De waarde van Hubble

De eerste lichtopname van de Hubble-telescoop werd bijna universeel geprezen als het begin van een nieuw tijdperk in de astronomie en kosmologie. Bij nader onderzoek ontdekte een team van experts echter dat de foto - die een sterrenhoop op meer dan 1300 lichtjaar afstand liet zien - slecht gefocust was, een vlekkerige lichtkrans in plaats van het strakke beeld dat ze hadden verwacht. Het resultaat was een public relations-ramp van de eerste orde: ooit de lieveling van wetenschapsjournalisten, belichaamde de Hubble-telescoop alles wat mis was met de grote wetenschappelijke projecten van de federale overheid. Critici beweerden dat deze enorm dure ondernemingen niet alleen beschikbaar waren voor enge wetenschappelijke gemeenschappen, maar dat ze ook een slechte investering waren: de technologie was zo complex dat mislukkingen, soms catastrofaal, statistisch onvermijdelijk waren. Het algemene gevoel was dat het misschien tijd was om terug te keren naar projecten die waren ontworpen voor kleine laboratoriumomgevingen.

Maar in Hubble Vision bevestigen wetenschapsjournalist Carolyn C. Peterson en astronoom John C. Brandt dat investering in de Hubble-telescoop inderdaad gerechtvaardigd was. Toegegeven, de telescoop is een ontmoedigend ingewikkelde machine. De auteurs geven toe dat vrijwel elk belangrijk systeem een ​​fout vertoont die de prestaties beperkt of, in enkele gevallen, apparaten van miljoenen dollars onbruikbaar maakt. Het beeld van de stercluster dat zoveel lof en later zo'n goedkeuring opriep, kwam door zijn onvolkomenheden door normale slijtage: een klein vlekje verf dat van de dop van een testapparaat afbladderde, veroorzaakte een lichtlek - en daarom werd een cruciale spiegel geslepen met een fout van ongeveer een micron of een miljoenste van een meter. Een fladderend zonnepaneel dat de telescoop schudde, besmeurde nog andere beelden. Bovendien blijven softwareproblemen aan de oppervlakte komen, zoals de problemen met de fijne geleidingssensoren, die de telescoop soms op het verkeerde doel hebben gericht. Maar vanwege de unieke mogelijkheden van de vele instrumenten van de telescoop, wijzen de auteurs erop, zijn we getuige van vooruitgang in vrijwel elk aspect van de astronomie, astrofysica en kosmologie.

Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van april 1997

• Zie de rest van het nummer
• Abonneren

Omdat de Hubble in de ruimte opereert, waar de filtereffecten van de aardatmosfeer geen probleem zijn, kan zijn Goddard-spectrograaf met hoge resolutie, of GHRS, de uitstoot van ultraviolette straling in ongekend detail op nul stellen. En door middel van spectroscopie - een techniek die die emissies opsplitst in hun samenstellende golflengten - kunnen onderzoekers de levenscycli van hemellichamen beginnen te begrijpen. De reden is dat verschillende golflengten worden geassocieerd met specifieke chemische elementen, waarvan we weten dat ze zich op voorspelbare manieren gedragen. Beta Pictoris, een ster omringd door elementen die lijken samen te smelten tot planeten, is een van de honderden onderwerpen die worden bestudeerd. Waarnemingen van de verschillende elementen die in de kern vallen, evenals de elementen die er omheen draaien, hebben astrofysici in staat gesteld om voor het eerst de stadia van de ontwikkeling van een sterrenstelsel vast te leggen. GHRS kan zelfs de chemische samenstelling van precieze regio's binnen Beta Pictoris bepalen.

De telescoop zou ook een cruciale notie van zijn naamgenoot, Edwin Hubble, kunnen betwisten, aangezien astronomen proberen de Hubble-constante nauwkeuriger te definiëren, dat wil zeggen de snelheid waarmee sterrenstelsels van elkaar afwijken. Vanwege zijn uitkijkpunt in de ruimte, waar wederom geen atmosfeer is om de zaken te compliceren, kan de Hubble-telescoop technieken voor het meten van galactische afstanden enorm verfijnen, en als de verfijningen significant blijken te zijn, zou dit betekenen dat sterrenstelsels zich terugtrekken van elkaar sneller of langzamer dan Hubble had gedacht. En dat zou op zijn beurt een verandering kunnen betekenen in ons idee van de leeftijd van het universum: een hogere snelheid suggereert een jonger universum, een langzamere snelheid een ouder.

Misschien wel de meest opvallende ontdekkingen zijn die die niet helemaal passen in de bekende wetenschap. Peterson en Brandt onderzoeken een lange reeks van dergelijke verschijnselen, waaronder de chemisch eigenaardige ster Chi Lupi, die buitengewone concentraties vertoont die 100.000 keer hoger zijn dan normaal - van kwik, goud en platina. Sommige wetenschappers zijn van mening dat kleine verschillen in de straling die uit de kern van de ster komt, druk kunnen veroorzaken die deze ongebruikelijke elementen op het oppervlak van de ster concentreert. Een andere hypothese heeft te maken met de waarneming dat Chi Lupi deel uitmaakt van een dubbelstersysteem, of twee sterren die om elkaar heen draaien: in theorie zouden de zwaartekrachtinteracties van Chi Lupi met zijn dubbelster het soort krachten kunnen uitoefenen dat de elementen in vraag naar voren.

Of neem Supernova 1987a, die, zoals de Hubble-telescoop heeft aangetoond, een reeks mysterieuze buitenringen ontwikkelde jaren nadat de explosie die ervoor verantwoordelijk was zich in de ruimte verspreidde. Niemand weet waarom, en als deze ontwikkeling uiteindelijk niet kan worden verklaard, zou dit erop kunnen wijzen dat de conventionele theorieën waarmee verklaringen worden gezocht eenvoudigweg ontoereikend zijn. Het resultaat kan fundamentele herzieningen zijn in onze kijk op het universum.

Astronomie en sociale waarden

Dit is opwindend spul, en het zorgt voor een zeer overtuigend argument ten gunste van de Hubble-telescoop. Maar het argument van de auteurs zou sterker zijn geweest als ze niet zo sterk hadden vertrouwd op hun beschrijving van de bevindingen van de telescoop. Ze hadden er bijvoorbeeld goed aan gedaan om meer aandacht te besteden aan de kwaliteit van de fotografische illustraties in het boek. Hoewel ze een paar pakkende beelden opleveren, zoals een opname van de mysterieuze ringen afkomstig van Supernova 1987a, worden veel van de beste foto's toegeschreven aan Voyager of telescopen op de grond.

Bovendien zal elke brede dwarsdoorsnede van onderzoek dat is uitgevoerd in een tijd van explosieve opmars, onvermijdelijk een aantal dingen buiten beschouwing laten, en toevallig laat Hubble Vision een van de meest interessante bijdragen van de telescoop weg: bewijs dat het aantal sterrenstelsels in de universum zou 10 keer groter kunnen zijn dan we eerder hadden gedacht. Door Hubble's duidelijkere foto's te onderzoeken van wat, vanaf de grond, lege ruimte lijkt te zijn, kunnen astronomen in feite extra sterrenstelsels onderscheiden die zich zowel ver weg als in de vroege stadia van formatie bevinden.

Belangrijker is dat het boek onvoldoende aandacht besteedt aan kenmerken die de grotere sociale waarde van de telescoop aangeven. Hubble biedt bijvoorbeeld een ongebruikelijke weg voor publieke participatie. Potentiële waarnemers, of ze nu professionals zijn of niet, kunnen er tijd op aanvragen via een open peer-reviewproces. Jim Secosky, een biologieleraar op de middelbare school die zich bezighield met het onverklaarbare ophelderen van Jupiters maan Io, mocht de telescoop gebruiken om een ​​hypothese te onderzoeken dat verdamping van zwaveldioxide-ijs de oorzaak was. Door dergelijke mogelijkheden beschikbaar te maken, vergroot de Hubble-telescoop de deelname van zowel studenten als amateurs aan real-life wetenschap.

Maar hoewel zijn pleidooi voor de telescoop sterker zou kunnen zijn, zal Hubble Vision een groot publiek van wetenschapsenthousiastelingen een gevoel van verwondering wekken. De auteurs bieden niet alleen een rijk menu met baanbrekende ontdekkingen, maar ze leggen ook de wetenschappelijke problemen achter de bevindingen uit, zodat leken ze kunnen begrijpen. En door deze basisdienst uit te voeren, zou het boek, ten slotte, kunnen helpen om het debat over grote wetenschap zinvoller te maken. Het soort vooruitgang dat Hubble mogelijk heeft gemaakt, is het resultaat van een onderzoeksagenda die goed is gedefinieerd maar die zich voortdurend uitbreidt naarmate er meer informatie binnenkomt. Het feit is echter dat niet alle grote wetenschappelijke projecten zo'n flexibele agenda hebben. Een goed voorbeeld is de supergeleidende supercollider, wiens missie strikt was omschreven tot het verpletteren van atomen op zoek naar exotische deeltjes. Als de lezer over dergelijke zaken nadenkt, begint de lezer zich al snel af te vragen of we misschien een manier kunnen vinden om een ​​duidelijker criterium voor succes voor grote wetenschappelijke projecten vast te stellen - en als dat eenmaal gebeurt, is er een beetje subtiliteit in het onderwerp hersteld. Mensen denken in ieder geval niet meer strikt in dollars en centen.

zich verstoppen