π-dag: Vijf plekken waarop je pi in je leven ontmoet

Vandaag vieren we de natuurconstante die je DNA bij elkaar houdt, vliegtuigen laat opstijgen en de opvolger van de aarde aanwijst.

Vandaag vieren we de natuurconstante die je DNA bij elkaar houdt, vliegtuigen laat opstijgen en de opvolger van de aarde aanwijst.

Shutterstock

Als er buitenaardse wezens bestaan, weten we al dat we één ding met hen gemeen hebben: pi.

Want pi is een natuurconstante die in alle uithoeken van het heelal te vinden is.

Pi is gedefinieerd als de verhouding tussen de diameter en de omtrek van een cirkel. De waarde is meestal ingesteld op 3,14, maar de decimalen van de constante gaan door tot in het oneindige.

De wiskundige constante met de Griekse naam wordt elk jaar op 14 maart gevierd, die de Amerikanen schrijven als 3/14.

Voor deze gelegenheid presenteren we vijf manieren waarop pi het leven op aarde helpt, vormgeeft en bestuurt.

Lichaam – Pi houdt je DNA bijeen

Zogeheten pi-bindingen houden het DNA bijeen.

© Shutterstock

In al je cellen speelt pi een rol, en nader bepaald in je erfelijk materiaal, je DNA. Alle ‘treetjes’ op de laddervormige dubbele streng van het DNA zijn chemisch aan elkaar geketend door een zogeheten pi-binding, die de structuur zijn vorm geeft.

Een pi-binding is een manier waarop atomen zich aan elkaar hechten.

De naam komt van de zogeheten elektronenschil rond het atoom, die de binding in stand houdt en koepelvormig is: een vorm die beschreven kan worden met pi.

Techniek – Pi beveiligt je vliegtuig

Elk draaiend vliegtuigonderdeel kan alleen met pi naar behoren functioneren.

© Shutterstock

Een groot deel van de mechanica van een passagiersvliegtuig bestaat uit ronde, draaiende onderdelen, die vanwege hun vorm pi nodig hebben om met elkaar te ‘praten’ en het vliegtuig in de lucht te houden.

Zo speelt pi een rol bij het aanpassen van de flappen van de vleugels. Een signaal vertelt een motortje hoe vaak het moet draaien. Elke rotatie komt bijvoorbeeld overeen met de diameter van een tandwiel maal pi. Zo berekent de vliegtuigcomputer onder meer wanneer het vliegtuig moet remmen.

Pi zorgt er ook voor dat twee ronde onderdelen in een straalmotor perfect op elkaar aansluiten.

Bij straalmotoren mogen de afmetingen maximaal een tienduizendste afwijken van de werkelijkheid, en dat geldt dus ook voor de pi-waarde in de berekeningen.

De precisie van pi neemt toe met het aantal decimalen. Als pi is ingesteld op 3,14, wijkt het getal 0,5 procent af van de werkelijke waarde. Maar als je pi schrijft als 3,14159, dan is dat slechts 0,000084 procent – goed genoeg voor vliegtuigbouwkundigen.

Technologie – Pi test de supercomputer van de toekomst

De cloudservers van Google werden in 2019 op de proef gesteld bij het uitrekenen van pi.

© Google

31,4 biljoen. Met zoveel decimalen heeft Google pi berekend.

De recordberekening werd uitgevoerd op Google Cloud, wat aantoont dat de opslagservice langetermijntaken kan uitvoeren die enorme rekenkracht vereisen. De berekening duurde 121 dagen.

De eindeloze nummerreeks van pi is een effectief hulpmiddel voor het testen van nieuwe computertechnologie. Zo kan de constante de weg banen voor toekomstige supercomputers, die op basis van bergen gegevens nauwkeurige weersvoorspellingen kunnen maken en de oorzaak van ziekten kunnen vinden.

Natuur – Rivieren stromen volgens pi

Ook rivierkronkels kunnen berekend worden met pi.

© Shutterstock

In rivieren die door een vlak landschap kronkelen, stroomt het water in de buitenbochten sneller, en verplaatst daar dan ook meer zand en grind dan in de binnenbochten.

Dat effect zorgt voor de meanderende loop van de rivier. Een studie uit 1996 stelt dat pi bepaalt hoe rivieren slingeren.

De studie berekent de volledige lengte van rivieren en deelt die door de lengte van bron tot monding hemelsbreed. Het resultaat geeft waarden tussen 2,7 en 3,5, terwijl het gemiddelde op 3,14 ligt: pi.

De theorie van de rol van pi voor de loop van rivieren werd voor het eerst in 1926 door Albert Einstein opgesteld.

Astronomie – Pi wijst aarde 2.0 aan

Pi helpt ons bij het zoeken naar onze toekomstige thuisplaneet.

© NASA/Tiago Campante/Peter Devine

Als we contact willen maken met buitenaardse wezens, moeten we eerst bewoonbare planeten vinden.

Om zo’n aarde 2.0 te vinden, moeten de astronomen van NASA de omvang van de planeet en de afstand tot de ster waar deze omheen draait berekenen.

De omvang wordt berekend aan de hand van het dipje in de lichtsterkte van de ster als de planeet er voorlangs trekt, plus de formule voor de oppervlakte van een cirkel.

Op basis van pi en de derde wet van Kepler – die bepaalt hoe snel planeten om hun ster draaien – kunnen astronomen berekenen hoe ver de planeet van de ster draait.

Die afstand en de omvang van de ster laten samen zien of de exoplaneet zich in de bewoonbare zone bevindt en dus of wij – en andere buitenaardse wezens – er in principe kunnen wonen.

En als NASA leven vindt, kunnen we de aliens gewoon vragen of ze pi kennen.