”Där vi inte vet någonting kan vi spekulera utan att vara rädda för motsägelser.” Med dessa ord, som skrevs i Scientific American 1909, beskrev den engelske astronomen F. W. Henkel, medlem av Royal Astronomical Society, utan uppenbar förlägenhet en stor del av den astronomiska kulturen för hundra år sedan. Det var en tid då experter använde sig av mycket begränsade uppgifter för att göra heltäckande påståenden om solsystemets bildning och utveckling, om existensen av en planet vid namn Vulcan och om förekomsten av liv på andra planeter.
Fängslande, men i slutändan felaktiga, idéer om vårt solsystem är uppenbara i många av de tidiga Scientific American-artiklar som samlats i det här specialnumret. Nyare artiklar, vill vi gärna tro, presenterar mer robusta påståenden, eftersom de är baserade på något snarare än ingenting. Tillsammans illustrerar denna samling på ett underbart sätt hur vetenskapen om astronomi har utvecklats under de senaste 150 åren.
I dag lär sig astronomer att dricka ur en brandslang. Den enorma mängden bitar som samlas in av moderna teleskop översvämmar våra datorer och överväldigar vår förmåga att lagra och analysera informationen. Vi har gått in i en guldålder för astronomisk information, och vi är extremt säkra på vad vi påstår oss veta. Det förflutna innehåller dock några lektioner i ödmjukhet.
För hundra år sedan kompenserade våra datautmanade föregångare sitt underskott med gissningar förklädda till sofistikerade argument. På dessa sidor skrev en oidentifierad astronom 1879: ”Under den lugnaste natten är det nästan omöjligt att lyckas göra en passabel teckning av en planet som Mars, eftersom bilden som syns i reflektorn är vågig, darrig och förvirrad”. En teckning! I dag använder astronomerna gigantiska teleskop med segmenterade speglar som hela tiden sjunker ihop under gravitationskraften och som flera gånger i sekunden vrids tillbaka till sin form av hundratals datorstyrda motorer. Under tiden skickar andra datorer laserstrålar upp mot himlen, där de reflekteras av natriumskiktet i stratosfären för att skapa ”ledstjärnor” som gör det möjligt för moderna teleskop att mäta – och korrigera – bildförvrängningar som orsakas av turbulens i jordens atmosfär.
När jag försöker få fram ytterligare en upptäckt ur en datamängd full av upptäckter som ännu inte gjorts, fylls jag av enorm respekt och beundran, till och med av vördnad, för dem som kom före mig, vars imponerande upptäckter var ytterst svårförtjänta, även om de slutsatser de drog av sina data ofta var helt fel. De astronomer vi möter på dessa sidor var fantasifulla och extremt självsäkra. Ta till exempel Charles A. Young från Princeton University, en av sin tids främsta astronomer; hans prisade elev var Henry Norris Russell, en av de viktigaste astronomerna genom tiderna. ”Då och då meddelar tidningarna om upptäckten av en ny planet”, skrev Young i Scientific American år 1877. (Idag kallar vi dessa objekt för asteroider snarare än planeter, men det är en annan historia). Han informerar sedan sina läsare: ”För närvarande är antalet kända kroppar 172; hela antalet kan troligen räknas i tusental”. Tusentals!
I 1928 skrev ingen mindre än Russell, som då var dekanus bland amerikanska astronomer, en egen artikel om asteroider. Hur mycket hade vetenskapsmännen lärt sig under det mellanliggande halvseklet? ”Om en planet definieras som astronomer brukar göra, bara som en kropp som följer en oberoende bana runt solen, är upptäckten av ytterligare en eller ett dussin knappast någon nyhet alls”, skrev Russell. ”Mer än tusen av dessa små kroppar finns redan förtecknade … och det är troligt att ytterligare tusen eller fler kommer att läggas till innan berättelsen tar slut.” I dag listar Internationella astronomiska unionens katalog Minor Planet Center mer än en miljon asteroider, och astronomer lägger till mer än 50 000 nya objekt till denna databas varje år. Utan att begränsas av data gissade både Young och Russell. Båda hade mycket fel.
Artiklarna på de följande sidorna avslöjar andra exempel på missriktad säkerhet i slutet av 1800-talet och början av 1900-talet. Författaren till en artikel från 1879, ”Another World Inhabited Like Our Own”, skrev att vegetationen på Mars var ansvarig för planetens röda färg och rekommenderade att man skulle göra observationer av Mars när dess invånare ”njuter av fint väder”.
I början av 1900-talet var förekomsten av liv på Mars mindre uppenbar. Förväntningarna på att det fanns gott om liv i hela solsystemet var fortfarande höga, men som en artikel från 1905 med titeln ”Life on Other Worlds” rapporterade: ”Vi känner inte till någon annan värld som lämpar sig för liv utanför solsystemet…. vårt system verkar vara helt unikt i den kända skapelsen”. Idag är astronomer på väg att upptäcka jordstora planeter med jordliknande temperaturer runt solliknande stjärnor. Så mycket för absolut unikhet.
Fyra år senare konstaterade Henkel: ”Ingenting verkar hindra existensen av helt olika varelser på var och en av planeterna”. Till och med Jupiters och Saturnus månar borde vara befolkade, resonerade han: ”Det finns ingen anledning, såvitt vi vet, till att åtminstone några av deras satelliter inte skulle vara hemvist för levande varelser”. När det gäller Venus skrev Henkel att den ”vänder sig en gång runt sin egen axel” var 23:e timme och 21:a minut. Fel. ”Luft, vatten, land, kontinenter, berg, polarsnön etc. verkar alla vara närvarande.” Fel. ”Så långt vår begränsade kunskap sträcker sig, verkar bevisen för existensen av levande varelser av en karaktär som inte skiljer sig så mycket från dem som vi är bekanta med så fullständiga som vi rimligen kan förvänta oss.” Fel igen.
Vad händer med Mars? Mars visar ”gröna och lila fläckar”. Tyvärr, nej. Atmosfären är ”laddad med moln och dimmor” och ytan är täckt av ”många smala ’hav'”. ” Nej. ”Även om vissa entusiastiska observatörer är övertygade om att det finns rationella varelser, i ett avancerat civilisationsstadium, som bebor Mars, kan vi nog stanna upp innan vi kommer fram till denna slutsats.” Vi bör applådera Henkels sista varningstecken.
En annan artikel, ”The Red God of the Sky”, avslöjar att det 1909 hade gjorts framsteg: ett observationsprojekt som pågick vid Mount Whitney i Kalifornien på 14 501 meters höjd avslöjade att ”Mars har inte mer vatten än månen … polartrakterna kan inte bestå av is, snö eller isfrost; det rimligaste förslaget är att de är gjorda av stelnad koldioxid”. Slutligen, med goda data i handen, drog astronomerna slutsatsen att Mars var en torr ödemark, med en mycket svag atmosfär bestående av koldioxidgas som dröjde över ”en död värld”. För ett helt sekel sedan började det nya århundradets teknik hämma astronomernas vana att spekulera utan rädsla för motsägelser.
De framsteg som gjorts av världens astronomer och som dokumenteras på dessa sidor är betryggande. Vetenskapen är självkorrigerande; våra efterföljare kommer att kasta våra misstag i den soptunna som vi kallar historia. Accelererar det expanderande universum på grund av mörk energi? Kanske det. Är 80 procent av massan i universum kall mörk materia? Kanske. Finns det mikroskopiskt liv under en sten nära Mars ekvator? Kanske. Finns det andra universum i ett 10-dimensionellt multiuniversum? Kanske.
Vi har petabytes av data, men vi är med största sannolikhet fattiga på data i jämförelse med vad framtida generationer kommer att ha. Vi spekulerar med endast en liten rädsla för motsägelser. Gränsen mellan vetenskap och gissningar är fortfarande suddig. Om vi är ärliga mot oss själva inser vi att vi vet mindre än vad vi påstår oss veta.
Detta specialnummer av Scientific American öppnar ett fönster in i vårt vetenskapliga förflutna, men det erbjuder oss mycket mer än så. Dessa artiklar avslöjar något oerhört viktigt om det vetenskapliga företaget: precis som vårt solsystem som utvecklas förändras kunskapen i sig själv med tiden. En tillbakablick ger en hälsosam påminnelse om hur vetenskapen fungerar när den görs rätt.