MHD onderzoek fysica en astrophysica

Waarom ik geen MHD-cursussen zal geven, noch aan Supaéro, noch op mijn website

J.P. Petit

pagina 0

12 december 2003: Ik had gepland om op mijn website een uitgebreid geïllustreerd tekst te plaatsen die alles zou herhalen wat ik tijdens deze voordracht had behandeld, die bijna drie uur duurde. Tussen de lijn ontstond echter al dat projecten "koude plasma’s", waarvan sommige zelfs werden aangevoerd door het CNRS. Frankrijk ontdekt plotseling een onweerstaanbare belangstelling voor onderzoeksgebieden waarvoor ik al meer dan twintig jaar gevechten heb gevoerd, zonder succes, net zoals Bernard Palissy, die zelfs in een kelder werkte met afvalmateriaal.

Alles dat me nu overkwam, liet plotseling een smaak van as in mijn mond achter. Een verleden dat voor mij begon in 1965 kwam terug in walmende, stinkende modder.

Sommigen vinden mijn teksten scherp, mijn toon vaak bitter. Misschien is het goed dat ik mijn ware gedachten deel: jonge mensen, de wereld van het onderzoek is in de regel behoorlijk smerig. Niet alleen zijn er veel oneerlijke mensen, maar ook veel domme, en vaak zijn ze beide tegelijk.

Elke maand krijg ik een bericht van een jonge student die me vertelt: "Het is gelukt, ik heb mijn pad gevonden. Ik ga onderzoeker worden." Dan probeer ik hem af te raden, wetend dat het misschien niet beter is in andere sectoren. Ik vertel u een anekdote uit het einde van de jaren vijftig. Ik was net aangenomen bij Supaéro, toen die school nog op de boulevard Victor zat, in het zuiden van Parijs. Ik was uitgenodigd om het weekend bij een vriendin te logeren, die was getrouwd met een zeer rijke man, de graaf de Pomereu. Aan haar tafel zaten Jean-François Revel en Nathalie Sarraute, en nog anderen, wiens namen ik ben vergeten. Ik werd voorgesteld aan een bepaalde Kreisl, die me vertelde dat hij aan de universiteit van Princeton werkte en wiskundige logica bestudeerde.

• Maar u bent nu toch niet in Princeton...
• Nee, ik reis hier en daar rond en spring op jonge studentes. - Dus u bent bijna nooit in Princeton? - Ja. Af en toe haal ik een klein theorema uit de mouw om niet te worden lastiggevallen. Maar er is één dag waarop het absoluut nodig is om aan de universiteit te zijn: de dag van de herdenking, wanneer de dean een toespraak houdt voor alle docenten en onderzoekers. - Excuseer me, maar als jong ingenieurstudent weet ik niet wat "onderzoek" heet. - Aha! Mijn beste, het is degene die het eerst vliegt!

Die zin bleef in mijn oor hangen, en ik moet bekennen dat ik er vele malen ervaring mee heb opgedaan. In deze wereld is de enige manier om geen problemen te krijgen, om helemaal geen ideeën te hebben – wat gelukkig het geval is bij de overgrote meerderheid van onderzoekers. Hoe meer ideeën je hebt, hoe meer problemen je krijgt. Ik moet zeggen dat ik met MHD al een jaar na mijn aanstelling bij een CNRS-labo al op de proef werd gesteld. In 1966, zoals mensen nu in sommige tijdschriften herinneren, was ik de eerste man ter wereld die een "niet-equilibriums" MHD-generator kon laten werken, met twee duidelijk verschillende temperaturen. Vier tot zesduizend graden voor het gas, tienduizend voor het "elektronengas". Ik had een manier gevonden om de "Vélikhov-stabiliteit in snelheid" te benutten, en het werkte meteen op de eerste poging. Alles was in één ochtend afgerond, ik herinner me dat nog goed. Ik presenteerde dit tijdens het MHD-congres in Warschau in 1967. En daar begonnen de problemen. Veel mensen dachten dat dit een historische doorbraak was, en zeiden: "Als hij de temperatuur van het gas kon verlagen van 10.000 naar 4000 graden, dan kan de rest ook gedaan worden. Als het mogelijk is om de temperatuur van het gas te verlagen tot 1500 Kelvin, dan bestaan er materialen die die temperaturen kunnen verdragen. De industriële toepassingen van deze directe energieomzetting (thermisch, dan kinetisch) naar elektrische energie met een rendement van wel 60% zouden enorme sommen opleveren.

De staat van belegging duurde jaren, tot ik na zeven jaar bij het Instituut voor Stromingsmechanica in Marseille besloot:

• Oude vriend, als je hier blijft, word je gek. Je moet een manier vinden om hier weg te komen.

Daarna werd ik binnen zes maanden theoreticus. Ik slikte de hele kinetische gastheorie als een wanhopige (Chapman en Cowling: "The mathematical theory of non uniform gases", Cambridge University Press). Als het nodig was geweest om Chinees te leren om weg te kunnen, had ik het gedaan. Binnen een jaar had ik een volledig acceptabele doctoraalscriptie afgerond en een zeer gunstig oordeel van Lichénrowicz, academicien en wiskundige, gekregen over dit werk. Daarmee kon ik het afschuwelijke kruis van deze kroeg (het laboratorium is nu opgeheven) achter me laten.

Ik verwijderde het tweede lid uit mijn Boltzmann-vergelijking, zoals men een boom besnoeid. Het werd de Vlasov-vergelijking. Ik koppelde die aan de Poisson-vergelijking, veranderde mijn elektronen in sterren en werd astrophysicus bij het observatorium van Marseille. Daar was het rustig als in een ouderenwoning. Om problemen te vermijden vroeg ik niets: geen geld, geen ruimte, geen reiskosten. Er is niets beters dan bescheiden zijn in je eisen, zodat je rustig kunt genieten van het leven terwijl je ziet hoe anderen om een paar centen heen vechten. Ik heb de wereld van onderzoek-universiteit vaak vergeleken met een kippenhok, vaak vrij slecht. Eenmaal per jaar komt de boer een handvol graan gooien. De kippen stijgen dan van hun perch en snijden elkaar af in een poging om zoveel mogelijk te pakken. Deze universitaire kippen vechten ook fel om een perch te bemachtigen, zodat ze kunnen schijten op degenen onder hen. Ik denk dat het meest verbazingwekkende in deze wereld is dat mensen dezelfde energie en intrige tonen als in "Dallas" voor geringe bedragen. Intrigues van een subtiliteit die de Venetianen zou verbazen, samenzweringen die subtiele en langdurig zijn, worden gepland om banen en macht te bemachtigen die volkomen belachelijk zijn.

Wetenschappers zijn vaak saai, maar gelukkig is wetenschap leuk als je ervan leeft zoals Lanturlu. In 1975-76 had ik een "terugval" in MHD, wat leidde tot een hele andere reeks avonturen die ik beschreef in mijn boek "Onderzoek naar OVNIs", uitgegeven bij Albin Michel. Nog meer verhalen die niet erg briljant zijn, maar wel gangbaar. Weet u misschien dat u het boek "De Dubbele Helix" hebt gelezen, geschreven door Watson, die samen met Crick zijn Nobelprijs won? Die twee waren destijds bij het Cavendish-laboratorium, geleid door "de zoon van Bragg". Niet de vader, de beroemde kristallograaf en uitvinder van de wet die dezelfde naam draagt. Watson vertelt dat Crick eens een idee had voorgesteld tijdens een seminar en vervolgens de vervelende verrassing kreeg dat het idee weinig weken later door die zoon van Bragg werd gepubliceerd. Hij ging toen naar diens kantoor om zich te beklagen. Bragg keek niet op van zijn krant en zei:

• Meneer Crick, ik herinner u eraan dat u hier een gewone contractwerker bent en dat uw positie op elk moment herzien kan worden. U kunt gaan.

Ja, zo gaat het vaak. Ikzelf heb zoveel gezien en meegemaakt. Voor wie het begrijpt: groetjes. Net zoals mijn oude vriend Jacques Benveniste heb ik nooit mijn vlag laten zakken, maar ben ik vol littekens, zoals een oude neushoorn. Als ik erover nadenk, ben ik niet zeker of ik me in deze richting had ingeschreven als ik wist wat me te wachten stond.

Binnen het MHD-gebied was het leger de grootste bron van problemen, een grote consument van "brandende kastelen die anderen uit de vlammen hebben gehaald". In mijn geval is het grappig dat de kastelen nooit goed genoeg waren om te eten. Ik maakte de weg vrij door mijn experimenten meteen op de eerste poging te laten slagen. Maar wie er achter mij aan wilde, sloeg de verkeerde gang in en belandde in verschrikkelijke zandverstuivingen. In feite kan MHD worden vergeleken met het exploiteren van een ader die zich door een zeer harde rots voert. Als je in de juiste richting aanvalt, is de natuur vriendelijk en biedt de fysica haar beste vruchten. Maar je moet altijd de ader volgen, zelfs als je afwijkt naar links of rechts. Anders breekt het hamerstokje tegen problemen die onoverkomelijker zijn dan de hardste rots. Beginnende onderzoekers, houdt u zich hier buiten. Achter mij herhaalde zich dit verhaal een halve dozijn keer. Als ik tijd heb, zal ik, met afbeeldingen en documenten, het falen van het CNES in 1979, het mislukken van het duo Esterle-Zappoli, dat leidde tot de ontmanteling van het Gepan in een ramp, en de opsluiting van de betrokkenen om een schandaal te voorkomen (ik heb het rapport gekregen, dat ik nog steeds heb, waarin hun fouten – veroorzaakt door hun incompetentie – uitgebreid worden beschreven).

Toen ik deze voordracht aan Supaéro gaf, vertelde ik deze jonge groep dat de ideeën die ik in mijn boek hier had gepresenteerd slechts ruwe ideeën waren, schematisch, en verborgen moeilijkheden die ik al jaren kende, en ook de oplossingen. Ik voorspelde een nieuwe mislukking van militaire ingenieurs in dit domein, net zo ernstig als de vorige. Wie mijn verhaal kent, weet dat elke keer dat ik een ramp voorspelde, die ook echt gebeurde. Soms denk ik aan die scène uit een film van de Marx Brothers waarin een politieman Harpo waarschuwt, die met zijn hand op een huis staat. Hij zegt hem weg te gaan. Maar Harpo legt met gebaren uit dat het huis zal instorten als hij weggaat. De politieman gelooft hem niet en sleept hem weg.

En het huis stort inderdaad in.

Toen ik met mijn Amerikaanse collega’s praatte, lachten we hartelijk over de modderpoelen waarin Europese onderzoekers blindelings zouden lopen. Maar u zult nergens in mijn boek of in aantekeningen een verwijzing vinden naar deze problemen. Alles zit ergens in mijn hersenen, tussen twee neuronen, en zal daar nooit uitkomen. Is het bedrog? Wie mij kent, weet dat ik nooit bluff. In ieder geval zullen de feiten opnieuw aantonen dat ik gelijk heb.

Natuurlijk boeide deze voordracht de studenten. Ik zei hen recht in hun gezicht: "Oorspronkelijk heette deze school ENSA, de Nationale Hogere School van de Luchtvaart. Op het kruispunt van de jaren zestig veranderde de naam in ENSAE, oftewel de Nationale Hogere School van de Luchtvaart en Ruimte. Ik voorspel een nieuwe naamswijziging op een dag. Het zou kunnen worden ENSAEM, oftewel de Nationale Hogere School van de Luchtvaart, Ruimte en Magneto-aërodynamica". Want MHD is geen uitbreiding van de klassieke vloeistofmechanica van grootvader, die gebaseerd is op de Navier-Stokes-vergelijkingen. Integendeel, de vloeistofmechanica is een onderdeel van MHD. Op een dag zullen alle vliegende machines principes van MHD gebruiken, door plasma-cocons "koud" vliegen, met twee temperaturen, meer dan tienduizend kilometer per uur in verdund lucht. De ideeën die ik in mijn boek besprak leiden tot een hypersonische burgerluchtvaart, waarmee je de tegenpolen in twee uur kunt bereiken. Het verschil is net zo groot als tussen het vliegtuig van Lindbergh en Concorde. We moeten ook de ruimtevaart van A tot Z heroverwegen. Deze MHD-machines kunnen omgevormd worden tot herbruikbare raketten of zelfs ruimteschepen die zelfstandig kunnen opstijgen, met behulp van... turbojets, omhoog klimmen door gebruik te maken van de lucht, in een baan zetten en vervolgens een zeer "zachte" terugkeer uitvoeren met een "MHD-schild", in plaats van een klassiek afbraak- of tegel-systeem. Om de prestaties van "MHD-raketten" te vergelijken met huidige systemen, stel je voor dat vleugels nog niet waren uitgevonden en dat je alleen beschikte over sustentatie-rotor of raketten voor een luchtvaartreis. Dan zou de nuttige last als sneeuw op de zon smelten. Het zou leuk zijn om dit probleem aan Supaéro-studenten voor te leggen tijdens "studiebureaus".

Het zou nu al mogelijk zijn om deze super-Concorde van morgen te bestuderen, deze satellietvliegende voertuigen, en dat zou fascinerend zijn. Maar eerst moet de Duivel zijn deel hebben, gedurende vele jaren. Dat is de codenaam van het leger binnen het onderzoekswereld (denk aan mijn boek "De Kinderen van de Duivel", Albin Michel 1995. De titel komt daar vandaan). Een militair onderzoek dat zich alle rechten toekent, onder het mom van nationale veiligheid, waarbij woorden als "roof", "verspilling", "monumentale fouten" geen betekenis meer hebben. Als ik een cursus zou geven in koude plasmafysica en MHD (wat momenteel in Frankrijk niet bestaat), zou dat deze soldaten weer op hun paard zetten. De kranen zouden open gaan, de stroom van goud zou losbarsten. Na nadenken houd ik mijn kennis liever voor mezelf. Ik denk dat we al genoeg geld verspillen aan militaire bedrijven (bommen, raketten, kernonderzeeërs), zonder dat we ook nog iemand toestaan om er nog meer aan toe te voegen.

Als ik tijd heb, zal ik op mijn website een cursus theoretische astrophysica, niveau DEA, plaatsen, die overeenkomt met een ander verloren kennis, verdwenen in de jaren zestig. In huidige DEA-cursussen in astrophysica leren studenten hoe ze programma’s moeten bedienen om numerieke simulaties uit te voeren. Donkere materie, koud en heet, op elk eten. Helaas heeft een grote rekenkracht nog nooit iemand efficiënter gemaakt. Het observatorium van Marseille weet daar iets van. Lia Athanassoula en haar man Bosma weten er ook van. De eerste liet twintig jaar lang "numerieke sterrenstelsels" draaien die hun spiraalarmen verloren na één omloop. Ze gaf uiteindelijk op. De tweede bestrooit dagelijks sterrenstelsels met donkere materie om hun rotatiecurves te "passen". Kun je dat "theorie" noemen? Minstens een soort handwerk. De oplossingen liggen elders. Maar daarvoor moet je wat hersenen gebruiken. Ik zal alles uitleggen, en de studenten zullen zeggen: "Waarom leren we dit niet?"

Maar voor MHD: nee. Daarom eindig ik deze voordracht niet. Ik heb het al in 1986 opgegeven, meer dan zeven jaar geleden, na een onaangename saga (lees "Onderzoek naar OVNIs", Albin Michel). Het congres van Brighton heeft alleen maar een korte tijd mijn interesse gewekt.

Er werd geschreven dat "Frankrijk zich geïnteresseerd toont voor koude plasma’s". Maar wanneer studenten in DEA-fysica van plasma’s (warm, zoals bij tokamaks, of met hoge magnetische Reynoldsgetallen, zoals in de zonnestraal) een labo zoeken om een scriptie te schrijven over deze bitemperatuurplasma’s, lijkt het erop dat het moeilijk is. De soldaten worden ongeduldig en hun jagers van talenten richten zich op iedereen die met mij heeft gepubliceerd. Helaas zou de student, een simpele man met een kraan, die een wetenschappelijke prijs kreeg voor deze MHD-werkzaamheden waar hij slechts bij betrokken was (wat voor hem een fantastische carrièrevooruitgang was), altijd in de problemen zijn geweest om de Vélikhov-onstabiliteit te beschrijven, omdat hij die nooit heeft begrepen. En degene die met mij publiceerde over bitemperatuurplasma’s in kinetische theorie vonden in die co-auteursschap een dankwoord voor een bijdrage van de meest bescheiden aard, meestal een klein numeriek berekening op de computer.

Amerikanen en Russen kunnen rustig slapen: de Franse (of zelfs Europese) Aurora is niet morgen, net zomin als MHD-cursussen aan Supaéro. Helaas past bitemperatuur-MHD slecht bij "brute" numerieke simulaties. In dit domein blijft de processor zonder hersenen onbruikbaar.

In Dantes hel lees je:

Non siamo fatti per vivere come bruti, ma per seguire la virtù e la cognosença

Wij zijn niet geschapen om als beesten te leven, maar om de paden van deugd en kennis te volgen.

1 - Geschiedenis van MHD in Frankrijk, algemeen. 2 - bof..... 3 - bof.... 4 - bof.....

Aantal bezoeken sinds 18 juni 2003:

Gids Terug naar de startpagina