Magie en wetenschap van de sterrenkunde

De sterrenhemel spreekt tot de verbeelding. Wat is daar buiten allemaal? Hoe belangrijk zijn wij mensen? Sterrenkunde is daarmee een van de oudste wetenschappen ter wereld. Tegelijkertijd begrijpen we nog altijd weinig van de processen die het heelal, de sterrenstelsels, de sterren, de planeten en alle andere hemelobjecten hebben gevormd.

3 maart 2015

“Goh, sterrenkunde, dat hoor je niet vaak! Wat interessant. En zit je dan de hele nacht door een telescoop te turen?” Zo begint meestal een lang gesprek waarin ik de vooroordelen en beelden van anderen totaal moet veranderen. Sterrenkunde heeft voor de meeste mensen iets magisch, iets romantisch: het is niet niks dat je naar dingen kijkt die zo ver weg zijn, en dat je zelfs in het verleden terug kan kijken! De ongrijpbaarheid en onmetelijke afstanden van het heelal, de natuurlijke vraag van de mens of hij alleen is in het universum, of dat er wellicht nog ander leven is… En het ziet er ook nog zo mooi uit!

Sterrenkunde heeft iets magisch en romantisch. Zijn wij hier alleen?
ESA

Het begrijpen
Toch heeft dit alles vrij weinig te maken met wat een sterrenkundige doet. Natuurlijk heb ook ik de verwondering over het heelal. En het gevoel dat ik had toen ik de Melkweg in Chili voor het eerst in al haar glorie boven mijn hoofd zag, is werkelijk niet te beschrijven. Maar waar mijn werk eigenlijk over gaat is niet het zien, maar het begrijpen. En dat betekent keiharde natuurkunde, wiskunde, programmeren en – niet onbelangrijk – het lezen van heel veel publicaties.

Mooie plaatjes
In de sterrenkunde proberen we te begrijpen hoe processen in het heelal werken. Het klinkt misschien logisch, maar gelukkig werken de natuurkundige wetten overal hetzelfde. Als dat niet zo zou zijn, was het onmogelijk om ook maar iets te interpreteren en had ik inderdaad niets anders dan mooie plaatjes om op mijn kantoor te hangen en me af te vragen wat er nu eigenlijk gebeurde. Maar wat is het probleem als we de natuurkunde al voor een groot deel kennen? Het probleem zit hem in de omstandigheden in de ruimte: die zijn zó anders dan wij hier op aarde gewend zijn, dat veel gebeurtenissen ontzettend langzaam gaan en daarmee ook tegen-intuïtief zijn. Een grote wolk van gas en stof hangt ergens rond te hangen, waarom zou die in elkaar storten tot er in het centrum een jonge ster vormt? Een platte schijf die rond zo’n jonge ster draait, hoe kan die nu verdwijnen en alleen een planetenstelsel overlaten? Een oerknal die alle materie van het heelal vanuit één punt plotseling naar buiten slingerde, en daarmee zowel ruimte als tijd creëerde? Een ster die miljarden jaren licht uitzendt, hoe kan die nu opzwellen en sterven?

Zwart gat
Goed, die laatste vraag kunnen we inmiddels beantwoorden: een ster heeft een eindige hoeveelheid brandstof beschikbaar voor kernfusie, op een gegeven moment is die gewoon op en door de verschillende fysische processen in een ster zal deze eerst veranderen in een rode reus, en uiteindelijk in een witte dwerg, neutronenster of zwart gat. Toch is zelfs deze kennis er nog niet lang: pas in de tweede helft van de twintigste eeuw werd duidelijk dat sterren niet voor altijd leven. Dat riep gelijk de volgende vraag op: hoe worden sterren dan geboren? En zo leiden ontdekkingen direct weer tot nieuwe vragen…

Nieuwe vragen
Dat laatste is voor mij dan ook het mooiste onderdeel van onderzoek: niet zozeer het oplossen van vragen, maar juist telkens nieuwe vragen stellen, en bedenken hoe je daar het antwoord op zou kunnen vinden. Ik ben beperkt in de mogelijkheden: ik heb geen laboratorium waar ik een heelal of een ster kan nabootsen en er eindeloos experimenten mee kan doen. Ik heb beschikking tot telescopen waarmee ik een heel klein beetje licht kan zien van wat er in het heelal gebeurt. En doordat natuurkunde werkt, kan ik daar dan toch informatie uit halen.