#93: Anita Sundman och kosmologernas bilder av världen

Av Daniel Helsing

Anita Sundmans Universum sett från en annan plats: Kosmologernas bilder av världen från 1995 är en lite bortglömd pärla i den svenska populärvetenskapliga litteraturen. Sundman disputerade i astronomi vid Stockholms universitet 1974 och var verksam där som lärare och forskare fram till sin bortgång. Hon var även målare och populärvetenskaplig författare. Utöver Universum sett från en annan plats, vars omslag pryds av en av hennes akvareller, skrev hon en biografi över Lundaastronomen Knut Lundmark (Den befriade himlen: Ett porträtt av Knut Lundmark, 1988) och artiklar i tidskrifter som Populär Astronomi och Forskning & Framsteg.

Anita Sundman (till höger) tillsammans med Margareta Malmort. Foto: Alexis Brandeker.

Universum sett från en annan plats handlar om hur kosmologer genom tiderna har försökt föreställa sig världsalltet och skapat bilder av universum. ”Bilder” är här inte bara en metafor. Sundman intresserar sig för konkreta representationer av olika slag – teckningar, målningar, mekaniska modeller, fotografier och kartor. Kapitlen är i regel centrerade kring en forskare, ett projekt eller en frågeställning. I kapitel 2, exempelvis, får vi stifta bekantskap med James Ferguson, en fattig vallpojke och autodidakt från Skottland som började konstruera mekaniska modeller av solsystemet och sedan reste runt i Europa på populära föreläsningsturnéer. I kapitel 3 får vi följa konstruktionen av det stora, sedermera världsberömda Vintergatspanoramat i Lund i början av 1950-talet, under ledning av Knut Lundmark. I de efterföljande kapitlen möter vi bland annat Thomas Wright och hans märkliga och vackra bilder i An Original Theory or New Hypothesis of the Universe (1750), Jacobus Cornelius Kapteyn och hans matematiska diagram över Vintergatans struktur, och frågor om vad 1900-talets landvinningar inom astrofysiken betyder för samtidens bilder av universum.

Det som gör att Universum sett från en annan plats har ett bestående värde är inte minst Sundmans författarröst och de perspektiv hon väcker. Med ett på samma gång underfundigt, tillgängligt och poetiskt språk förmedlar hon inkännande kosmologernas visioner av världen och ställer samtidigt grundläggande frågor om vad det egentligen är vi gör när vi skapar bilder av universum. Redan i bokens inledande mening fångar hon det paradoxala i våra försök att representera världsalltet: ”Det är visserligen omöjligt att se universum från en annan plats, men det hindrar inte att man måste försöka” (s. 7). Sundman tar här fasta på att vi lever mitt i det universum vi försöker representera. Detta leder henne till en medvetenhet om bildernas historiska dimensioner. När vi skapar bilder gör vi det utifrån de metaforer, de föreställningar och de data som är tillgängliga för oss. Samtidigt framhåller hon att försöken att se universum från en annan plats är oundgängliga. Bilderna ger vetenskapen liv: ”Ekvationer, tabeller, resonemang må fylla de vetenskapliga publikationerna, men det som stannar i medvetandet är bilderna” (s. 130). Bilderna sporrar vår fantasi och gör oss kreativa, och genom dem lär vi oss mer om universum.

Historiemedvetenheten leder henne också till fruktbara perspektiv på förhållandet mellan naturvetenskapen och allmänkulturen. Även om naturvetenskap och allmänkultur skiljer sig åt i vissa avseenden vill Sundman hellre fokusera på det som förenar dem. ”Bilden av universum”, säger hon i det avslutande kapitlet, ”är en frukt av gränsområdet – det fält där de två språken når varandra och lånar ord och bilder av varandra” (s. 153). Sundmans diskussioner pekar inte bara på betydelsen av fortsatt korsbefruktning och samarbete över gränserna – de illustrerar också vikten av välskriven och reflexiv populärvetenskaplig litteratur.

#69: Gustaf Strömberg, Bertil Lindblad och den asymmetriska driften

Av Per Olof Lindblad

Gustaf Strömberg (1882-1962) var amanuens vid Stockholms Observatorium 1906-1913. Efter disputation 1916 for han till USA på stipendium och fick året därpå tjänst vid Mount Wilson-observatoriet där han stannade fram till sin pensionering 1956.

Gustaf Strömberg. Foto: Mount Wilson.

Strömberg studerade stjärnornas rörelser i rymden, baserat på ett digert material av egenrörelser, radialhastigheter och avstånd för stjärnor i solens omgivning. Han indelade stjärnorna i naturliga grupper och studerade gruppernas medelhastigheter samt spridningen inom gruppen. Resultaten, som haft stor betydelse för vår kunskap om Vintergatan och dess rotation, publicerades 1924 i Astrophysical Journal, där de sammanfattades i nedanstående figur. Hastigheterna ges här i km/s, projicerade på Vintergatans plan.  Notera att figuren inte är ett positionsdiagram utan anger hastigheternas storlek och riktning relativt solen. Nollpunkten (uppe till höger) är solens hastighet. Grupperna är angivna med romerska siffror, deras medelhastigheter markerade och spridningen kring medelvärdet angivet med mer eller mindre avlånga ellipser.

Rörelsemönster för olika klasser av stjärnor: III: stjärnor av spektralklass B; IV: stjärnor av spektralklass A; VI: stjärnor av spektralklass F, G, K, M; VIII: långperiodiska variabla stjärnor av spektralklass Me; IX: kortperiodiska variabla stjärnor; X: höghastighetsstjärnor; XI: klotformiga stjärnhopar.
Figuren från Gustaf Strömberg, ”The Asymmetry in Stellar Motions and the Existence of a Velocity-Restriction in Space”, Astrophysical Journal, vol. 59, 1924, s. 228.

Man ser en drift av medelhastigheterna på upp till flera hundra km/s i en viss riktning i Vintergatan och samtidigt en ökande hastighetsspridning. I motsatt riktning, från solen räknat, uppnås strax en gräns bortom vilken antalet stjärnor är försvinnande litet.

Innebörden av detta diagram sökte Uppsaladocenten Bertil Lindblad tolka. Som Strömberg påpekat tydde de höga hastigheterna på att stjärnorna ingår i ett Vintergatssystem betydligt större än det den holländske astronomen Jacobus Kapteyn framkastat. Strömberg anmärker också att riktningen för den asymmetriska driften är vinkelrät mot riktningen till centrum av de klotformiga stjärnhoparnas fördelning i rummet sådan den bestämts av Harvard-astronomen Harlow Shapley.

Bertil Lindblad. Foto: ESA.

Lindblad utgår nu från att stjärnorna i solens närhet går i banor runt ett avlägset massivt centrum. En del av dessa banor kan då vara nära cirkulära och andra mer eller mindre elliptiska. Om stjärnorna i elliptiska banor befinner sig på sitt största avstånd från centrum (apocentrum), är hastigheten i banan mindre än den cirkulära hastigheten och stjärnorna härrör från de inre delarna av systemet. Om de å andra sidan befinner sig på sitt minsta av stånd från centrum (pericentrum) är hastigheten större än den cirkulära och stjärnorna hör hemma i de yttre delarna av systemet. Om hastigheten är tillräckligt stor (över flykthastigheten), lämnar stjärnan systemet helt, och sådana banor blir försvinnande fåtaliga.

Lindblad antar nu att solen tillsammans med A- och B-stjärnorna rör sig i nära cirkulära banor. När vi flyttar oss längre ned i diagrammet, blir banorna mer och mer excentriska med apocentrumhastigheter mindre än de cirkulära ända tills vi når de klotformiga stjärnhoparna och höghastighetsstjärnorna, där Lindblad antar att medelhastigheten i apocentrum är nära noll och nästan lika många hopar går motsols runt centrum som medsols. Riktningen till centrum måste då vara vinkelrät mot riktningen för den asymmetriska driften, vilket visar sig stämma väl överens med Shapleys resultat. Av Strömbergs diagram ser vi då att den cirkulära hastigheten blir av storleksordningen 300 km/s. Med Shapleys värde på avståndet till centrum för systemet, härleder Lindblad Vintergatssystemets totala massa till 180 miljarder solmassor.