211service.com
Värdet av Hubble
Den första ljusbilden från Hubble-teleskopet hyllades nästan allmänt som början på en ny era inom astronomi och kosmologi. Vid närmare granskning upptäckte dock ett team av experter att fotografiet - som visade en stjärnhop på över 1 300 ljusår avstånd - var dåligt fokuserad, en utsmetad gloria av ljus snarare än den strama bilden de hade förväntat sig. Resultatet var en första ordningens PR-katastrof: en gång vetenskapsjournalisternas älskling kom Hubble-teleskopet att förkroppsliga allt som är fel med den federala regeringens stora vetenskapsprojekt. Kritiker anklagade att dessa enormt dyra satsningar inte bara var tillgängliga främst för smala forskarsamhällen utan att de var en dålig investering: tekniken var så komplex att misslyckanden, ibland katastrofala, var statistiskt oundvikliga. Den allmänna känslan var att det kanske var dags att återgå till projekt utformade för små laboratoriemiljöer.
Men i Hubble Vision bekräftar vetenskapsjournalisten Carolyn C. Peterson och astronomen John C. Brandt att investeringar i Hubble-teleskopet verkligen var motiverade. Visst, teleskopet är en skrämmande invecklad maskin. Författarna medger att praktiskt taget alla större system fungerar under något fel som begränsar dess prestanda, eller, i några fall, gör enheter för flera miljoner dollar obrukbara. Stjärnklusterbilden som föranledde ett sådant beröm och, senare, ett sådant godkännande kom genom dess brister genom normalt slitage: en liten färgfläck som rivs av locket på en testenhet orsakade en ljusläcka - och därför maldes en avgörande spegel med ett fel på ungefär en mikron, eller en miljondels meter. En flaxande solpanel som skakade i teleskopet smetade ut ytterligare bilder. Dessutom fortsätter mjukvaruproblem att dyka upp, som de som har påverkat sensorerna för finstyrning, som ibland har fokuserat teleskopet på fel mål. Men på grund av de unika egenskaperna hos teleskopets många instrument, påpekar författarna, ser vi framsteg inom praktiskt taget alla aspekter av astronomi, astrofysik och kosmologi.
Den här historien var en del av vårt aprilnummer 1997
- Se resten av frågan
- Prenumerera
Eftersom Hubble verkar i rymden, där filtreringseffekterna av jordens atmosfär inte är ett problem, kan dess Goddard högupplösta spektrograf, eller GHRS, nollställa ultraviolett strålning i oöverträffad detalj. Och genom spektroskopi - en teknik som bryter ner dessa emissioner i deras våglängdskomponenter - kan forskare börja förstå himmelkropparnas livscykler. Anledningen är att olika våglängder är förknippade med specifika kemiska grundämnen, som vi vet beter sig på förutsägbara sätt. Beta Pictoris, en stjärna omgiven av element som ser ut att smälta samman till planeter, är ett av hundratals ämnen som studeras. Observationer av de olika elementen som faller in i dess kärna, såväl som de som bildar banor runt den, har gjort det möjligt för astrofysiker att registrera stadierna av ett stjärnsystems utveckling för första gången. GHRS kan till och med bestämma den kemiska sammansättningen av exakta regioner inom Beta Pictoris.
Teleskopet kan också utmana en central föreställning om sin namne Edwin Hubble, när astronomer försöker definiera Hubble-konstanten mer exakt, det vill säga hastigheten med vilken galaxer drar sig tillbaka från varandra. På grund av sin utsiktspunkt i rymden, där det återigen inte finns någon atmosfär som komplicerar saken, kan Hubble-teleskopet avsevärt förfina tekniker för att mäta galaktiska avstånd, och om förfiningarna visar sig vara betydande skulle det innebära att galaxerna drar sig tillbaka från varandra snabbare eller långsammare än Hubble hade trott. Och det kan i sin tur betyda en förändring i vår uppfattning om universums ålder: en snabbare takt tyder på ett yngre universum, en långsammare takt ett äldre.
De kanske mest slående upptäckterna är de som inte riktigt passar in i känd vetenskap. Peterson och Brandt utforskar en lång lista med sådana fenomen, inklusive den kemiskt säregna stjärnan Chi Lupi, som uppvisar extraordinära koncentrationer - 100 000 gånger högre än normalt - av kvicksilver, guld och platina. Vissa forskare tror att små skillnader i strålningen som kommer från stjärnans kärna kan skapa tryck som koncentrerar dessa ovanliga element på stjärnans yta. En annan hypotes har att göra med observationen att Chi Lupi är en del av ett binärt system, eller två stjärnor som kretsar runt varandra: teoretiskt sett kunde Chi Lupis gravitationsinteraktioner med dess binära följeslagare ha utövat de typer av krafter som skulle föra in elementen. frågan i förgrunden.
Eller ta Supernova 1987a, som, som Hubble-teleskopet har visat, utvecklade en serie mystiska yttre ringar år efter att explosionen som orsakade den spred sig ut i rymden. Ingen vet varför, och om denna utveckling så småningom inte kan förklaras kan det tyda på att de konventionella teorier genom vilka förklaringar söks helt enkelt är otillräckliga. Resultatet kan bli grundläggande revideringar i vår syn på universum.
Astronomi och sociala värderingar
Det här är spännande grejer, och det är ett mycket övertygande fall till förmån för Hubble-teleskopet. Men författarnas argument skulle ha varit starkare om de inte hade förlitat sig så mycket på sin uppskrivning av teleskopets fynd. Dels skulle de ha gjort klokt i att ägna mer uppmärksamhet åt kvaliteten på de fotografiska illustrationerna i boken. Även om de ger några fånga bilder, som en bild av de mystiska ringarna som kommer från Supernova 1987a, krediteras många av de bästa bilderna till Voyager eller markbaserade teleskop.
Alla breda tvärsnittsvyer av forskning som utförs i en tid av explosiv frammarsch kommer definitivt att utelämna vissa saker, och när det händer utelämnar Hubble Vision ett av teleskopets mest intressanta bidrag: bevis för att antalet galaxer i universum kan vara 10 gånger större än vi tidigare trott. Genom att granska Hubbles tydligare bilder av vad som från marken verkar vara tom rymd, kan astronomer faktiskt urskilja ytterligare galaxer som är både långt borta och i de tidiga stadierna av bildning.
Mer betydelsefullt är att boken inte tar vederbörlig hänsyn till funktioner som indikerar teleskopets större sociala värde. Hubble erbjuder till exempel en ovanlig väg för allmänhetens deltagande. Potentiella observatörer, oavsett om de är yrkesverksamma eller inte, kan ansöka om tidstilldelningar på det genom en öppen sakkunniggranskning. Jim Secosky, en gymnasielärare i biologi som var upptagen av den oförklarade ljusningen av Jupiters måne Io, fick använda teleskopet för att undersöka en hypotes om att avdunstning av svaveldioxidfrost var orsaken. Genom att göra sådana möjligheter tillgängliga ökar Hubble-teleskopet deltagandet av både studenter och amatörer i verklig vetenskap.
Men även om dess argument för teleskopet kan vara starkare, kommer Hubble Vision att ge en känsla av förundran till en bred publik av vetenskapsentusiaster. Författarna erbjuder inte bara en rik meny av banbrytande upptäckter utan de förklarar vetenskapliga problem bakom rönen så att lekmän kan förstå dem. Och genom att utföra denna grundläggande tjänst kan boken slutligen bidra till att göra debatten om stor vetenskap mer meningsfull. De typer av framsteg som Hubble har underlättat är resultatet av en forskningsagenda som är väldefinierad men som ständigt expanderar allt eftersom mer information rullar in. Faktum är dock att inte alla stora vetenskapsprojekt har en så flexibel agenda. Ett utmärkt exempel är den supraledande superkollideraren, vars uppdrag var strikt avgränsat till att krossa atomer på jakt efter exotiska partiklar. När läsaren reflekterar över sådana frågor börjar läsaren snart att undra om vi kan hitta ett sätt att fastställa ett tydligare framgångskriterium för stora vetenskapsprojekt - och när det väl händer har lite subtilitet återställts till ämnet. Människor tänker åtminstone inte längre strikt i termer av dollar och cent.