KVANT

1. januar 2009 blændes der op for Det Internationale Astronomiår, som indvarslet af astrofysikeren Kristian Pedersen i KVANT marts 2008. Året er blevet udnævnt af FN, fordi det netop i 2009 er 400 år siden, at Galilei rettede sit teleskop mod nattehimlen. KVANT tyvstarter her Det Internationale Astronomiår 2009 ved at rette blikket mod Galilei.

Fra 2002 og til 2006 blev der gennemført en række undersøgelser af gangretningen på 106 jættestuer. Og den afslørede, at der kan have været en sammenhæng mellem gangåbningens orientering ud mod horisonten og det punkt, hvor fuldmånen for omkring 5300 år siden stod op før en måneformørkelse. I Danmark har der ikke tidligere været tradition for denne type af undersøgelser.

Vi er i Paris på det nye, velindrettede observatorium i august 1676. Gennem flere uger har der vaeret en heftig diskussion mellem tre af observatoriets ledende astronomer, direktøren Gian Domenico Cassini og hans to medarbejdere Jean Picard og Ole Rømer. I mange år har de alle omhyggeligt og systematisk studeret Jupiters måner og har nu opdaget, at Jupiters inderste måne opfører sig på en måde, som de slet ikke kan forklare. Det drejer sig om den tid, det tager for månen at foretage et omløb omkring Jupiter. Det ene ord tager det andet, idéer og forklaringer trylles frem, pludselig siger en af dem, at det hele kan forklares ved at antage, at lyset har en endelig hastighed: Mora luminis! - lysets tøven.

Siden 2007 har der, til stor undren for solfysikere verden over, stort set ingen solpletter været på Solens overflade. Nu er der dog begyndt at komme solpletter igen. En konsekvens er bl.a., at man natten til den 5. august kunne opleve nordlys i Danmark, men det er endnu for tidligt at påstå, at Solen opfører sig normalt. I stedet diskuterer solfysikere verden over, hvad det er, der har fået Solen til at opføre sig unormalt.

Tidligere undersøgelser af jættestuers gangretninger på Samsø og Sjælland har afsløret, at der kan være en forbindelse til Månen og måneformørkelser. En nyere undersøgelse viser, at der måske er flere lag i forståelsen af betydningen af gangretningerne. Måske kunne måneformørkelserne faktisk forudsiges, og så havde de afstukne retninger måske også en mere jordnær og praktisk betydning.

Der er hidtil kun opsendt en eneste astrometrisk satellit, Hipparcos, og dens observationer fra 1989-93 betød et kvantespring med hensyn til nøjagtighed og antal af stjerner med nøjagtigt målte afstande, egenbevægelser og positioner. I 2013 vil ESA opsende en endnu større astrometrisk satellit, Gaia, som ventes at betyde et nyt kvantespring for astrometrien. Jeg vil i det følgende skildre astrometriens udvikling og dens betydning for astronomien.

Rømers videnskabelige arbejde er præget af en utrolig spændvidde mellem opdagelser af stor teoretisk betydning og håndgribelige tekniske løsninger på praktiske problemer. Forholdet mellem videnskab og praktik portrætteres til tider som modsætningsfyldt hos Rømer, men skal her i stedet ses som en produktiv dynamik, hvor sansbarheden, håndgribeligheden og mekanikken er en kreativ drivkraft for Rømer og udgør den astronomiske videns fundament.

Nobelprisen i fysik 2011 gik til Saul Perlmutter, Brian Schmidt og Adam Riess. De fik prisen for at påvise, at Universets ekspansion er accelererende, således at fjerne galakser bevæger sig hurtigere og hurtigere væk fra hinanden. Effekten blev fundet ud fra studiet af supernovaer detekteret på kosmologiske afstande, dvs. supernova-begivenheder, som fandt sted for milliarder af år siden. Danske forskere var imidlertid først til at påvise supernovaer på kosmologiske afstande og dermed bevise, at supernovaer kunne bruges til at studere Universets ekspansion over tidsrum, der udgør en væsentlig brøkdel af Universets alder.

Vi gør op med populære misforståelser for at skabe mere klarhed. Teorien om Big Bang handler ikke om Universets skabelse men om Universets udvikling, og teorien siger ikke, at Universets ekspansion er resultat af en eksplosion. Universet begyndte sin ekspansion ved Big Bang som beskrevet af George Gamow og medarbejdere i 1948. Men de forudsagde ikke klart eksistensen af den kosmiske baggrundsstråling af mikrobølger, der først blev opdaget i 1965 af Penzias og Wilson. Dette forløb er emnet for denne artikel, der også beskriver den kosmiske horisont og Universets videre udvikling i de forløbne 13.700 millioner år.

I disse måneder ses planeten Venus klart lysede højt på sydvesthimlen allerede inden det bliver helt mørkt. Den nærmer sig det punkt i sin bane, hvor den passerer mellem Jorden og Solen. Onsdag den 6. juni passerer Venus ind foran Solen, så den kan ses i silhouet som en lille sort cirkel, der i løbet af nogle få timer bevæger sig forbi solskiven.

Dansk rumforskning startede med et raketskud fra Nordnorge i sommeren 1962. Den første opsendelse blev hurtigt fulgt af andre, og i 1968 kom så Danmarks første danske satellitinstrument i bane om Jorden. Samtidigt udvidedes forskningsfeltet fra Jordens atmosfære til at omfatte hele Universet. I dag indgår også geofysik, jordobservation og rumteknologi med betydelig vægt i forskningsprogrammet for DTU Space.

Kært barn har mange navne, og 'Vindenes Tårn' er ingen undtagelse. Det er kendt som 'Horologion', 'Aiolos' tempel' og for den moderne athener, 'Aerides'. Tårnet er en ottekantet bygning i pentelisk marmor, der står på den romerske agora i Athen - dvs. den torveplads der senere blev anlagt på stedet af Roms magthavere. Horologion betyder et ur, og vindenes tårn kan med rette sammenlignes med et klokketårn, der var indrettet med tidens mest avancerede ur og vejrhane. Tårnet er bygget omkring 100-50 f. Kr. af den makedonske astronom Andronikos fra Cyrrhus, og det er utroligt velbevaret i forhold til, at det er mere end 2000 år gammelt.

Tycho Brahe (1546-1601) var en mester i at iscenesætte sig selv og sin forskning, med kunst, med arkitektur og ikke mindst med sin digtning. Hans latinske digte var at finde i hans videnskabelige bøger og overalt på hans slot, Uraniborg, der var Nordeuropas førende astronomiske forskningsinstitution. Trods deres funktion som PR for forskeren og hans institution og ultimativt for hans mæcen, kongen, er digtene ofte meget personlige. Omvendt er de mere private digte fulde af naturvidenskab. Artiklen koncentrerer sig især om to eksempler, elegien om Urania fra bogen om den nye stjerne (1573) og kærlighedsdigtet 'Urania Titani', om hans søster Sophies kærlighed til alkymisten Erik Lange.

Den danske videnskabsmand og kongelige administrator Ole Rømer (1644-1710) levede i en tid med store brydninger i Europa. 1600-tallet er århundredet for religiøse stridigheder mellem katolikker og reformerte, enevældens indførelse og konsolidering, og ikke mindst den naturvidenskabelige revolution. Var Ole Rømer en del af den naturvidenskabelige revolution? Og kan vi komme tættere på videnskabsmanden Ole Rømer, ved at se ham i lyset af denne store omvæltning i menneskelig tænkning og videnskabelig praksis?

Med udgangspunkt i Danmark blev Peter Andreas Hansen (1795-1874) en af 1800-tallets vigtigste astronomer. Gennem næsten 50 år arbejdede han i Gotha og hans bidrag indenfor instrumentudvikling, gradmåling og landmåling var dengang legendariske. Det var dog hans matematiske snilde og ikke mindst teoretiske beregninger af Månens bevægelse, der særligt overleverer mindet om ham til vores tid. Vi skal her se nærmere på Hansens liv og arbejdsvilkår, og i detaljen dykke ned i, hvorfor Hansen og Månen sammen blev så skelsættende.

På toppen af de sjællandske alper og med udsigt over Lammefjorden troner Brorfelde Observatorium. I 60 år spillede Danmarks største observatorium en væsentlig rolle i den danske og internationale forståelse af astronomi, frem til forskningsenheden flyttede tilbage til København i 1996. I dag er bygningerne, som er tegnet af den anerkendte arkitekt Kaj Gottlob, og landskabet i Brorfelde fredet, ligesom det enestående mørke også er mørkefredet. En totalfredning, der ikke er set andre steder i Danmark. I disse fantastiske rammer er der fuld gang i udviklingen af et oplevelsescenter, der skal sætte fokus på alt mellem himmel og jord: Eller nærmere bestemt geologi, natur og astronomi til glæde for skoleklasser, familier og andre med lyst til at opleve og lære.

Den seneste totale solformørkelse, som kunne opleves fra Danmark, indtraf mandag den 28. juli 1851 og gik bl.a. igennem Nordjylland. Når man ikke selv kan rejse tilbage i tiden, er det næstbedste, at finde tegninger og beretninger om fænomenet i arkiver og rekonstruere begivenheden med et stjerneprogram. Denne solformørkelse var speciel ved, at det var første gang, at Solens korona blev fotograferet, med datidens teknik, daguerreotypi.

I 1861 flyttede Københavns Universitets Astronomiske Observatorium fra Rundetårn til Østervold. De første 100 år dér virkede der normalt, udover professoren, én observator og én assistent. I 1958 blev Anders Reiz ansat som professor, og på samme tid startede en hurtig udvikling, så Observatoriet midt i 1970’erne talte to professorer, ca. 20 videnskabelige medarbejdere, lige så mange i værksteder og på kontorer samt mange studerende. Her vil jeg gengive min oplevelse af vækstforløbet og af de aktiviteter, der har betydet mest for mig gennem tiden. Kontrasterne mellem skolegang og studium i min tid og i nutiden er meget påfaldende. Til sidst omtales udviklingen efter 1970’erne ganske kort. Universitetsobservatoriet døde i 2005 ganske ubemærket; men heldigvis lever forskningen ved Københavns Universitet i de mest aktuelle områder i bedste velgående.

Tycho Brahe var kendt som sin tids største astronom og hans observationer fik afgørende betydning for videnskabens udvikling. Men han må dele æren for astronomiens fornyelse med Landgreve Wilhelm IV i Kassel, hvad der først for nylig er blevet fuldt erkendt. Omkring 1566 opnåede Wilhelm meget bedre nøjagtighed for stjerners positioner end alle tidligere astronomer, og tyve år senere målte man i Kassel med en nøjagtighed på ét bueminut, hvad Tycho Brahe nåede næsten samtidig. Vi skal følge denne udvikling og den gensidige læreproces mellem Kassel og Hven - som ikke var uden dramatik.

Den mest berømte danske astronom i 1900-tallet, Bengt Strömgren (1908-1987), skabte klarhed over nogle fundamentale problemer i teorien for stjerners opbygning og udvikling først i 1930'erne. Endnu i 1920'erne var næsten alt vedrørende stjerners opbygning, deres dannelseshistorie og endelige skæbne usikkert og gådefuldt. Forskerne var vildt uenige om, hvordan stjerner producerer det lys de udsender og derfor om tidsskalaen for deres udvikling. Med to afgørende publikationer i årene 1932 og 1933 kunne Strömgren sandsynliggøre, at de fleste stjerner producerer energi ved omdannelse af brint til helium og tungere grundstoffer, og dermed afgøre de vigtigste af de varme stridsspørgsmål. Her beskrives dette forløb. Udover Strömgren er den engelske astronom A.S. Eddington en central person i fortællingen.