“Waar we niets weten, mogen we speculeren zonder bang te hoeven zijn voor tegenspraak.” Met deze woorden, geschreven in Scientific American in 1909, beschreef de Engelse astronoom F.W. Henkel, een Fellow van de Royal Astronomical Society, zonder duidelijke gêne een groot deel van de cultuur van de astronomie een eeuw geleden. Het was een tijdperk waarin deskundigen zeer beperkte gegevens gebruikten om allesomvattende beweringen te doen over de vorming en evolutie van het zonnestelsel, het bestaan van een planeet genaamd Vulcanus en de aanwezigheid van leven op andere planeten.
Aantrekkelijke, maar uiteindelijk onjuiste, ideeën over ons zonnestelsel komen naar voren in veel van de vroege Scientific American artikelen die in deze speciale uitgave zijn verzameld. Recentere artikelen, zouden we graag denken, presenteren meer robuuste beweringen, omdat ze zijn gebaseerd op iets in plaats van niets. Samen illustreert deze verzameling op prachtige wijze hoe de wetenschap van de astronomie zich in de afgelopen 150 jaar heeft ontwikkeld.
Tegenwoordige astronomen leren om uit een brandslang te drinken. De enorme hoeveelheid bits die door moderne telescopen wordt verzameld, overspoelt onze computers en overweldigt ons vermogen om de informatie op te slaan en te analyseren. We zijn een gouden tijdperk van astronomische informatie binnengetreden, en we zijn uiterst zelfverzekerd over wat we beweren te weten. Het verleden bevat echter een aantal lessen in nederigheid.
Een eeuw geleden compenseerden onze voorgangers met gebrek aan gegevens hun tekort met giswerk vermomd als geraffineerde argumenten. In deze bladzijden schreef een onbekende astronoom in 1879: “Gedurende de kalmste nacht is het bijna onmogelijk om een behoorlijke tekening te maken van een planeet als Mars, omdat het beeld dat je ziet in de reflector golvend, trillend en verward is.” Een tekening! Tegenwoordig gebruiken astronomen reusachtige gesegmenteerde spiegeltelescopen die voortdurend doorbuigen onder de zwaartekracht en meerdere malen per seconde door honderden computergestuurde motoren weer in vorm worden gebracht. Ondertussen sturen andere computers laserstralen naar de hemel, waar ze weerkaatsen op de natriumlaag in de stratosfeer om “gidssterren” te creëren waarmee moderne telescopen beeldvervormingen kunnen meten – en corrigeren – die worden veroorzaakt door turbulentie in de atmosfeer van de aarde.
Wanneer ik nog één ontdekking probeer te halen uit een gegevensverzameling vol nog niet gedane ontdekkingen, word ik vervuld met enorm respect en bewondering, zelfs ontzag, voor hen die mij voorgingen, wier indrukwekkende ontdekkingen uiterst hard verdiend waren, zelfs als de conclusies die zij uit hun gegevens trokken vaak doodleuk fout waren. De astronomen die we op deze pagina’s ontmoeten, waren vindingrijk en buitengewoon zelfverzekerd. Neem bijvoorbeeld Charles A. Young van Princeton University, een van de meest vooraanstaande astronomen van zijn tijd; zijn beste leerling was Henry Norris Russell, een van de belangrijkste astronomen aller tijden. “Zo nu en dan kondigen de kranten de ontdekking van een nieuwe planeet aan,” schreef Young in 1877 in Scientific American. (Tegenwoordig noemen we deze objecten asteroïden in plaats van planeten, maar dat is een ander verhaal.) Vervolgens informeert hij zijn lezers: “Op dit moment zijn er 172 van deze hemellichamen bekend; het totale aantal moet waarschijnlijk op duizenden worden geschat.” Duizenden!
In 1928 schreef niemand minder dan Russell, toen de deken van de Amerikaanse astronomen, zijn eigen artikel over asteroïden. Hoeveel hadden wetenschappers geleerd in de tussenliggende halve eeuw? “Als een planeet wordt gedefinieerd, zoals astronomen plegen te doen, als een lichaam dat een onafhankelijke baan om de zon volgt, dan is de ontdekking van één of meer van een dozijn asteroïden nauwelijks nieuws,” schreef Russell. “Meer dan duizend van deze kleine lichamen zijn al op de lijst … en het is waarschijnlijk dat er nog duizend of meer zullen worden toegevoegd voordat het verhaal ten einde loopt.” Tegenwoordig bevat de catalogus van de International Astronomical Union’s Minor Planet Center meer dan een miljoen asteroïden, en astronomen voegen elk jaar meer dan 50.000 nieuwe objecten toe aan deze database. Young en Russell waren niet gebonden aan gegevens, dus ze gokten. Beiden zaten er erg naast.
De artikelen in de volgende bladzijden onthullen andere voorbeelden van misplaatste zekerheid in de late 19e en vroege 20e eeuw. De auteur van een ongeciteerd artikel uit 1879, “Another World Inhabited Like Our Own,” schreef dat vegetatie op Mars verantwoordelijk was voor de rode tint van de planeet en raadde aan om waarnemingen aan Mars te doen wanneer zijn bewoners “genieten van mooi weer.”
In het begin van de 20e eeuw was de aanwezigheid van leven op Mars minder voor de hand liggend. De verwachtingen dat er overal in het zonnestelsel leven zou zijn, bleven hooggespannen, maar zoals een artikel uit 1905 met de titel “Life on Other Worlds” meldde: “We kennen geen andere wereld die geschikt is voor leven buiten het zonnestelsel…. ons stelsel lijkt absoluut uniek te zijn in de bekende schepping.” Vandaag de dag staan astronomen op het punt planeten ter grootte van de aarde te ontdekken met aardse temperaturen rond zonachtige sterren. Tot zover de absolute uniciteit.
Vier jaar later merkte Henkel op: “Niets schijnt het bestaan van totaal verschillende wezens op elk van de planeten in de weg te staan.” Zelfs de manen van Jupiter en Saturnus zouden bevolkt moeten zijn, zo redeneerde hij: “Er is geen enkele reden, voor zover wij weten, waarom althans sommige van hun satellieten niet de verblijfplaats zouden zijn van levende wezens.” Wat Venus betreft, Henkel schreef dat deze “elke 23 uur en 21 minuten eenmaal om haar eigen as draait”. Fout. “Lucht, water, landen, continenten, bergen, poolneeuw, enz. lijken allemaal aanwezig te zijn. Fout. “Dus, voor zover onze beperkte kennis reikt, lijkt het bewijs voor het bestaan van levende wezens, van een karakter dat niet veel verschilt van die waarmee we vertrouwd zijn, zo volledig als we redelijkerwijs kunnen verwachten.” Wrong again.
Wat dacht u van Mars? Mars vertoont “groene en paarse vlekken.” Sorry, nee. De atmosfeer is “vol wolken en nevels,” en het oppervlak is bedekt met “talrijke smalle ‘zeeën’. “Hoewel sommige enthousiaste waarnemers overtuigd zijn van het bestaan van rationele wezens, in een vergevorderde staat van beschaving, die Mars bewonen, kunnen we wel even pauzeren voordat we tot deze conclusie komen. We moeten Henkels laatste voorzichtige opmerking toejuichen.
Een ander artikel, “The Red God of the Sky”, onthult dat er in 1909 vooruitgang was geboekt: een waarnemingsproject dat aan de gang was op de 14.501 voet hoge top van Mount Whitney, Californië, onthulde dat “Mars niet meer water heeft dan de maan … de poolgebieden kunnen geen ijs, sneeuw of rijp zijn; de meest redelijke suggestie is dat ze bestaan uit gestold kooldioxide.” Uiteindelijk, met goede gegevens in handen, concludeerden astronomen dat Mars een dorre woestenij was, met een zeer ijle atmosfeer bestaande uit kooldioxide gas dat over “een dode wereld” hing. Een volle eeuw geleden begonnen de technologieën van de nieuwe eeuw een rem te zetten op de gewoonte van astronomen om te speculeren zonder angst voor tegenspraak.
De vooruitgang die is geboekt door de wereldgemeenschap van astronomen, zoals gedocumenteerd in deze bladzijden, is geruststellend. Wetenschap is zelfcorrigerend; onze opvolgers zullen onze fouten in de vuilnisemmer gooien die we geschiedenis noemen. Versnelt het uitdijende heelal door donkere energie? Misschien. Is 80 procent van de massa in het universum koude donkere materie? Misschien. Bestaat er microscopisch leven onder een rots bij de evenaar van Mars? Misschien. Bestaan er andere universa in een 10-dimensionaal multi-universum? Misschien.
We hebben petabytes aan gegevens, maar we zijn vrijwel zeker gegevensarm in vergelijking met wat toekomstige generaties zullen hebben. We speculeren met slechts een beetje angst voor tegenspraak. De grens tussen wetenschap en gissen is nog steeds wazig. Als we eerlijk zijn tegenover onszelf, erkennen we dat we minder weten dan we beweren te weten.
Dit speciale nummer van Scientific American opent een venster op ons wetenschappelijk verleden, maar het biedt ons veel meer dan dat. Deze artikelen onthullen iets buitengewoon belangrijks over de wetenschappelijke onderneming: net als ons evoluerende zonnestelsel, verandert de kennis zelf in de loop der tijd. Een terugblik biedt een gezonde herinnering over hoe wetenschap werkt als het goed wordt gedaan.