#22: Kosmologin 1919-2019

Svenska astronomiska sällskapet firar 100 år, och man kan passa på att fråga sig vad som hänt med vårt vetande om kosmologin – läran om universum i det stora hela – under denna epok. En hel del, får man nog säga.

I början av 1900-talet var astronomer ense om att universum bara består av ett enda stjärnsystem, Vintergatan. På bilden syns ett Vintergatspanorama som Knut Lundmark lät makarna Tatjana och Martin Kesküla förfärdiga på 50-talet. Målningen, vars yttermått är 229 x 118 cm, hänger idag på Institutionen för astronomi och teoretisk fysik i Lund. Foto: Institutionen för astronomi och teoretisk fysik, Lunds universitet.

År 1919, när sällskapet bildades, låg visserligen den allmänna relativitetsteorin färdig. Den utgör grunden för den moderna kosmologin. Det var ju också just år 1919 som relativitetsteorin bekräftades under en solförmörkelseexpedition och Einstein blev fysikens superkändis. Einsteins universum vid den tiden var dock begränsat till en statisk Vintergata, och en tegelsten till lärobok som Östen Bergstrands Astronomi från 1926 hade inte många meningar till övers för vad vi idag skulle kalla kosmologi. Detta förändrades såklart när Edwin Hubble, svenske Knut Lundmark och andra insåg att spiralnebulosorna i själva verket var avlägsna galaxer som dessutom avlägsnar sig från oss. Big bang-modellen var född. Teorin hade emellertid mothugg av Steady state-förespråkarna, som istället för en stor ursmäll tänkte sig kontinuerlig skapelse av en proton åt gången, långt in på 1960-talet. Upptäckten av den kosmiska bakgrundsstrålningen år 1965 var dödsstöten för Steady state – och startpunkten för modern observationell kosmologi. Universum hade alltså ändrats från en ändlig, evig Vintergata till ett dynamiskt oändligt universum med ett startögonblick.

Under 1970- och 80-talet dominerades diskussionen bland observationellt inriktade kosmologer av jakten på det exakta värdet på Hubble-konstanten – vilken bestämmer expansionshastigheten — något som historikerna i framtiden kanske kommer se som lite av en kvasidebatt. Svenska fysiker som Hannes Alfvén och Oskar Klein lade fram idéer om universum i det stora hela, men bland de svenska astronomerna var kosmologin ännu inte ett särskilt hett ämne. Även internationellt började det röra på sig först när fysiker och astronomer tillsammans började fundera på universums första tid, när den heta kosmiska ursoppan liknade ett stort partikelfysikexperiment.

Observationell kosmologi fick sedan raketfart under början av 1990-talet när supernovaexperiment, bakgrundstrålningssatelliter och genommönstringar av universums storskaliga struktur kunde genomföras efter stora teknologiska landvinningar. Precisions-kosmologin etablerade nu kosmologin som en del av den astronomiska vetenskapen – långt från en mer spekulativ verksamhet.

Hubble-teleskopets Extreme Deep Field. Bilden visar ett område stort som fullmånen i stjärnbilden Fornax, Ugnen. Med något undantag är alla lysande fläckarna på bilden mycket avlägsna galaxer. Bild: Wikimedia Commons.

År 2019 är kosmologin hetare än någonsin. Vid Oskar Klein-centret i Stockholm är kosmologin sedan 10 år tillbaka det sammanhängande temat för flera stora forskargrupper inom fysik och astronomi, och vid alla svenska astronomiinstitutioner bedrivs nu forskning med kosmologin som fond. De senare årens etablerade kosmologiska världsbild, dominerad av mörk energi och mörk materia, lämnar dock många frågetecken till framtida forskning, och mycket av forskningsfronten i dagens kosmologi handlar om ämnen som kaotisk inflation, multiversum, och parallella världar. Kanske lever den mer spekulativa sidan av kosmologin fortfarande.

#18: Med universum i bagaget

Av Marie Rådbo

Redan under mina första år på Chalmers började mitt engagemang för att stimulera intresset för naturvetenskap hos allmänheten, framför allt hos barn och ungdomar. För även då, i början på 70-talet, oroades man över det dåliga intresset för naturvetenskap i samhället. Men, intresset var egentligen inte dåligt alls, lika lite då som nu. Vi måste bara fånga upp det i tid! Så vad kunde vi från akademin göra?

Min chef Curt Roslund och jag bestämde oss för att starta kvällskurser som vände sig till allmänheten – de så kallade orienteringskurserna, de första i sitt slag i Sverige. Och jag besökte även skolor. Framför allt vände jag mig mot låg- och mellanstadiet, eftersom jag anser det nödvändigt att ta nyfikenhet på allvar långt ner i åldrarna. Som ett resultat av vår utåtriktade verksamhet blev det dessutom allt mer radio och TV, bland annat adventskalendern Stjärnhuset. Men vad mer gick att göra?

Foto: Marie Rådbo.

Det var då jag såg en annons från USA om det mobila planetariet Starlab. Jag sökte medel, som till min stora förvåning – och glädje – beviljades. När så plötsligt en dag tre stora lådor på totalt 50 kilo damp ner på kontoret visste jag inget om planetarier i allmänhet, än mindre om Starlab, men det fick jag snabbt lära mig. Och så i januari 1983 var det dags att packa in lådorna i bilen och åka ut till skolorna – med universum i bagaget.

Ett planetarium består vanligen av ett rum med välvt tak, där man projicerar stjärnhimlen med hjälp av en projektor. Starlab i sin tur bestod av ett tält som blåstes upp med en fläkt. Tältet var så stort att det rymde en skolklass. Via en tunnel kröp man in i tältet, och väl där inne satt barnen på golvet i en ring runt stjärnprojektorn i mitten. Visningarna var ”live” och genom att besökarna fick styra innehållet med sina frågor blev de även helt olika.

Starlab blev omedelbart en succé, och jag blev fullkomligt nerringd av skollärare. Under flera år reste jag runt i Sverige så mycket jag hann; från Kiruna i norr till Ystad i söder, från Brännö i väster till Gotland i öster. Ingen hade sett något liknande, och i vårt moderna samhälle med gatljus och neonskyltar är det många som inte heller kan se en stjärnhimmel. Det visade sig att många inte ens hade upplevt mörker.

En skolklass väntar på att få krypa in i planetariet. Foto: Marie Rådbo.

Min bedömning är att jag har visat Starlab för 100 000–150 000 barn och även ett antal vuxna – de uppskattar det lika mycket som barnen. Och jag förstår att de som har sett det aldrig glömmer det, till exempel berättar studenter jag möter att de minns det från sin skoltid.

Trots framgången, lämnade jag så småningom detta projekt, för jag anser att vi inom akademien gärna kan utarbeta nya idéer, men när de väl fungerar ska vi låta andra ta över, för att själva gå vidare med något nytt. Därför anlitade jag under några år en ”visare” som fortsatte arbetet i skolorna, men till sist var det dags att ta farväl av Starlab för gott. Jag skänkte det till Sydafrika, där jag lärde upp visare, och jag gläder mig nu åt att mitt Starlab fungerar lika bra på södra halvklotet. Där finns förstås samma nyfikenhet på universum som hos oss.

#17: Internationella astronomiåret 2009

Av Gösta Gahm

På förslag av IAU utsåg FN 2009 till Internationella astronomiåret, detta för att fira 400-årsjubileet av Galileis teleskopobservationer. Foto: Vita huset, Chuck Kennedy.

Under mina tio år som ordförande i Svenska astronomiska sällskapet var internationella astronomiåret 2009 det utan jämförelse mest intensiva och händelserika. När jag tittar igenom högen jag sparat av affischer, inbjudningar till evenemang, pressklipp, brev med mera undrar jag hur vi orkade genomföra så mycket på så många platser i landet, men vi ville ju att Sällskapet skulle delta över hela Sverige. Uppslutningen var enorm. Vilken imponerande mängd initiativ det togs att föra fram astronomin detta år och av så många entusiaster landet runt! Även musiken kom att få en framträdande roll med anknytande konserter i till exempel Berwaldhallen, Kungliga Operan i Stockholm, Nobelmuseet och i flera kyrkor. För egen del kom arbetet med två vandringsutställningar och ett skolprogram i Sällskapets regi att fylla en stor del av min tid före, under och efter 2009. Med dessa program landade vi på små och stora orter från Karlshamn och Malmö i söder till Kiruna i norr.

Utställningen ”Upptäck universum – i Galileis fotspår” produceras tillsammans med Charlotte Helin i Halland. Temat för astronomiåret var ju de 400 år som gått sedan Galileo Galilei började observera objekt på himlen i sin kikare. Utställningen var i lådformat och kunde lätt fällas ihop för transporter. Storbildsutställningen ”Utblick – tillbakablick” invigdes den 24 augusti i Kungsträdgården, Stockholm av chefen för Världsnaturfonden Lars Kristoferson och med dansgruppen Yria. Den hamnade därefter i miljöer av olika slag som bibliotek, museer, en flygplats, en konserthall och olika lärosäten. Den producerades i samarbete med Margareta Malmort och de 1.7 x 1 meter stora bilderna, som var inramade i massivt trä och placerade i tunga krukor, monterades på Konsthögskolan i Stockholm. Det behövdes flera personer att baxa in och ut dem i de pick-up bilar vi hyrde, men idén var att de skulle klara sig till och med i Stockholms innerstad då nattens busar är ute  – vi sa att de var terroristsäkrade.


Vandringsutställningen ”Utblick – tillbakablick” exponerades först i Kungsträdgården, Stockholm, och som framgår av kablarna var den belyst nattetid. Foto: Gösta Gahm.

Vi var också rätt många som engagerade oss i Sällskapets skolprogram där vi typiskt gav vår show i en stor aula med ett antal gymnasieklasser bänkade, alltså mer än hundra elever åt gången. Här berättade vi om Galileis upptäckter och de gillade uppenbart att fara ut i rymden med den 3D film, som producerats av bland annat Alexis Brandeker. På vissa håll höll vi också diskussioner med elever i mindre grupper, där eleverna hade förberett frågor.


Med Sällskapets skolprogram samlade vi gymnasister på många orter i Sverige, som här i Jönköping då vi tog med flera hundra ungdomar på en resa genom rymden i tre dimensioner. Foto: Gösta Gahm.

Det är svårt att välja ut några extra vackra pärlor från allt som hände detta år. Sweden Solar System (se nr #2) fick ett mycket fint tillskott med gestaltningen av komet Halley vid vetenskapscentret Balthazar i Skövde och i Uppsala blev det gatudans på en bild av Saturnus.

Jag kommer alltid minnas spänningen, för att inte säga anspänningen, inför några evenemang som utgjorde startskotten till ”Året”. Jag fanns på plats med Galilei-utställningen när Göteborg inledde vid Naturhistoriska museet den 10 januari och där vi engagerat den norske författaren Atle Naess för ett föredrag.

Stockholm fick uppleva två invigningsceremonier förutom presskonferensen på Gamla observatoriet den 15 januari. Först var vi i Storkyrkan den 4 januari med Alexis 3D-resa projicerad på en jätteskärm under predikstolen, varifrån tidigare Bengt Gustafsson berättat om Galileo Galilei och hans samtid. Galileisk orgelmusik framfördes av Mattias Wager och så fick vi barnen att ingå i ett solsystem mobile på stengolvet. Solen var en långsamt roterande blond flicka omgiven av andra barn i snabbare rotation och som kretsade runt ”solen”. Kaplanen Kristina Ljunggren var utklädd till Urban målares fru och klättrade under makens tavla av vädersolar i kyrkan.

Och så kom galakvällen i Stockholm den 15 januari. Vi ordnade en samling i en sky bar på Söder varifrån vi kunde se Globen tändas och sen drog vi till Handelshögskolan där Bengt Gustafsson och Ulf Danielsson kåserade. Kvällen avslutades med besök på Gamla observatoriet där Stockholms amatörastronomer (STAR) höll öppet för stjärnskådning.

Astronomiårets logotyp.

Astronomiåret bjöd också på ”100 timmar astronomi” i april månad och som blev en stor succé på de flesta orter. Det var från den erfarenheten som idén om ”Astronomins Dag och Natt” växte fram och som i år inträffar 27-28 september. Sällskapet har också initierat ”Astronomdagarna” då forskare och lekmän samlas, detta år i oktober  i Stockholm, då även Sällskapets 100-årsjubileum ska uppmärksammas.

#14: Före Frida

Av Anders Nyholm

Den astronomiska forskningen började få industriella drag under 1800-talet. Den nya fototekniken bidrog till detta. Allt fler stjärnor katalogiserades, allt fler asteroider upptäcktes och fick sina banor bestämda. Den mödosamma bokföring och det enformiga räknearbete som krävdes kom mot seklets slut i allt högre grad att utföras av kvinnliga räknebiträden. Dessa kunde, enligt tidens konvention, ges lägre lön än män. Att leda arbetet och skriva vetenskapliga artiklar förblev en manlig syssla.

Räknebiträden vid observatoriet i Lund, omkring 1914. Foto: Lunds universitetsbibliotek, Carl Charliers brevsamling, vol 16: Ekonomiska handlingar.

Runt sekelskiftet 1900 började detta sakta ändras. Som vi sett i föregående inlägg gick kvinnliga räknebiträden vid Harvard-observatoriet bortom rutinarbetet och kom att publicera egna resultat som blev avgörande för astronomins utveckling. Även i Sverige förekom kvinnliga räknebiträden. Från 1870-talet tilläts kvinnor studera vid de svenska universiteten, men det skulle alltså dröja till 1939 innan Frida Palmér som första kvinna i Sverige blev filosofie doktor i astronomi. Palmérs pionjärinsats i Lund har uppmärksammats på senare år, men redan före Palmér fanns kvinnor vid svenska observatorier som sysslade med astronomi på forskningsnivå. Här ska vi uppmärksamma två sådana pionjärer.

Andrea Lindstedt (1886-1965) var under flera decennier verksam inom Utrikesdepartementet. Hon tog både licentiat- och doktorsexamen i statsvetenskap, men inledde sina studier som naturvetare. Astronomin fanns på nära håll. Far till Andrea var Anders Lindstedt, under 1870-talet astronom vid Lunds observatorium. Andrea Lindstedt tog studentexamen i Stockholm 1904, var en tid vid observatoriet i Paris innan hon 1911 blev amanuens vid observatoriet i Uppsala. Våren 1912 blossade en nova upp i stjärnbilden Tvillingarna och Lindstedt fick till uppgift att mäta novans ljusstyrka efterhand som den falnade. Från mars till maj 1912 genomförde hon och Hugo von Zeipel sitt observationsprogram och under andra halvan av april verkar de haft tur med vädret. Nya observationer av novan gjordes då nästan varje kväll. Våren 1916 skrev Lindstedt om observationerna i en av tidens ledande astronomitidskrifter, Astronomische Nachrichten. Lindstedt kom senare att lämna astronomin, men behöll kontakten genom att hon 1919 blev medlem i det då nygrundade Svenska astronomiska sällskapet.

Medlemmar i Vetenskapsakademiens solförmörkelseexpedition till Forssa i Ångermanland 1914. Från vänster: Knut Lundmark, Andrea Lindstedt och Karl Bohlin, två okända samt längst till höger Nils Tamm. Foto:
Östen Bergstrands arkiv, Uppsala universitetsbibliotek.

Karin Schultz (1892-1974) var en flitig föredragshållare, radioröst och kritiker med vass penna. Dessutom var hon under en period statistiker vid Systembolaget och i några år skådespelerska vid Helsingborgs stadsteater. Schultz föddes i Stockholm och började efter studentexamen 1911 läsa naturvetenskap vid dåvarande Stockholms högskola. Efter kandidatexamen 1915 fortsatte hon att specialisera sig i astronomi vid Stockholms observatorium. Chefen där, Karl Bohlin, var expert på celest mekanik och studerade störningar i asteroidernas banor. Vid observatoriet räknade Schultz bland annat på banan för dubbelstjärnan η Cassiopeiae. I sin licentiatavhandling undersökte Schultz hur banan för asteroiden Gisela störs av Jupiter och Saturnus. En sådan studie, vilket krävde slitsamt räknearbete, var på den tiden ett typiskt sätt för en astronom att börja sin forskarbana. Idag görs motsvarande beräkningar rutinmässigt med dator och ganska få astronomer är bekanta med detaljerna.

Asteroiden Gisela (vid pilen) rör sig genom ett litet område i Oxens stjärnbild. De två bilderna togs med 1,2 m Schmidt-teleskopet på Palomar Mountain, med drygt en timmes mellanrum 1 februari 2013. Det avbildade fältets höjd är ca 2 bågminuter. Foto: iPTF/Caltech/Anders Nyholm.

Våren 1919 presenterade Schultz studien i Astronomische Nachrichten. Året dessförinnan blev hon filosofie licentiat i astronomi. Att kvinnor var sällsynta i den tidens astronomi framgår av att Gisela-artikelns författare slentrianmässigt kallas ”Mr. Karin M. Schultz” i ett brittiskt referat från 1920.

Karin Schultz bok kom ut 1970 på Rebén & Sjögren.

Efter licentiaten lämnade Schultz forskningen och kom med tiden att engageras som kringresande föredragshållare för olika folkbildningsförbund. Under åren skrev hon några populärvetenskapliga böcker om astronomi, och boken Vintergatskrockar och svarta stjärnor från 1970 blev bland det sista hon skrev. Boken vände sig till ”barn och skolungdom”. Där möter oss en ganska sirlig skribent, vars berättariver inte går att ta miste på men som ibland gör ett smått förnumstigt intryck. Språkglädje fattas inte – till exempel kallar Schultz supernovor för ”överväldigande explosionsstjärnor”, och när ett teleskops rörelse skildras skriver hon att ”kolossen stegrar sig lydigt som en cirkushäst”. Trots bokens egenheter slås läsaren av att författaren under sitt liv aldrig tappade intresset och entusiasmen när det gällde astronomi.

#13: Frida Palmér

Av Ulf R. Johansson

Frida Palmér (1905-1966) — som också syns på vinjettbilden till vänster — kom som en främmande fågel till Lunds observatorium. Kvinnor arbetade förvisso på observatoriet i Stadsparken, men inte som forskare. De fungerade som så kallade räknebiträden, hjälpgummor, i det träiga reducerandet av observationer, mätningar av plåtar med mera, för de manliga forskarna, ungefär så som Edward Pickerings ”Harvard computers”, fungerade på Harvard College Observatory.

Frida Palmér disputerade i Lund den 28 januari 1939. På bilden syns Palmér i katedern, medan hennes handledare Knut Lundmark sitter till vänster och de två opponenterna, Anders Reiz och Nils Ambolt, sitter till höger. Foto: Otto Ohm.

Frida Palmér bröt genusvallen, hon blev den andra kvinnan i Sverige med en fil. lic. avhandling i astronomi (efter Karin Schultz, mer om henne i nästa inlägg) och den första kvinnan som disputerade i ämnet. Avhandlingen lades fram 1939 och rörde oregelbundet variabla stjärnor.

Med sina omvittnade språkkunskaper (ryska!) och sitt nätverk, som fört henne till flera betydande observatorier i Europa (till exempel Babelsberg, Tyskland), låg vägen öppen för en forskarkarriär internationellt. Säkert lockade USA och Kalifornien med dels Mount Wilson-observatoriet, dels det kommande storbygget på Palomar Mountain. Knut Lundmark, hennes professor i Lund med goda kontakter inom den amerikanska astronomin, understödde hennes planer.

Men: Andra världskriget bröt ut och därmed förändrades (läs: avbröts) Frida Palmérs liv som astronom drastiskt. Hon erbjöds möjligheten att arbeta inom landets hemligaste militära institution, Försvarets radioanstalt, där hon kom att utföra avkodningar av den sovjetiska ishavsmarinens signaltrafik. Hon avancerade inom organisationen och när hon slutade på FRA skrev chefen skrev berömmande om henne.

Palmérs passerkort vid FRA.

Efter krigsslutet pockade en ny generation astronomer på uppmärksamhet, och Frida Palmér fann sig tvungen, av trygghetsskäl, söka vägen till gymnasiepedagogiken. Så småningom fick hon arbete som lektor i fysik och matematik i Halmstad och där förblev hon fram till sin död i cancer 1966. Bland de elever som tyckte om henne hedrades hon med att alltid kallas kort och gott ”Frida”, annars var öknamn på skolans lärare det vanliga.

Inom den sydsvenska astronomiska kretsen vårdar vi minnet av Frida Palmér. Hon ligger begraven i skånska Blentarp; graven var ett tag hotad av ödet att läggas igen men släkten har nu räddat dess fortbestånd. Vilket är mycket bra!

Frida Palmér var en solitär på flera sätt. Hon gifte sig aldrig och man kan undra vilka försvarshemligheter hon bar på och som hon aldrig fick yppa. Den finska Stella Polaris-operationen i samband med krigsslutet och Finlands fred med Sovjet? Den svenska DC 3:an och Catalina-katastrofen in på 50-talet?

Intresset för astronomi släppte hon dock aldrig. Hon behöll kontakten med sina vänner inom vår vetenskap.

#12: Orienteringskurser i astronomi

Av Maria Sundin

I mitten av 1970-talet startade astronomen Curt Roslund orienteringskurser i astronomi i Göteborg för att göra astronomin tillgänglig för studenter i olika åldrar och med varierande bakgrunder. Curt hade starka tvärvetenskapliga intressen, och förutom kurser med traditionella astronomiska teman såsom ”Universums byggnad” startade han kurser om astronomins kopplingar till navigation, historia, arkeoastronomi, etnologi, konst och astrologi. Kursen om astrologi kom av Curts hängivenhet för att tydligt visa att astrologi inte är en vetenskap, och han tvekade inte att ge sig in i muntliga eller skriftliga debatter om pseudovetenskap. Alla kurserna blev väldigt uppskattade och populära. Det gick fyra kurser per år kvällstid på kvartsfart, och roligt nog följs detta upplägg fortfarande vid Göteborgs universitet.

Ett programblad från tidigt 80-tal.

Jag träffade Curt första gången alldeles i slutet av 1980-talet då jag var doktorand inom galaxdynamik. Det första jag slogs av när jag kom in på hans kontor var den magnifika bokhyllan som täckte en lång vägg. Där fanns böcker inom vad jag tyckte var en blandning av extremt intressanta och oväntade ämnen.

En av Curts kurser (Interstellär kommunikation) hade ett avsnitt om science fiction, och just detta kände sig Curt inte helt bekväm med eftersom han själv inte läste science fiction. Han frågade därför mig 1992 (tror jag) om jag ville hålla en föreläsning på hans kurs, och jag tackade ja. Jag hade då undervisat ganska mycket som övningsledare i mekanik, men att stå inför cirka 80 studenter, där stor sett alla var äldre än mig själv, var en utmaning.

Curt Roslund guidar vid Ale stenar. Foto: Björn Stenholm.

Curts forskningsbakgrund var inom traditionell astronomi, men hans tvärvetenskapliga intressen fick honom att även starta projekt inom arkeoastronomi och etnoastronomi. Då och då försvann Curt iväg från Göteborg för att undersöka fjärran platser. Med glimten i ögat ser jag honom lite som astronomins Indiana Jones! Inför 1994 hade Curt fått ett stort anslag som gjorde att han kunde ägna sig åt sin tvärvetenskapliga forskning fram till sin pension 1995. Jag disputerade den 7 januari 1994, och tackade ja till att vikariera och hålla alla kurserna. Fyra dagar efter min disputation höll jag för första gången ”Universums byggnad” och två dagar senare ”Navigeringskonstens historia”. Curt gav mig helt fria händer att göra kurserna till mina egna. Det enda jag tog över från honom var titlarna på kurserna, bokhyllan och en stor mängd diabilder. Jag är full av beundran och tacksamhet över att han inte hade fler synpunkter, eller försökte styra mig, eftersom det gav mig chansen att bygga upp något eget.

Vårterminen 2019 kommer jag att ha föreläst i 25 år på dessa kurser. Curts bokhylla, som jag fortfarande tänker på den som, har jag fått packa ner fem gånger i samband med kontorsbyten. Utöver de kurser som Curt startade har jag utvecklat några till om galaxer och kosmologi, exoplaneter samt i samarbete med institutionen för matematik ”Matematikens guide till Ganymedes”. Ett snabbt överslag ger att cirka 400 studenter/år i 25 år blir tiotusen studenter. Många läser flera kurser, så individantalet är lägre, men jag hoppas att genom att nå ut till så många, och genom att studenterna sprider kunskapen vidare, har astronom nått långt. Studenterna är verkligen i alla åldrar och roligt nog är det en balans mellan kvinnor och män i alla ålderskategorier.

Curts arv nådde också utanför Göteborg. Flera astronomiinstitutioner vid andra universitet följde efter och har utvecklat orienteringskurser. Idag finns det tillgång till mycket spännande astronomi för allmänheten i stora delar av Sverige!

#11: Meridiancirkelastronomi

Av Lennart Lindegren

I början av 1970-talet, när jag läste mina första astronomikurser vid Lunds universitet, fanns det intill föreläsningssalen i den gamla observatoriebyggnaden ett praktfullt mässingsinstrument som ibland förevisades för studenter och besökare. Det var en meridiancirkel, tillverkad 1873 av A. Repsold & Söhne i Hamburg. Trots att instrumentet vid det laget var högst omodernt och inte hade använts på åtskilliga år, var det något i dess specifika och ändamålsenliga konstruktion som fascinerade mig. En meridiancirkel är en astronomisk kikare, konstruerad för ett enda syfte: att mäta stjärnors och planeters positioner med största möjliga noggrannhet. Alla delar var noga uttänkta för detta ändamål. På 1800-talet fanns meridiancirklar vid alla astronomiska observatorier av någon betydelse, så även i Uppsala och Stockholm, men den i Lund var på sin tid den modernaste i Sverige.


Frida Palmér, som vi återkommer till i ett senare inlägg, vid meridiancirkeln vid observatoriet i Lund. Foto: Lunds universitet .

Fram till 1940-talet genomfördes vid observatoriet flera mycket ambitiösa observationsprogram, bland annat för den stora internationella stjärnkatalogen Astronomische Gesellschaft Katalog (AGK). Observationerna gjordes visuellt, med observatören halvliggande under kikartuben medan assistenten avläste cirkelinställningarna. Den omständliga proceduren ansågs redan på 1920-talet vara otidsenlig och tämligen irrelevant för den snabbt framväxande astrofysikens behov. Nu var det större teleskop och fotografiska metoder som gällde, och när Stockholms observatorium flyttade till Saltsjöbaden 1931 fick den gamla meridiancirkeln stå kvar på Observatoriekullen. Även i Uppsala användes den fotografiska tekniken tidigt och med stor framgång (mer om detta nedan).

Noggrann bestämning av stjärnpositioner tillhör en specialitet inom astronomin som kallas astrometri – stjärnmätning. Häri ingår även differentiella mätningar, exempelvis av komponenterna i en dubbelstjärna, eller av de mycket små förändringar i en stjärnas position som orsakas av dess rörelse i förhållande till solen (egenrörelse) och jordens årliga omlopp kring solen (parallax). Den senare effekten är speciellt intressant eftersom den ger direkt information om avståndet: ju större parallax, desto närmare oss befinner sig stjärnan. De enorma avstånden i stjärnrymden medför att både parallaxer och egenrörelser är extremt små och svåra att mäta. En vanlig enhet för dessa små vinklar är 1 millibågsekund (milli-arcsec eller mas) = 0,001 bågsekund (arcsec). Ett knappnålshuvud (1 mm) betraktad på 200 km avstånd upptar en vinkel på ungefär 1 mas. Den närmaste stjärnan, Proxima Centauri, har en parallax på 769 mas, men för de flesta av Vintergatans stjärnor är parallaxen betydligt mindre än 1 mas.

En meridiancirkel kunde sällan ge bättre noggrannhet än ett par hundra mas, vilket alltså knappt räckte för avståndsbestämning ens till solens närmaste grannar i stjärnrymden. Med fotografins hjälp fick man betydligt bättre noggrannhet, och i början av 1900-talet var Östen Bergstrand i Uppsala en av pionjärerna för den nya tekniken. Med hjälp av dubbelrefraktorn från 1893 mätte han bland annat parallaxen för 61 Cygni, och fick ett värde som ligger anmärkningsvärt nära dagens bästa uppskattningar (se tabell). Denna dubbelstjärna i Svanens stjärnbild, nätt och jämnt synlig för blotta ögat, är speciell i astrometrins historia: baserat på Bessels mödosamma visuella observationer från 1837-38 publicerades den första tillförlitliga parallaxbestämningen för just denna stjärna. Trots att proceduren rationaliserades genom fotografin förblev parallaxarbetet ytterligt besvärligt och tidskrävande, vilket avspeglades i den långsamma tillväxten av antalet kända parallaxer. För hundra år sedan kunde man räkna till något dussin parallaxavstånd med en relativ osäkerhet mindre än 20 %, och så sent som 1995 uppgick de till knappt två tusen.

Ett urval bestämningar av parallaxen för dubbelstjärnan 61 Cygni.

1974 var det dags för mig att välja inriktning för mitt doktorsarbete. Vad var det som fick mig att välja astrometrin – en obetydlig, till synes utsiktslös specialitet långt från den moderna forskningens huvudfåra? Kanske var det bara okunnighet, men jag vill gärna tro att det var fascinationen inför ett gammalt mässingsinstrument som ledde mig in på denna bana. Det var i vart fall inte fråga om framsynthet, för ingen kunde då ana den explosiva utveckling som astrometrin stod inför, i synergi med rymdteknologin, digitala kameror och datorer. En utveckling som började med uppskjutningen av Hipparcos-satelliten 1989 och accelererade med Gaia ett kvartssekel senare. En explosion som för övrigt fortfarande pågår: just nu ligger antalet tillförlitliga parallaxavstånd, med < 20% relativfel, runt 148 miljoner…

#8: Harry Martinsons Aniara

Av Daniel Helsing

En augustikväll 1953 fick den svenske poeten och Nobelpristagaren Harry Martinson (1904–1978) syn på Andromedagalaxen genom en kikare. ”Jag stod och såg på det där lilla ljusskenet som rymmer miljarder av solar”, kommenterar Martinson upplevelsen i en intervju, och ”[u]tifrån den synen började jag skriva utan att vara riktigt medveten vart jag ville komma”. Det han började skriva var en diktsvit, ”Sången om Doris och Mima”, som publicerades senare samma år i diktsamlingen Cikada. Sviten kom att utgöra de 29 första sångerna av Martinsons kanske vackraste och starkaste verk: verseposet Aniara: En revy om människan i tid och rum från 1956.

Harry Martinson. Foto: Harald Borgström.

Aniara utspelar sig i en framtid när jorden har blivit nästintill obeboelig på grund av miljöförstöring och kärnvapenkrig. Överlevare evakueras till Mars och Venus i stora rymdskepp kallade goldondrar. Under en evakuering till Mars tvingas goldondern Aniara att nödgira för att undvika en asteroid. I tumultet skadas väsentliga delar av Aniaras maskineri, och skeppet, med 8 000 emigranter ombord, hamnar ur kurs och börjar driva ohjälpligt mot Lyrans stjärnbild. Som läsare får vi följa passagerarnas försök att finna mening under den hopplösa och mållösa färden, ända till det obönhörliga slutet när den sista passageraren har dött.

Genom Aniara ljuder en ton av bottenlös förtvivlan – den förtvivlan passagerarna känner inför sin situation, den förtvivlan Martinson kände inför miljöförstöringens och kärnvapenhotets vansinne. Men där finns också stunder av lycka – lycka i konst och poesi, i mänsklig samhörighet, i sex och kärlek. Och där finns några av de vackraste verserna på det svenska språket.

Den tomma och sterila rymden skrämmer.
Glasartad är dess blick som omger oss
och stjärnsystemen stå orörligt stilla
i skeppets runda fönster av kristall.
(Sång 10)

Vid sidan om förtvivlan inför miljöförstöringen och kärnvapenhotet röjer Martinson en enastående lyhördhet inför svårigheten att poetiskt skildra de perspektiv som den moderna naturvetenskapen öppnar upp. I essän ”Stjärnsången” från 1938 frågar han: ”Diktens uråldriga rättighet var att framföra övertoner och överdrifter, men var ska överorden hämtas då det gäller den moderna astrofysikens världsbild?” Istället för att använda överord för att skildra universum använder Martinson en säregen kombination av suggestiva bilder och negativa beskrivningar som pekar mot omöjligheten att gripa det ogripbara.

Galaxen svänger runt
liksom ett hjul av upplyst rök
och röken det är stjärnor.
Det är solrök.
I brist på andra ord säger vi solrök,
har du fattat.
Jag menar, att språken inte räcker
till vad den synen inrymmer.
(Sång 85)

De första fyra raderna använder bilder från vår vardagsvärld – rök, hjul, ljus – för att beskriva fenomen vi kan se på natthimlen – stjärnor, galaxer. ”Solrök” är en originell metafor som för det okända tillbaka på det kända. Men i slutändan räcker det kända inte till för att greppa det okända: stjärnor involverar skalor och fysikaliska processer som ett sinnligt förankrat förstånd aldrig kan göra sig en rättvisande bild av. De fyra sista raderna kan förefalla övertydliga, men genom övertydligheten inskärper Martinson att den förståelse som solrökmetaforen kan ge är en högst begränsad form av förståelse. Universum självt förblir bortom språkets räckvidd. Samtidigt behöver vi försöka – för att kommunicera med varandra, orientera oss i världen, njuta av språklig skönhet. På det sättet blir Aniara själv en metafor för människans situation i rymdåldern: en jordisk poets försök att greppa miljöförstöringens vansinne, den moderna astrofysikens världsbild och den mänskliga förståelsens begränsningar.

En filmatisering av Aniara, regiserad av Hugo Lilja och Pella Kågerman, hade i september världspremiär på filmfestivalen i Toronto. I Sverige visas den första gången på filmfestivalen i Göteborg den 26 januari 2019. Mer om filmen finns att läsa i en artikel av Anna Härdig i Populär astronomi.

#6: Nordliga försök flyttar söderut

Av Jesper Sollerman

I mitten av förra seklet var mycket av den astronomiska forskningen fortfarande tämligen nationell. Astronomiska observatorier och teleskop byggdes på hemmaplan innan internationaliseringen med dagens partikelacceleratorer och jätteobservatorieanläggningar tagit fart. Så invigdes exempelvis det stora Schmidt-teleskopet vid Kvistabergs observatorium i skogen utanför Upplands-Bro 1964 och kort dessförinnan ett lite mindre teleskop av samma typ i Saltsjöbaden.

De speciella förhållandena i nordligaste Sverige skulle potentiellt vara av intresse för astronomer och fysiker. Vi nämner här två exempel.

Med början sommaren 1950 ställde solforskaren Yngve Öhman upp sin koronagraf vid Abiskos fältstation (detta skildras utförligt här). Han ville undersöka om den friska fjälluften var tillräckligt klar för att bygga ett professionellt solobservatorium på platsen. I så fall skulle ju sommarmånaderna kunna erbjuda 24 timmars kontinuerlig observationstid. Faktum var att man var nöjd med luften, trots att man inte var på särskilt hög höjd. Dessvärre visade fortsatta undersökningar på problem; iskristaller i atmosfären och insekter på hög höjd ställde till det för observationerna. När en knottsvärm kom in i synfältet såg det ut som ett fyrverkeri. Kontentan blev att Vetenskapsakademiens solobservatorium istället kom att byggas på Capri i Medelhavet, för att senare hamna på La Palma, en av Kanarieöarna. 

Yngve Öhman och koronografen i Abisko. Foto: Yngve Öhmans arkiv, vol. 17, Centrum för vetenskapshistoria, Kungl. Vetenskapsakademien. Okänd fotograf.

Abisko ligger vid Torneträsk, en djup, iskall och kristallklar Lapplandssjö. Här tänkte sig svenska astropartikelfysiker, under ledning av Per-Olof Hulth, att det kunde vara en utmärkt plats för en neutrinodetektor. Neutriner är spökpartiklar som far fram obehindrat genom jordklotet och kräver gigantiska apparater för att fångas upp, exempelvis stora mängder ljusdetektorer nedsänkta i en klar sjö. Under 1990-talet studerades därför förhållandena i Torneträsk noga. Vattnet var dock inte tillräckligt klart för de noggranna mätningarna man ville göra, så Per-Olof och hans neutrinofysiker slog sig ihop med amerikanerna och flyttade till sydpolen där man istället placerade detektorerna i djupa hål som borrats ned i den genomskinliga isen. IceCube heter anläggningen idag. Den består av nära 700 ljusdetektorer nedborrade i Antarktis is över en volym på en kubikkilometer. Netrinoastronomin är fortfarande i sin linda – IceCube detekterade sina första neutriner från rymden så sent som 2013 – men blir sannolikt nästa stora fas inom astronomin.

Neutrinoteleskopet IceCube. Foto: Sven Lidström.

Försvarar sin plats i nordligaste Sverige gör dock Institutet för rymdfysik i Kiruna och rymdverksamheten på Esrange. För dessa är den höga latituden en tillgång.

#4: Att bygga galaxer av glödlampor

Av Anders Nyholm

Antenngalaxerna (NGC4038 och NGC 4039). Foto: Robert Gendler.

Många av de dimfläckar som teleskopen visar oss på himlen tillhör inte vår galax Vintergatan, utan är andra galaxer på miljontals ljusårs avstånd från oss. När smålänningen Erik Holmberg (1908–2000) disputerade i astronomi 1937 i Lund var denna kunskap om universum ny. Som doktorand hade Holmberg granskat fotografier tagna vid observatoriet i Heidelberg för att undersöka hur galaxer hopar sig i par och större grupper. Han diskuterade i en artikel 1940 möjligheten att galaxparen uppstod genom infångning, där tidvattenkrafterna som galaxerna utövade på varandra fick dem att förlora rörelseenergi och på så sätt göra det lättare för två galaxer som inte tidigare varit bundna till varandra att bilda ett galaxpar. Som exempel pekade Holmberg på Antenngalaxerna, ett berömt galaxpar vars inre struktur är oordnad och där långa strängar av material har kastats ut i rymden. Här såg tidvattenkrafter ut att verka under sammansmältningen av galaxerna. Att göra en teoretisk modell för hur ett galaxpar rör sig och studera den under en hel sammansmältning hade runt 1940 dock inneburit ett stort beräkningsarbete för hand, i en tid strax före den elektroniska datorn.

På observatoriet i Lund gav sig Holmberg därför i kast med ett finurligt experiment, där han på en 3 x 4 m bordsskiva efterliknade ett galaxpar som fångade in varandra. Hans idé byggde på att både gravitation och ljus avtar med kvadraten på avståndet – dubbleras en källas avstånd blir dess skenbara styrka en fjärdedel av den tidigare. Holmberg ställde i experimentet två uppsättningar glödlampor på bordet. I varje uppsättning, som representerade en galax, ingick 37 glödlampor (ställda i koncentriska cirklar, där yttersta cirkeln var 0,8 m i diameter). Ljus fick här alltså representera gravitation, och varje glödlampa motsvarade en klunga av stjärnor med en viss massa. Under försökets lopp ersattes en lampa i taget med en fotocell, ljusstyrkan från de övriga lamporna mättes och lamporna flyttades ett stycke enligt mätvärdena. Sedan upprepades mätningarna med fotocellen. Med ljuset till hjälp kunde Holmberg således efterlikna hur galaxerna påverkade varandra med gravitation. Genom lampornas förflyttning bevittnade han hur tidvattenkrafterna kunde underlätta en infångning, liksom hur spiralarmar bildades under passagens lopp.

Figur hämtad från Erik Holmberg, “On the Clustering Tendencies among the Nebulae, part II”, Astrophysical Journal, vol. 94, 1941, s. 391. © AAS. Reproduced with permission. 

November 1941, när andra världskriget rasat i över två år, gav Astrophysical Journal i USA ut Holmbergs studie. ”Bland mina mindre artiklar tycker jag särskilt om 1941”, skrev Holmberg 1986 i ett brev till en kollega. Angående experimentet konstaterade Holmberg i samma brev att han haft liten budget, att han fick göra allt själv (till exempel elinstallationerna) och att det gav extra krydda och tillfredsställelse när det gick att sköta allt på egen hand. Kurvlinjaler och mm-rutat papper var viktiga hjälpmedel i experimentet. Glödlamporna hade utvecklats i speciellt samarbete med Luma-fabriken i Stockholm.

Från 1950-talet och framåt har allt mer raffinerade datormodeller gjorts av såväl enskilda galaxer som större anhopningar. Holmbergs resultat bekräftades. Experimentet med glödlamporna blev med tiden en del av den muntliga berättartraditionen inom astronomin. Dock verkade ingen ha gjort om själva försöket. Det konstaterade studenten Aku Venhola vid Uleåborgs universitet, som 2013 rekonstruerade Holmbergs uppställning och framgångsrikt upprepade experimentet. Samma resultat av tidvattenkrafterna kunde ses och överensstämmelsen var god med de datormodeller som gjordes parallellt. Holmbergs arbete från 1941 är en levande klassiker.