sneller vallen dan lichte, onzin is. Wellicht dat door een zeer vernuftige proefopstelling toch de Tweede Hoofdwet te omzeilen is en dat onze eigenwijze vrienden uit Hong Kong hierin als eersten zijn geslaagd.
