Værdien af ​​Hubble

Det første lysbillede fra Hubble-teleskopet blev næsten universelt hyldet som begyndelsen på en ny æra inden for astronomi og kosmologi. Ved nærmere undersøgelse opdagede et hold af eksperter imidlertid, at fotografiet - som viste en stjernehob i mere end 1.300 lysår væk - var dårligt fokuseret, en udtværet glorie af lys snarere end det stramme billede, de havde forventet. Resultatet var en førsteordens PR-katastrofe: Engang var videnskabsjournalisters elskede Hubble-teleskopet kom til at legemliggøre alt, hvad der var galt med den føderale regerings store videnskabsprojekter. Kritikere hævdede, at disse enormt dyre satsninger ikke kun var tilgængelige hovedsageligt for snævre videnskabelige samfund, men at de var en dårlig investering: teknologien var så kompleks, at fiaskoer, nogle gange katastrofale, statistisk set var uundgåelige. Den generelle følelse var, at det måske var på tide at vende tilbage til projekter designet til små laboratoriemiljøer.

Men i Hubble Vision bekræfter videnskabsjournalisten Carolyn C. Peterson og astronomen John C. Brandt, at investering i Hubble-teleskopet faktisk var berettiget. Indrømmet, teleskopet er en skræmmende indviklet maskine. Forfatterne indrømmer, at stort set alle større systemer fungerer under en eller anden fejl, der begrænser dets ydeevne, eller i nogle få tilfælde gør multi-million-dollar-enheder ubrugelige. Stjerneklyngebilledet, der gav anledning til en sådan ros og senere en sådan godkendelse, kom på grund af dets ufuldkommenheder gennem normal slitage: en lille plet maling, der flækkede af hætten på en testanordning, forårsagede en lyslækage - og derfor blev et afgørende spejl slebet med en fejl på omkring en mikron eller en milliontedel af en meter. Et flagrende solpanel, der fik teleskopet til at rykke, udtværede stadig andre billeder. Desuden dukker der fortsat softwareproblemer op, såsom dem, der har påvirket de fine styresensorer, som nogle gange har fokuseret teleskopet på det forkerte mål. Men på grund af de unikke egenskaber ved teleskopets mange instrumenter, påpeger forfatterne, er vi vidne til fremskridt inden for stort set alle aspekter af astronomi, astrofysik og kosmologi.

Denne historie var en del af vores april-udgave fra 1997

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

Da Hubble opererer i rummet, hvor filtreringseffekterne af jordens atmosfære ikke er et problem, kan dens Goddard højopløsningsspektrograf, eller GHRS, nulstille emissioner af ultraviolet stråling i hidtil usete detaljer. Og gennem spektroskopi - en teknik, der nedbryder disse emissioner i deres komponenter af bølgelængder - kan forskere begynde at forstå himmellegemernes livscyklusser. Årsagen er, at forskellige bølgelængder er forbundet med specifikke kemiske grundstoffer, som vi ved at opfører sig på forudsigelige måder. Beta Pictoris, en stjerne omgivet af elementer, der ser ud til at smelte sammen til planeter, er en af ​​hundredvis af emner, der studeres. Observationer af de forskellige elementer, der falder ind i dens kerne, såvel som dem, der danner kredsløb omkring den, har gjort det muligt for astrofysikere at registrere stadierne af et stjernesystems udvikling for første gang. GHRS kan endda bestemme den kemiske sammensætning af præcise områder i Beta Pictoris.

Teleskopet kunne også udfordre en central forestilling om dets navnebror, Edwin Hubble, da astronomer forsøger at definere Hubble-konstanten mere præcist - det vil sige den hastighed, hvormed galakser trækker sig tilbage fra hinanden. På grund af sit udsigtspunkt i rummet, hvor der igen ikke er nogen atmosfære, der komplicerer sagerne, kan Hubble-teleskopet i høj grad forfine teknikker til måling af galaktiske afstande, og hvis forfiningerne viser sig at være betydelige, vil det betyde, at galakserne trækker sig tilbage fra hinanden hurtigere eller langsommere end Hubble havde troet. Og det kan til gengæld betyde en ændring i vores forestilling om universets alder: en hurtigere hastighed antyder et yngre univers, en langsommere hastighed et ældre.

De måske mest slående opdagelser er dem, der ikke helt passer ind i kendt videnskab. Peterson og Brandt udforsker en lang række af sådanne fænomener, herunder den kemisk ejendommelige stjerne Chi Lupi, som udviser ekstraordinære koncentrationer - 100.000 gange højere end normalt - af kviksølv, guld og platin. Nogle forskere mener, at små forskelle i strålingen fra stjernens kerne kan skabe tryk, der koncentrerer disse usædvanlige elementer på stjernens overflade. En anden hypotese har at gøre med observationen af, at Chi Lupi er en del af et binært system, eller to stjerner, der kredser om hinanden: teoretisk set kunne Chi Lupis gravitationsinteraktioner med dens binære følgesvend have udøvet den slags kræfter, der ville bringe elementerne ind i spørgsmålet i forgrunden.

Eller tag Supernova 1987a, der, som Hubble-teleskopet har vist, udviklede en række mystiske ydre ringe år efter, at eksplosionen, der var ansvarlig for den, spredte sig ud i rummet. Ingen ved hvorfor, og hvis denne udvikling til sidst ikke kan forklares, kan det tyde på, at de konventionelle teorier, hvorigennem der søges forklaringer, simpelthen er utilstrækkelige. Resultatet kunne være fundamentale revisioner i vores syn på universet.

Astronomi og sociale værdier

Dette er spændende ting, og det giver en meget overbevisende sag til fordel for Hubble-teleskopet. Men forfatternes argument ville have været stærkere, hvis de ikke havde stolet så meget på deres opskrivning af teleskopets resultater. For det første ville de have gjort klogt i at vie mere opmærksomhed til kvaliteten af ​​de fotografiske illustrationer i bogen. Selvom de giver et par spændende billeder, såsom et billede af de mystiske ringe, der stammer fra Supernova 1987a, krediteres mange af de bedste billeder til Voyager eller jordbaserede teleskoper.

Ethvert bredt tværsnitssyn på forskning udført i en tid med eksplosive fremskridt er også nødt til at udelade nogle ting, og som det sker, udelader Hubble Vision et af teleskopets mest interessante bidrag: bevis for, at antallet af galakser i universet kunne være 10 gange større, end vi tidligere havde troet. Ved at granske Hubbles klarere billeder af, hvad der fra jorden ser ud til at være tomt rum, kan astronomer faktisk skelne yderligere galakser, der er både langt væk og i de tidlige stadier af dannelsen.

Mere markant er det, at bogen undlader at tage behørigt hensyn til funktioner, der indikerer teleskopets større sociale værdi. For eksempel tilbyder Hubble en usædvanlig mulighed for offentlig deltagelse. Potentielle observatører, uanset om de er professionelle eller ej, kan ansøge om tidstildelinger på det gennem en åben peer-review-proces. Jim Secosky, en gymnasielærer i biologi, der var optaget af den uforklarlige oplysning af Jupiters måne Io, fik lov til at bruge teleskopet til at undersøge en hypotese om, at fordampning af svovldioxidfrost var årsagen. Ved at stille sådanne muligheder til rådighed øger Hubble-teleskopet deltagelse af både studerende og amatører i den virkelige videnskab.

Men selvom dens sag for teleskopet kunne være stærkere, vil Hubble Vision bringe en følelse af undren til et bredt publikum af videnskabsentusiaster. Forfatterne tilbyder ikke kun en rig menu af banebrydende opdagelser, men de forklarer videnskabelige problemer bag resultaterne, så lægfolk kan forstå dem. Og ved at udføre denne grundlæggende tjeneste kunne bogen endelig være med til at gøre debatten om stor videnskab mere meningsfuld. Den slags fremskridt, Hubble har faciliteret, er resultatet af en forskningsdagsorden, der er veldefineret, men som stadig udvides, efterhånden som mere information ruller ind. Faktum er imidlertid, at ikke alle store videnskabelige projekter har en så fleksibel dagsorden. Et godt eksempel er den superledende superkollider, hvis mission var stift afgrænset til at smadre atomer på jagt efter eksotiske partikler. Når man reflekterer over sådanne forhold, begynder læseren snart at spekulere på, om vi måske kan finde en måde at etablere et klarere kriterium for succes for store videnskabelige projekter - og når det først sker, er en smule subtilitet blevet gendannet til emnet. Folk tænker i det mindste ikke længere strengt i dollars og øre.

skjule