Читать книгу Viden uden grAenser - Kristian Hvidtfelt Nielsen - Страница 47

1930’erne blev en hektisk tid for international astronomi. I USA var store observatorier blomstret op siden 1900, og de præsenterede stadig nøjagtigere observationsdata. Desuden var moderne kosmologi en nyfødt størrelse i fremgang, ikke mindst som følge af Edwin Hubbles opdagelse i 1929, som tydede på, at universet befinder sig i konstant ekspansion.¹⁰ Hans observationer udgjorde det første empiriske datamateriale, som understøttede teorier om universets storskala-dynamik. Både Hubbles opdagelse og andre nye kosmologiske ideer blev hurtigt formidlet til et bredt publikum gennem Nordisk Astronomisk Tidsskrift.¹¹

Det var også en tid med opbygning af nye astronomiske institutioner. I Sverige oprettedes i 1931 det nye Saltsjöbaden Observatorium i Stockholm med astronomen Bertil Lindblad som observatoriebestyrer. Tre år senere etablerede den norske astrofysiker Svein Rosseland verdens første teoretiske institut for astrofysik, som i øvrigt senere blev berømt for en såkaldt mekanisk differentiel analysator til store numeriske beregninger. Netop håndteringen af numeriske beregninger blev en nødvendighed i 1930’erne, og AO indkøbte på statens regning nogle elektromekaniske regnemaskiner til formålet. Men astronomer, der gjorde sig forhåbninger om danske institutionsudvidelser, måtte væbne sig med tålmod endnu en årrække. Det blev nemlig Bengt Strömgren, som blev initiativtager til det næste danske institutionsbyggeri under og efter anden verdenskrig.

Bengt Strömgrens studietid havde været kort og intens. Han studerede ved Polyteknisk Læreanstalt og ved Bohrs institut, hvor han fulgte forelæsninger af bl.a. Niels Bohr, Werner Heisenberg og Hendrik Kramers. Hans tid ved Bohrs institut fik afgørende betydning for dansk astronomi, og han befandt sig på rette sted på rette tidspunkt. Allerede da han i 1927 tog sin magisterkonferens – den yngste det år – indså han, at hans fremtidige mission skulle være at føre den ny kvantemekanik ud i stjernernes indre, dvs. anvende de moderne fysiske teorier til konstruktion af forbedrede stjernemodeller. Dette er et godt eksempel på videnskabelige discipliner, der mødes, og hvor mødet resulterer i udviklingen af nye teorier.

Meget forenklet kan man sige, at teoretisk astrofysik i en periode havde været domineret af britiske teorier.¹² Med udgangspunkt i teoretiske antagelser udviklede eksempelvis den prominente astronom og fysiker Arthur Eddington i 1926 en række teorier for stjernernes indre sammensætning og stråling. Ved hjælp af de hertil svarende matematiske ligninger udledte han værdier for stjernernes brintindhold, som han sammenlignede med observationsværdier, hvilket i dette tilfælde førte til uacceptable uoverensstemmelser. I modsætning til denne britiske deduktive tilgang til teoretisk astrofysik benyttede Bengt Strömgren sig af store numeriske beregninger af sæt af komplicerede matematiske ligninger, som repræsenterede de astrofysiske stjernemodeller. Styrken ved den numeriske arbejdsmetode var, at Strömgren tog udgangspunkt i observationsdata. Støttet af store datamængder arbejdede han sig hen imod en brugbar teori, frem for omvendt at tilpasse en teori med antagelser, som i princippet kunne være fejlagtige. Med andre ord var Strömgrens fremgangsmåde snarere empirisk og induktiv – fra det singulære til det generelle – mens Eddingtons metode groft sagt var deduktiv – fra generelle hypoteser til det singulære, og med ad hoc-tilpasninger af sin teori til de foreliggende observationsdata.

Med en stærk tro på den stadig unge kvantemekaniks resultater blev det i 1932 klart for Bengt Strömgren, at stjernernes indhold af brint var langt højere end hidtil antaget – en opdagelse, der senere fik kolossal betydning for opfattelsen af hele universets fundamentale bestanddele. Eftersom universets stof hovedsagelig består af stjerner, måtte et forøget brintbidrag på ca. en tredjedel af stjerners vægt nødvendigvis betyde, at også hele universets brintmængde var tilsvarende større end hidtil formodet.¹³ Den store Eddington måtte også sluge kamelen, fordi hans antagelse om, at stjernestoffet bestod næsten helt af ioniserede tunge grundstoffer, måtte revideres. På trods af fundamentalt forskellige arbejdsmetoder kom de to astronomer uafhængigt af hinanden efterhånden frem til samme konklusion. Eddington skrev samme år til sin 24-årige danske kollega:¹⁴

Mine resultater stemmer næsten fuldstændig overens med dine […]. Jeg tror du har gjort alt hvad jeg har gjort, og mere til. Jeg vil dog ikke afholde mig fra at publicere mine resultater; at to forskere er enige er et så sjældent fænomen nu til dags, at det fortjener at blive registreret [i litteraturen].

Nogle år senere, i 1937, fandt Strömgren, at også stjerners heliumindhold var højere end forventet. Stjernernes udvikling skyldes nemlig omdannelse af brint til mere komplekse grundstoffer, og han fandt frem til de relative mængder af brint og helium. I 1938 bestemte han det relative grundstofindhold i Solen til at være 60% brint, 36% helium og 4% tungere grundstoffer. I dag er de relative værdier fastsat til hhv. 71%, 27% og 2% og værdierne er angivet i procent af Solens totale masse.

5.5 Bengt Strömgren ved elektromekanisk regnemaskine på AO midt i 1930’erne. Strömgren var ikke blot en ledende figur inden for astrofysikken, men kendt som en astronom med en sjælden kombination af både faglig bredde og dybde. Han var leder af Yerkes- og Mc-Donald-observatorierne i USA 1951-57, og de følgende ti år astronomiprofessor ved Institute for Advanced Study på Princeton, hvor han var med til at definere NASAs rumforskningsprogram. I tresserne og halvfjerdserne fik han tildelt en lang række tillidsposter, bl.a. var han generalsekretær hhv. præsident for IAU (1948-52 hhv. 1970-73). 1969-75 var han formand for Videnskabernes Selskab i en overgangstid for selskabet fra traditionelt lærd selskab til et akademi, der måtte tilpasses et moderne samfunds udfordringer. 1971-75 var han direktør for NORDITA, og han var formand for Landsforeningen til Kræftens Bekæmpelse i ti år.

Bengt videreførte således den numeriske tradition, som også faderen repræsenterede, men han udstrakte samtidig de numeriske metoders anvendelsesområde til at omfatte kvantemekanikken. Herved indvarslede den unge lektor et vigtigt skift inden for dansk beregningsastronomi. Med disse store opdagelser kom dansk astronomi i vælten i de astronomiske samfund, og i USA fulgte nogle udviklingen med stor interesse.