Door ons gezichtsvermogen verder te vergroten dan onze voorouders voor
mogelijk hielden,banen deze wonderbaarlijke instrumenten, de telescopen,
de weg naar een dieper en volmaakter begrip van de natuur. - René Descartes, 1637
Duizenden jaren heeft de mensheid de fascinerende nachthemel bekeken
zonder te beseffen dat de sterren van ons Melkwegstelsel andere zonnen zijn
of dat het heelal met miljarden van zulke stelsels gevuld is
of dat wij slechts een voetnoot zijn in de al 13,7 miljard jaar
durende kosmische geschiedenis.
Met slechts onze ogen als instrument konden we geen
zonnestelsels bij andere sterren ontdekken of vaststellen
of er ook elders in het heelal leven bestaat.
Maar inmiddels hebben we al veel vraagstukken over het heelal
opgelost: we leven in een tijd waarin meer sterrenkundige ontdekkingen
zijn gedaan dan ooit tevoren.
Ik ben Dr. J en ik zal je gids zijn bij de telescoop -
het verbazingwekkende instrument dat de sleutel bleek
tot de poorten van het heelal.
OGEN OP DE HEMEL 400 jaar van ontdekkingen met de telescoop
1. Een nieuwe kijk op de hemel
Vier eeuwen geleden, in 1609, wandelde een man
de velden bij zijn huis in.
Hij richtte zijn zelfgebouwde telescoop op de maan, de planeten en de sterren.
Zijn naam was Galileo Galilei.
De sterrenkunde zou nooit meer dezelfde zijn.
Nu, 400 jaar nadat Galilei als eerste een telescoop op de hemel richtte
gebruiken sterrenkundigen enorme spiegels op verre bergtoppen om de hemel te bestuderen.
Radiotelescopen ontvangen zwakke bliepjes en geruis uit de ruimte.
Wetenschappers hebben zelfs telescopen de ruimte in gebracht
ver boven de verstorende invloed van onze atmosfeer.
En het uitzicht was adembenemend!
Maar Galilei was niet degene die de telescoop uitvond.
Die eer gaat naar Hans Lipperhey, een vrij onbekende
Nederlands/Duitse brillenmaker.
Maar Hans Lipperhey keek nooit met zijn telescoop naar de sterren.
Hij dacht dat zijn uitvinding vooral nuttig was
voor zeevaarders en soldaten.
Lipperhey kwam uit Middelburg, destijds een grote handelsstad
in de jonge Republiek der Nederlanden.
In 1608 ontdekte Lipperhey dat als je een ver object
door een bolle en een holle lens bekeek, het object groter leek als je
de twee lenzen maar precies ver genoeg achter elkaar hield.
De telescoop was geboren!
In september 1608 liet Lipperhey zijn uitvinding zien aan
Prins Maurits van de Nederlanden.
Hij had geen beter moment kunnen uitkiezen, want
in die tijd waren de Nederlanden verwikkeld in de
Tachtigjarige Oorlog met Spanje.
De nieuwe verrekijker kon objecten vergroten, zodat je
vijandige schepen en troepen kon zien die eigenlijk te ver weg waren
om met het blote oog zichtbaar te zijn.
Dat was nog eens een nuttige uitvinding!
Maar de Nederlandse regering verleende Lipperhey geen octrooi op zijn telescoop.
Dat kwam doordat ook andere kooplieden beweerden de uitvinder te zijn
met name Lipperheys concurrent Sacharias Janssen.
De kwestie is nooit opgelost.
Tot aan de dag van vandaag staat niet precies vast wie de telescoop uitvond.
De Italiaanse sterrenkundige Galileo Galilei, de vader van de moderne natuurkunde
hoorde van de telescoop en besloot er zelf een te bouwen.
Ongeveer tien maanden geleden, kwam mij ter ore dat een zekere
Vlaming een oogglas had geconstrueerd waarmee je zichtbare objecten
ondanks hun grote afstand tot het oog van de waarnemer, kon bekijken
alsof ze dichtbij waren.
Galilei was de grootste wetenschapper van zijn tijd.
Hij was ook een fanatiek aanhanger van het nieuwe wereldbeeld van de
Poolse sterrenkundige Nicolaus Copernicus, die voorstelde dat
de aarde om de zon draaide, in plaats van andersom.
Gebaseerd op wat hij van de Hollandse kijker had gehoord, bouwde Galilei
zijn eigen instrumenten.
Deze waren van veel betere kwaliteit.
Uiteindelijk, kosten noch moeite sparend, slaagde ik
erin een instrument te bouwen dat zo uitstekend was dat
de objecten die ik bekeek bijna duizend keer groter leken
dan wanneer ik hen met het blote oog aanschouwde.
Het werd tijd om de telescoop omhoog te richten.
Ik ben tot de overtuiging gekomen dat het oppervlak van de maan
niet zo glad, gelijkmatig en volmaakt bolvormig is
als zeer vele filosofen beweren.
Het is juist ongelijkmatig en vertoont tal van gaten en uitsteeksels
net als het aangezicht van de aarde.
Een landschap van kraters, bergen en valleien.
Een wereld als de onze!
Enkele weken later, in januari 1610, keek Galilei naar Jupiter.
Dicht bij de planeet zag hij vier lichtpuntjes die zich
samen met Jupiter langs de nachthemel verplaatsten.
En het leek alsof deze begeleiders een trage dans om de planeet maakten.
Deze vier lichtpuntjes staan nu bekend als
de Galileïsche manen van Jupiter.
Wat heeft Galilei nog meer ontdekt?
De schijngestalten van Venus!
Net als de maan doorloopt Venus een cyclus van sikkel tot
volle schijf en weer terug.
Vreemde uitsteeksels aan weerszijden van Saturnus.
Donkere vlekken op de zon.
En sterren natuurlijk.
Duizenden sterren, misschien zelfs miljoenen.
Stuk voor stuk te zwak voor het blote oog.
Het was alsof de mensheid plotseling haar blinddoek was kwijtgeraakt.
Er bleek een compleet heelal op ontdekking te wachten.
Het nieuws over de telescoop ging als een lopend vuurtje door Europa.
In Praag, aan het hof van keizer Rudolf II, bracht Johannes Kepler
verbeteringen aan in het ontwerp van het instrument.
In Antwerpen maakte de Nederlandse cartograaf Michael van Langren
de eerste betrouwbare maankaarten waarop hij structuren tekende die
continenten en oceanen voorstelden.
En Johannes Hevelius, een rijke brouwer uit Polen, bouwde enorme
telescopen in zijn sterrenwacht in Danzig.
Deze sterrenwacht was zó groot dat hij zich over drie daken uitstrekte!
Maar de beste instrumenten uit die tijd werden waarschijnlijk gemaakt
door de Nederlander Christiaan Huygens.
In 1655 ontdekte Huygens Titan, de grootste maan van Saturnus.
Enkele jaren later, stelde hij vast dat Saturnus omgeven is door een ring
iets wat Galilei nooit begrepen had.
En ten slotte zag Huygens ook nog donkere vlekken en heldere
poolkappen op Mars.
Zou er leven kunnen zijn op deze verre, vreemde wereld?
Deze vraag houdt sterrenkundigen ook nu nog bezig.
De eerste telescopen maakten allemaal gebruik van lenzen
om het licht van sterren te verzamelen en samen te brengen.
Later maakten de lenzen plaats voor spiegels.
De eerste spiegeltelescoop werd gebouwd door Niccolò Zucchi
en later verbeterd door Isaac Newton.
Eind 18de eeuw werden de grootste spiegels ter wereld gegoten
door William Herschel, een organist die astronoom werd
en samenwerkte met zijn zus Caroline.
In hun huis in Bath, in Engeland, goten de Herschels roodgloeiend
gesmolten metalen in een vorm en als het geheel was afgekoeld
polijstten zij het oppervlak net zo lang totdat het sterlicht weerkaatste.
In de loop van zijn leven bouwde Herschel meer dan 400 telescopen.
De grootste van deze was zo enorm, dat hij vier hulpen nodig had om
alle touwen, wielen en katrollen te bedienen die nodig waren
om de beweging van de sterren langs de nachthemel te volgen
die uiteraard het gevolg is van de draaiing van de aarde.
Herschel ontpopte zich als een echte verkenner, die de hemel afspeurde en
honderden nieuwe nevels en dubbelsterren ontdekte.
Hij stelde ook vast dat de Melkweg een platte schijf moest zijn.
En zelfs mat hij de snelheid van het zonnestelsel binnen die schijf
door de onderlinge bewegingen van de sterren en de planeten te observeren.
En toen, op 13 maart 1781, ontdekte hij een nieuwe planeet: Uranus.
Het zou meer dan 200 jaar duren voordat de NASA-ruimtesonde Voyager 2
de eerste close-up foto's van deze verre wereld maakte.
Op het weelderige platteland van lerland bouwde William Parsons
de derde graaf van Rosse, de grootste telescoop van de 19de eeuw.
Met een metalen spiegel van maar liefst 1,8 meter, stond deze
reuzentelescoop bekend als 'Het monster van Parsonstown'.
Tijdens de schaarse heldere, maanloze nachten keek de graaf door het oculair
en maakte hij denkbeeldige lange tochten door het heelal.
Naar de Orionnevel, waarvan we nu weten dat het de geboorteplaats van sterren is.
En ook naar de geheimzinnige Krabnevel, het overblijfsel van een supernova-explosie.
En de Draaikolknevel?
Graaf Rosse was de eerste die zag dat deze een indrukwekkende spiraalvorm heeft.
Het is een sterrenstelsel als het onze, met wolken van donker stof en gloeiend gas
miljarden afzonderlijke sterren, en wie weet -
misschien zelfs planeten als de onze.
De telescoop was het vaartuig geworden waarmee de mens het heelal kon ontdekken.
2. Groter is beter
's Avonds wennen je ogen aan het donker.
Je pupillen worden wijder om meer licht door te laten.
Hierdoor kun je zwakkere objecten zien, en ook meer sterren.
Stel je nu eens voor dat je pupillen een meter groot waren.
Dat zou er nogal gek uitzien, maar je zou superogen hebben!
En dat is precies hoe een telescoop werkt.
Een telescoop is een soort trechter.
Zijn grote lens of spiegel verzamelt sterlicht en levert dat af in je oog.
Hoe groter de lens of spiegel van een telescoop, des te zwakker zijn de objecten die je kunt zien.
De grootte is dus allesbepalend.
Maar hoe groot kan een telescoop zijn?
Als je met lenzen werkt, niet zo groot.
De hoofdlens moet al het sterlicht doorlaten.
En kan dus alleen langs de rand ondersteund worden.
Als je de lens te groot maakt, wordt hij te zwaar en begint hij onder zijn eigen gewicht door te buigen.
Daardoor wordt het telescoopbeeld vervormd.
De grootste lenzenkijker is in 1897 voltooid; hij staat in de Yerkes-sterrenwacht bij Chicago.
Zijn hoofdlens is iets meer dan een meter groot.
En de kijkerbuis is maar liefst 18 meter lang.
Met de Yerkes-telescoop hadden de bouwers van lenzenkijkers hun grenzen wel zo'n beetje bereikt.
Wil je een grotere telescoop?
Gebruik dan een spiegel.
In een spiegeltelescoop wordt het sterlicht door een spiegel weerkaatst in plaats van doorgelaten.
Dat betekent dat een spiegel een stuk dunner mag zijn dan een lens: je kunt hem immers van achteren ondersteunen.
Het gevolg is dat je spiegels veel groter kunt maken dan lenzen.
Een eeuw geleden kwamen er grote spiegels naar het zuiden van Californië.
Destijds was Mount Wilson nog een afgelegen berg in de wildernis van de San Gabriel Mountains.
De hemel was er helder en de nachten waren donker.
Hier bouwde George Ellery Hale eerst een 1,5-meter telescoop.
Deze was kleiner dan het 'Monster' van Lord Rosse, maar wel van veel betere kwaliteit.
En ook de plek was veel beter.
Hale haalde de lokale zakenman John Hooker ertoe over om een 2,5-meter telescoop te financieren.
Vele tonnen glas en staal werden naar de top van Mount Wilson gebracht.
De Hooker-telescoop werd in 1917 voltooid.
Dertig jaar lang zou dit de grootste telescoop ter wereld zijn.
Een groot kosmisch geschut, klaar om het heelal aan te vallen.
En aanvallen deed hij!
De enorme schaalvergroting van de nieuwe telescoop ging gepaard
met een nieuwe manier om het heelal te bekijken.
De sterrenkundigen keken niet meer door het oculair van de nieuwe reus.
In plaats daarvan verzamelden ze het licht uren achter elkaar op fotografische platen.
Nog nooit had iemand zo ver de ruimte in gekeken.
Spiraalnevels bleken uit talloze afzonderlijke sterren te bestaan.
Zouden dat sterrenstelsels zoals ons eigen Melkwegstelsel zijn?
In de Andromedanevel ontdekte Edwin Hubble een bijzonder soort sterren
die met grote regelmaat van helderheid veranderen.
Uit zijn waarnemingen kon Hubble afleiden hoe ver de Andromedanevel van ons vandaan is:
bijna een miljoen lichtjaar.
Spiraalnevels, zoals die in Andromeda, waren overduidelijk complete sterrenstelsels.
Maar dat was niet de enige verrassing.
De meeste van deze sterrenstelsel bleken van ons Melkwegstelsel weg te bewegen.
Op Mount Wilson ontdekte Hubble dat nabije sterrenstelsels met kleine snelheden weg vluchtten
terwijl verre sterrenstelsels een veel grotere vluchtsnelheid hadden.
De conclusie?
Het heelal dijt uit.
De Hooker-telescoop had de belangrijkste sterrenkundige ontdekking van de 20ste eeuw opgeleverd.
Dankzij de telescoop weten we nu meer van de geschiedenis van het heelal.
Het heelal is iets minder dan 14 miljard jaar geleden geboren
door een enorme explosie van tijd en ruimte, materie en energie, die
de oerknal wordt genoemd.
Kleine rimpelingen in de oermaterie groeiden uit tot grote verdichtingen.
Daaruit ontstonden de sterrenstelsels.
In allerlei soorten en maten.
Door kernfusie in de kernen van sterren ontstonden nieuwe atomen.
Koolstof, zuurstof, ijzer, goud.
Supernova-explosies bliezen deze zware elementen de ruimte in.
Ruw materiaal voor de vorming van nieuwe sterren.
En planeten!
Ooit, ergens, op de een of andere manier evolueerden eenvoudige organische moleculen tot levende organismen.
Het leven is één van de wonderen in een alsmaar evoluerend heelal.
We bestaan uit sterrenstof.
Dat grootse en meeslepende inzicht
hebben we te danken aan de telescoop.
Stel je voor: zonder de telescoop zouden we slechts zes planeten kennen
één maan, en een paar duizend sterren.
De sterrenkunde zou nog in haar kinderschoenen staan.
Al sinds onheuglijke tijden presenteren de buitenposten van het heelal zich als ongrijpbare schatten
aan avontuurlijke onderzoekers.
Prinsen en machtsdragers, politici en industriëlen voelden net als wetenschappers
de verlokkingen van de onbekende zeeën van de ruimte, en dankzij hun inbreng
van instrumentele middelen werd het onderzoeksterrein snel groter.
George Ellery Hale had één laatste droom:
Een telescoop bouwen die twee keer zo groot was als de vorige recordhouder.
Dit is de 'grande dame' van de 20ste-eeuwse sterrenkunde.
De 5-meter Hale-telescoop op Palomar Mountain.
Meer dan vijfhonderd ton bewegende massa, die zo goed uitgebalanceerd is
dat hij met de gratie van een ballerina kan bewegen.
Zijn 40 ton wegende spiegel maakt sterren zichtbaar die 40 miljoen keer te zwak zijn voor het blote oog.
De in 1948 voltooide Hale-telescoop leverde ongekende beelden op van planeten
sterrenhopen, nevels en sterrenstelsels.
Gasreus Jupiter met zijn vele manen.
De verbluffende Vlamnevel.
IJle gasslierten in de Orionnevel.
Maar kon het nog groter?
Eind jaren zeventig deden Sovjet-astronomen een poging.
Hoog in de bergen van de Kaukasus bouwden zij de 'Bolshoi Teleskop Azimutalnyi'
met een hoofdspiegel van 6 meter.
Maar deze heeft nooit aan zijn verwachtingen voldaan.
Hij was gewoon te groot, te duur en te onhandelbaar.
Moesten de telescoopbouwers de handdoek nu maar in de ring gooien?
Vielen hun dromen van nog grotere instrumenten in duigen?
Was er een voortijdig einde gekomen aan de geschiedenis van de telescoop?
Nee, natuurlijk niet.
Inmiddels zijn er 10-meter telescopen in bedrijf.
En nog grotere liggen op de tekentafel.
Wat de oplossing was?
Nieuwe technologieën.
3. Technologie als redmiddel
Net zoals moderne auto's niet meer op een T-Ford lijken, zijn de
huidige telescopen compleet anders dan hun klassieke voorlopers
zoals de 5-meter Hale-telescoop.
Om te beginnen zijn hun monteringen veel kleiner.
De ouderwetse parallactische montering is er een waarbij één van de assen
altijd evenwijdig staat aan de rotatie-as van de aarde.
Om de beweging van de hemel te kunnen volgen, hoeft de telescoop alleen maar met
dezelfde snelheid rond zijn as te draaien als waarmee de aarde rond haar as draait.
Heel eenvoudig, maar het vreet ruimte.
De moderne azimutale montering is vele malen compacter.
Met zo'n montering wordt de telescoop op dezelfde manier gericht als een kanon.
Je kiest een richting en een hoogte en klaar ben je.
Het probleem is dan alleen nog het volgen van de hemelbeweging.
Daartoe moet de telescoop met verschillende snelheden om beide assen draaien.
Eigenlijk is dit pas goed mogelijk sinds telescopen met computers worden bestuurd.
Een kleinere montering is goedkoper.
Bovendien past deze in een kleinere koepel, wat de bouwkosten nog verder verlaagd
en de beeldkwaliteit ten goede komt.
Kijk bijvoorbeeld maar eens naar de twee Keck-telescopen op Hawaï.
Hoewel hun 10-meter spiegels twee keer zo groot zijn als die
van de Hale-telescoop, passen ze in veel kleinere koepels
dan die op Palomar Mountain.
Ook de telescoopspiegels zijn veranderd.
Vroeger waren ze dik en zwaar.
Nu zijn ze dun en licht.
In reusachtige, ronddraaiende ovens worden nu vele meters grote spiegels gegoten.
En die zijn minder dan 20 centimeter dik.
Een ingewikkelde draagconstructie voorkomt dat de dunne spiegel
onder zijn eigen gewicht bezwijkt.
Computergestuurde zuigers en steunpunten zorgen ervoor dat de spiegel
perfect in vorm blijft.
Dit systeem wordt actieve optiek genoemd.
Het idee erachter is dat je de vervormingen van de hoofdspiegel corrigeert, die ontstaan
door de zwaartekracht, de wind en temperatuurveranderingen.
Een dunne spiegel is natuurlijk ook veel lichter.
Dat betekent dat de hele draagstructuur, inclusief de telescoopmontering
ook veel kleiner en lichter kan zijn.
En goedkoper!
Dit is de 3,6-meter New Technology Telescope
die eind jaren tachtig door Europese astronomen is gebouwd.
Deze fungeerde als testopstelling voor allerlei nieuwe technologieën
op het gebied van telescoopbehuizingen.
Zelfs het gebouw om de telescoop is volkomen anders dan de klassieke koepel.
De New Technology Telescope was een groot succes.
Het werd tijd om de grens van zes meter te doorbreken.
De Mauna Kea-sterrenwacht staat op de hoogste bergtop in de Stille Oceaan
4200 meter boven zeeniveau.
Op de stranden van Hawaï genieten toeristen van zon en water.
Maar hoog boven hen kampen sterrenkundigen met ijskoude temperaturen
en hoogteziekte, en dat allemaal om de raadsels van het heelal op te lossen.
De Keck-telescopen behoren tot de grootste ter wereld.
Hun spiegels hebben een middellijn van tien meter en zijn uiterst dun.
Ze bestaan uit 36 zeshoekige segmenten die als badkamertegeltjes tegen elkaar liggen
en tot op de miljoenste millimeter nauwkeurig in positie worden gehouden.
Dit zijn echte reuzen, toegewijd aan het waarnemen van de hemel.
De kathedralen van de wetenschap.
De avond valt op Mauna Kea.
De Keck-telescopen beginnen fotonen te verzamelen uit alle uithoeken van de kosmos.
Hun beide spiegels samen zijn effectief groter.
dan al hun voorgangers bij elkaar.
Wat zal de vangst van vannacht zijn?
Een stel botsende sterrenstelsels, miljarden lichtjaren hiervandaan?
Een stervende ster die zijn laatste adem uitstoot in de vorm van een planetaire nevel?
Of misschien een planeet bij een andere ster waar leven kan zijn?
Op Cerro Paranal in de Chileense Atacama- woestijn - de droogste plek op aarde -
komen we verreweg de grootste sterrenkundige machine tegen:
de Europese Very Large Telescope.
De VLT bestaat eigenlijk uit vier telescopen.
Elk hebben ze een spiegel van 8,2 meter.
Antu.
Kueyen.
Melipal.
Yepun.
Woorden die de Mapuche-indianen gebruiken voor de zon, de maan, het Zuiderkruis en Venus.
De enorme spiegels werden gegoten in Duitsland, gepolijst in Frankrijk, naar Chili verscheept
en toen langzaam door de woestijn getransporteerd.
Bij zonsondergang gaat het telescoopgebouw open.
Sterlicht regent neer op de VLT-spiegels.
Nieuwe ontdekkingen worden gedaan.
Een laserbundel boort zich in de nachthemel.
Hij projecteert een kunstmatige ster aan de hemel
90 kilometer boven onze hoofden.
Golffrontsensoren meten hoe het beeld van de ster vervormd is
door atmosferische turbulentie.
Vervolgens vertellen snelle computers de flexibele spiegel hoe hij zijn vorm
moet aanpassen om de gemeten vervorming te corrigeren.
Zo ga je het twinkelen van de sterren tegen.
Dit wordt 'adaptieve optiek' genoemd - het is de grote goocheltruc
van de moderne sterrenkunde.
Zonder deze techniek zou ons beeld van het heelal vervagen door de atmosfeer.
Maar nu zijn de beelden haarscherp.
Een ander optisch goochelkunstje is de zogeheten interferometrie.
Het idee is om het licht van twee afzonderlijke telescopen zodanig
in één punt bij elkaar te brengen, dat de relatieve verschuivingen
tussen de lichtgolven behouden blijven.
Als dit maar nauwkeurig genoeg gebeurt, is het resultaat dat de beide telescopen
zich gedragen alsof ze deel uitmaken van één kolossale spiegel
ter grootte van hun onderlinge afstand.
Interferometrie geeft de telescoop als het ware arendsogen.
Het stelt kleinere telescopen in staat om details zichtbaar te maken die
anders alleen met een veel grotere telescoop waarneembaar zouden zijn.
De twee Keck-telescopen op Mauna Kea werken vaak samen
als een interferometer.
In het geval van de VLT kunnen alle vier de telescopen samenwerken.
Daarnaast kunnen ook enkele kleinere hulptelescopen
aan het systeem worden toegevoegd om het beeld nog verder te verscherpen.
Er zijn nog veel meer grote telescopen.
Subaru en Gemini North op de Mauna Kea.
Gemini South en de Magellan-telescopen in Chili.
De Large Binocular Telescope in Arizona.
Ze staan allemaal op de beste waarneemlocaties die we kennen.
Hoog en droog, helder en donker.
Met 'ogen' zo groot als zwembaden.
Allemaal voorzien van adaptieve optiek om de vervagende werking
van de atmosfeer tegen te gaan.
En soms met het scheidend vermogen van een virtuele reuzentelescoop
dankzij de interferometrie.
Dit is wat zij ons laten zien.
Planeten.
Nevels.
De werkelijke afmetingen - en platgedrukte vormen - van sommige sterren.
Een koele planeet die om een bruine dwergster draait.
En reuzensterren die rond de kern van ons Melkwegstelsel zwermen
onder invloed van de zwaartekracht van een superzwaar zwart gat.
Er is veel veranderd sinds de dagen van Galilei.
4. Van zilver naar silicium
Toen Galileo Galilei 400 jaar geleden anderen wilde tonen wat hij
door zijn telescoop zag, moest hij tekeningen maken.
Het pokdalige uiterlijk van de maan.
De dans van de Jupitermanen.
Zonnevlekken.
Of de sterren in Orion.
Die tekeningen verzamelde en publiceerde hij in een dun boekje
'De Sterrenbode'.
Dat was de enige manier waarop hij zijn ontdekkingen kon delen
met anderen.
Meer dan twee eeuwen lang moesten sterrenkundigen ook kunstenaars zijn.
Turend door hun telescopen maakten zij gedetailleerde
tekeningen van wat zij zagen.
Het grimmige landschap van de maan.
Een wervelstorm in de atmosfeer van Jupiter.
De subtiele sluier van gas van een verre nevel.
En soms zagen ze ook dingen die er niet echt waren.
Donkere, rechte structuren op Mars werden aangezien voor kanalen
wat suggereerde dat er intelligent leven op die planeet was.
Nu weten we dat die 'kanalen' op gezichtsbedrog berustten.
Wat sterrenkundigen echt nodig hadden, was een objectieve manier om het licht
dat met telescopen was verzameld, vast te leggen zonder dat de informatie eerst
langs hun hersenen en hun tekenpen moest gaan.
De fotografie was de redding.
De eerste daguerreotype van de maan.
Hij is in 1840 gemaakt door Henry Draper.
De fotografie bestond nog geen 15 jaar, maar sterrenkundigen
hadden de revolutionaire mogelijkheden ervan al benut.
Maar hoe werkte die fotografie?
Wel, de gevoelige emulsie van een fotografische plaat bevatte
kleine korreltjes zilverhalide.
Als je deze aan licht blootstelt, kleuren ze donker.
Het resultaat was dus een negatieve afbeelding van de hemel
met donkere sterren op een lichte achtergrond.
Het grote voordeel was dat een fotografische plaat
uren achter elkaar kan worden belicht.
Als je met je ogen naar de nachthemel kijkt
en aan het donker gewend bent, zie je niet steeds meer sterren
door maar langer te blijven kijken.
Maar dat is precies wat met een fotografische plaat wél kan.
Daarmee kun je uren achtereen licht blijven verzamelen.
En hoe langer je belicht, des te meer sterren verschijnen er.
En meer.
En nog meer.
In de jaren vijftig werd de Schmidt- telescoop van de Palomar-sterrenwacht
gebruikt om de hele noordelijke hemel te fotograferen.
Bijna 2000 fotografische platen werden elk bijna een uur belicht.
Een sterrenkundige goudmijn.
De fotografie maakte de observationele sterrenkunde tot een echte wetenschap.
Objectief, meetbaar en reproduceerbaar.
Maar zilver was langzaam.
Er was geduld voor nodig.
De digitale revolutie bracht daar verandering in.
Zilver werd vervangen door silicium.
Korrels maakten plaats voor pixels.
Zelfs in consumentencamera's wordt geen fotografische film meer gebruikt.
De beelden worden nu vastgelegd op een lichtgevoelige chip:
Een 'charge-coupled device' of kortweg ccd.
Professionele ccd's zijn enorm efficiënt.
En om hen nog gevoeliger te maken, worden ze met vloeibare stikstof afgekoeld
tot ver onder het vriespunt.
Bijna elk foton wordt vastgelegd.
Hierdoor kunnen de belichtingstijden veel korter zijn.
Wat bij de hemelverkenning van de Palomar-sterrenwacht een uur duurde
doet een ccd nu in slechts een paar minuten.
En dat met een kleinere telescoop.
De silicium-revolutie is ook nog lang niet ten einde.
Sterrenkundigen hebben enorme ccd-camera's gebouwd
met honderden miljoenen pixels.
En daar blijft het niet bij.
Het grote voordeel van digitale beelden is dat ze, nu ja, digitaal zijn.
Daardoor kun je ze direct al met een computer verwerken.
Sterrenkundigen gebruiken speciale software om hun waarnemingen
van de hemel uit te werken.
Door het beeldcontrast te vergroten verschijnen de zwakste structuren
van nevels en sterrenstelsels.
Door de beelden in te kleuren kunnen details zichtbaar worden gemaakt die
anders maar moeilijk te zien zouden zijn.
Bovendien kunnen meerdere opnamen van hetzelfde object die
door verschillende kleurfilters zijn gemaakt, worden gecombineerd tot
spectaculaire eindresultaten die je bijna
kunstwerkjes kunt noemen.
Ook jij kunt profiteren van de digitale sterrenkunde.
Het is nog nooit zo makkelijk geweest om aan de meest schitterende beelden
van de kosmos te komen.
Foto's van het heelal zijn nooit verder weg dan een muisklik!
Robottelescopen, uitgerust met gevoelige elektronische detectors
houden voortdurend de hemel in de gaten.
De Sloan-telescoop in New Mexico heeft meer dan honderd miljoen
hemelobjecten gefotografeerd en gecatalogiseerd
de afstanden van een miljoen sterrenstelsels gemeten en
honderdduizend nieuwe quasars ontdekt.
Maar één hemelverkenning is niet genoeg.
Het heelal verandert voortdurend.
IJzige kometen komen en gaan, en laten daarbij
het nodige puin achter.
Planetoïden zoeven langs.
Verre planeten bij andere sterren bedekken soms met grote regelmaat
een klein stukje van hun ster, waardoor deze een beetje afzwakt.
Supernova's exploderen, terwijl elders nieuwe sterren geboren worden.
Pulsars knipperen, gammaflitsen gaan af, zwarte gaten slokken materie op.
Om al deze vertoningen van Moeder Natuur in de gaten te houden, willen
sterrenkundigen elk jaar wel de hele hemel in beeld brengen.
Of elke maand.
Of twee keer per week.
Dat is althans het ambitieuze doel van de Large Synoptic Survey Telescope.
Als deze in 2015 voltooid is, zal zijn 3-gigapixel camera een nieuw venster
op het heelal openen.
Deze spiegeltelescoop zal de droom van sterrenkundigen meer dan doen uitkomen
en elke drie nachten bijna de complete hemel fotograferen.
5. Het onzichtbare zien
Als je naar je favoriete muziek luistert, ontvangen je oren
een breed scala van frequenties: van het diepste gebrom van de
bas tot de allerhoogste vibraties.
Stel je nu eens voor dat je oren alleen gevoelig waren voor een
zeer beperk frequentiebereik.
Dan zou je veel van al dat moois missen!
En dat is precies de situatie waarmee sterrenkundigen te kampen hebben.
Onze ogen zijn alleen gevoelig voor een zeer smal bereik
van lichtfrequenties: zichtbaar licht.
We zijn volkomen blind voor alle andere vormen
van elektromagnetische straling.
Er zijn echter veel objecten in het heelal die straling
uitzenden in andere delen van het elektromagnetische spectrum.
Zo werd in de jaren dertig bij toeval ontdekt dat
er radiogolven uit de diepten van het heelal komen.
Sommige van deze golven hebben dezelfde frequentie als je favoriete
radiostation, maar ze zijn veel zwakker en natuurlijk zenden ze
geen programma's uit.
Om op het radioheelal 'af te stemmen', heb je een speciale ontvanger nodig:
Een radiotelescoop.
Voor alle behalve de langste golflengten is een radiotelescoop gewoon een schotel.
Deze lijkt veel op de grote spiegel van een optische telescoop.
Maar omdat radiogolven zo veel langer zijn dan golven zichtbaar licht
hoeft het oppervlak van een schotel lang niet zo gelijkmatig te zijn
als het oppervlak van een spiegel.
Daarom laat een grote radiotelescoop zich veel makkelijker bouwen
dan een grote optische telescoop.
Op radiogolflengten is ook interferometrie veel gemakkelijker.
Dat wil zeggen: het waarnemen van meer details door
het licht van twee afzonderlijke telescopen zodanig te combineren
dat het lijkt of zij deel uitmaken van één reusachtige schotel.
De Very Large Array in New Mexico, bijvoorbeeld, bestaat uit
27 afzonderlijke antennes, elk met een middellijn van 25 meter.
Elk van deze antennes kan apart worden bewogen, en in
zijn meest uitgestrekte configuratie is de virtuele schotel die door
deze opstelling wordt nagebootst maar liefst 36 kilometer groot.
Hoe ziet het heelal er nu uit op radiogolflengten?
Wel, om te beginnen is onze zon een sterke bron van radiostraling.
Datzelfde geldt ook voor de kern van ons Melkwegstelsel.
Maar er is meer.
Pulsars zijn zeer compacte restanten van sterren die radiogolven uitzenden
in de vorm van een smalle bundel.
Tegelijkertijd draaien ze met een snelheid van soms wel honderden
omwentelingen per seconden rond.
Hierdoor lijkt een pulsar nog het meest op een radiovuurtoren.
Wat we van zo'n pulsar te zien krijgen, is een zeer regelmatige
en snelle reeks van zeer korte radiopulsen.
Vandaar de naam.
De radiobron die bekendstaat als Cassiopeia A is in werkelijkheid
het restant van een supernova die in de 17de eeuw ontploft is.
Centaurus A, Cygnus A en Virgo A zijn voorbeelden van enorme sterrenstelsels
die enorme hoeveelheden radiostraling uitstoten.
Elk van deze stelsels wordt aangedreven door een zwaar zwart gat in zijn kern.
Sommige van deze radiostelsels en quasars zijn zo krachtig dat
hun signalen tot op afstanden van 10 miljard lichtjaar detecteerbaar zijn.
En dan is er nog de zwakke, relatief kortgolvige radioruis
die het hele heelal vult.
Deze wordt de kosmische achtergrondstraling genoemd.
Dat is de echo van de oerknal.
De nagloeiing van het hete begin van het heelal.
Elk stukje van het spectrum vertelt zijn eigen verhaal.
Op golflengten van millimeters en minder bestuderen sterrenkundigen
het ontstaan van sterrenstelsels in het vroege heelal en de vorming van
sterren en planeten in ons eigen Melkwegstelsel.
Maar deze straling wordt tegengehouden door de waterdamp in onze atmosfeer.
Om haar te kunnen waarnemen, moet je hoog en droog gaan zitten.
Op Llano de Chajnantor bijvoorbeeld.
Deze surrealistische hoogvlakte, op vijf kilometer boven zeeniveau
in het noorden van Chili is de bouwlocatie van ALMA:
De Atacama Large Millimeter Array.
Als ALMA in 2014 voltooid is, zal zij de grootste sterrenwacht
aller tijden zijn.
De 64 antennes van elk 100 ton zullen als één instrument functioneren.
Enorme vrachtwagens zullen hen verspreiden over een gebied ter
grootte van Londen om veel details te kunnen zien of juist dicht bij
elkaar zetten om een groter beeldveld te realiseren.
Elke verplaatsing moet tot op de millimeter nauwkeurig gebeuren.
Veel objecten in het heelal gloeien ook in het infrarood.
De door William Herschel ontdekte infraroodstraling wordt vaak ook
'warmtestraling' genoemd, omdat zij door alle relatief warme objecten wordt
uitgezonden - ook door onszelf.
Je bent misschien bekender met infraroodstraling dan je denkt.
Want op aarde wordt dit soort straling gebruikt door
nachtkijkers en beveiligingscamera's.
Maar om de zwakke infraroodgloed van verre objecten te detecteren, hebben
sterrenkundigen zeer gevoelige detectors nodig die tot op enkele
graden boven het absolute nulpunt worden afgekoeld.
Bijna alle grote optische telescopen zijn met infraroodcamera's uitgerust.
Daarmee kun je dwars door een kosmische stofwolk heen kijken
en de pasgeboren sterren daarbinnen zien - wat in zichtbaar licht niet lukt.
Kijk bijvoorbeeld eens naar deze foto van het stervormingsgebied in Orion.
En kijk nu hoe anders dit er uitziet als je het met een
infraroodcamera bekijkt!
Infrarood-ogen komen ook goed van pas bij het bestuderen van
de verste sterrenstelsels.
De pasgeboren sterren in een jong stelsel zenden veel ultraviolette straling uit.
Maar deze ultraviolette straling is miljarden jaren naar ons onderweg
in een heelal dat uitdijt.
Deze uitdijing rekt de lichtgolven zo ver uit, dat tegen de tijd dat we ze
ontvangen, ze helemaal naar het nabij-infrarood zijn opgeschoven.
Dit stijlvolle instrument is de MAGIC-telescoop op La Palma.
Het speurt de hemel af naar kosmische gammastraling
de meest energierijke vorm van straling die er bestaat.
Gelukkig voor ons wordt deze dodelijke gammastraling tegengehouden door
de aardatmosfeer.
Maar deze straling laat wel sporen achter die onderzocht kunnen worden.
Als gammastraling de atmosfeer binnenkomt, veroorzaakt zij lawines van
energierijke deeltjes.
Deze deeltjes zenden op hun beurt een zwakke gloed uit die MAGIC kan zien.
En dit is het Pierre Auger Observatorium in Argentinië.
Het lijkt in de verste verte niet op een telescoop.
Pierre Auger bestaat uit 1600 detectors, verspreid over 3000
vierkante kilometer.
Deze vangen de deeltjes uit de kosmische straling op die
afkomstig zijn van verre supernova's en zwarte gaten.
En dan zijn er ook nog de neutrino- detectors in diepe mijnen, op de
zeebodem en in het ijs van Antarctica.
Zou je dat telescopen kunnen noemen?
Ach, waarom niet?
Ze kijken immers naar het heelal, zelfs al verzamelen ze daarbij
geen elektromagnetische straling.
Neutrino's zijn ongrijpbare deeltjes die uit de zon en bij
supernova-explosies vrijkomen.
Ze werden ook geproduceerd bij de oerknal.
Anders dan andere elementaire deeltjes gaan neutrino's dwars door gewone
materie heen, bewegen ze bijna met de lichtsnelheid en hebben ze geen lading.
Hoewel deze deeltjes zich maar moeilijk laten onderzoeken, zijn het er heel veel.
Er gaan per seconde meer dan 50 biljoen elektron-neutrino's van de zon
door je heen.
En ten slotte bouwen sterrenkundigen en natuurkundigen ook nog detectors
van zwaartekrachtstraling.
Deze 'telescopen' nemen geen straling waar; ze vangen zelfs geen deeltjes.
In plaats daarvan meten ze kleine rimpelingen in de structuur van de
ruimtetijd, zoals die voorspeld zijn door Einsteins relativiteitstheorie.
Met de meest uiteenlopende instrumenten hebben sterrenkundigen het hele
elektromagnetische spectrum ontsloten - zelfs nog meer dan dat.
Maar sommige waarnemingen kunnen gewoon niet vanaf de aarde worden gedaan.
De oplossing?
Ruimtetelescopen.
6. Weg van de aarde
De Hubble-ruimtetelescoop.
Dit is verreweg de beroemdste telescoop aller tijden.
En niet zonder reden.
Hubble heeft een revolutie veroorzaakt op tal van sterrenkundige terreinen.
Naar moderne maatstaven is de spiegel van Hubble vrij klein.
Hij heeft een middellijn van slechts 2,4 meter.
Maar zijn 'standplaats' is nogal uitzonderlijk.
Hoog boven de beeld-vervagende aardatmosfeer heeft hij een onverstoord
zicht op het heelal.
En bovendien kan Hubble ook ultraviolette en nabij-infrarode straling zien.
Dit soort licht is met telescopen op aarde niet waarneembaar, omdat het
door de atmosfeer wordt tegengehouden.
Camera's en spectrografen, waarvan sommige ter grootte van een telefooncel
ontleden en registreren het licht uit de kosmische verten.
Net als telescopen op aarde, krijgt Hubble af en toe een upgrade.
Deze onderhoudsbeurten worden uitgevoerd door astronauten.
Kapotte onderdelen worden gerepareerd.
En oude instrumenten worden vervangen door nieuwe en
modernere exemplaren.
Hubble is het werkpaard van de observationele sterrenkunde geworden.
Hij heeft ons een nieuwe kijk op de kosmos gegeven.
Met zijn scherpe oog zag Hubble de seizoensveranderingen op Mars
een komeetinslag op Jupiter
de ringen van Saturnus van opzij
en zelfs het oppervlak van Pluto.
Hij heeft ons de levenscyclus van sterren getoond, vanaf het moment van geboorte
in de kraamkamers van stofrijke gaswolken tot hun laatste ademstoten:
delicate nevels, die door stervende sterren de ruimte in worden geblazen
of de enorme supernova-explosies, die hun omringende sterrenstelsels bijna overstralen.
Diep in de Orionnevel zag Hubble zelfs de geboorte van nieuwe
zonnestelsels: stofrijke schijven rond jonge sterren waaruit spoedig
planeten kunnen condenseren.
De ruimtetelescoop bekeek ook duizenden afzonderlijke sterren in grote bolhopen
de oudste verzamelingen van sterren in het heelal.
En sterrenstelsels natuurlijk.
Nooit eerder zagen sterrenkundigen zulke detailrijke beelden.
Imposante spiralen, donkere stofbanden, kolossale botsingen.
Extreem lang belichte opnamen van 'lege' hemelgebieden bleken zelfs
nog duizenden zwakke sterrenstelsels op miljarden lichtjaren te vertonen.
Hun fotonen werden uitgezonden toen het heelal nog jong was.
Een venster op het verre verleden, dat een nieuwe kijk geeft op het
alsmaar veranderende heelal.
Hubble is niet de enige telescoop in de ruimte.
Dit is de Spitzer-ruimtetelescoop, die de NASA in augustus 2003 lanceerde.
Eigenlijk is dit Hubble's kleinere infrarood-broertje.
Spitzer heeft een spiegel met een middellijn van slechts 85 centimeter.
De telescoop is voorzien van een warmteschild dat hem
tegen de zon beschermt.
En zijn detectors zitten in een soort thermosfles met vloeibare helium.
Daarin worden de detectors afgekoeld tot slechts enkele graden
boven het absolute nulpunt.
Dat maakt ze heel erg gevoelig.
Spitzer laat zien hoe stoffig het heelal is.
Donkere, ondoorzichtige stofwolken gloeien in het infrarood als
ze van binnen worden verhit.
De schokgolven van botsende stelsels vegen het stof bijeen tot opvallende
ringen waarin in hoog tempo vele nieuwe sterren ontstaan.
Stof komt ook vrij bij de dood van een ster.
Spitzer heeft ontdekt dat planetaire nevels en supernova-resten rijk zijn
aan stofdeeltjes - de eerste vereiste voor de vorming van toekomstige planeten.
Op andere infrarode golflengten kan Spitzer ook dwars door stofwolken
heen kijken en de sterren zien die zich in hun donkere kernen verbergen.
En ten slotte hebben Spitzers spectrografen ook de atmosferen
van planeten bij andere sterren onderzocht - gasreuzen zoals Jupiter
die in slechts enkele dagen om hun moedersterren draaien.
En hoe zit het met röntgen- en gammastraling?
Ook die worden volledig tegengehouden door de atmosfeer van de aarde.
Zonder ruimtetelescopen zouden sterrenkundigen dus volkomen
blind zijn voor deze energierijke soorten straling.
Röntgen- en gammatelescopen in de ruimte tonen ons het hete, energierijke
en helse heelal van clusters van sterrenstelsels, zwarte gaten
supernova-explosies en botsende sterrenstelsels.
Maar ze zijn niet makkelijk te maken.
Energierijke straling gaat dwars door een gewone spiegel heen.
Röntgenstraling laat zich alleen opvangen met speciale spiegels van zuiver goud.
En gammastraling wordt bekeken met geavanceerde gaatjescamera's
of met scintillators die een kort lichtflitsje afgeven als ze door
een gammafoton worden getroffen.
In de jaren negentig beschikte de NASA over het Compton Gamma Ray Observatory.
Dat was toen de grootste en zwaarste wetenschappelijke
satelliet die ooit gelanceerd was.
Een compleet natuurkundig laboratorium in de ruimte.
In 2008 is Compton opgevolgd door GLAST:
De Gamma Ray Large Area Space Telescope.
Deze zal alles in het energierijke heelal bestuderen, van donkere
materie tot pulsars.
Inmiddels beschikken sterrenkundigen over twee röntgentelescopen in de ruimte.
NASA's Chandra X-ray Observatory en ESA's XMM-Newton Observatory
bestuderen beide de heetste plekken in het heelal.
Zo ziet de hemel eruit door een röntgenbril.
De grote structuren zijn hete gaswolken met temperaturen van miljoenen graden
die het gevolg zijn van schokgolven in supernova-resten.
De heldere puntbronnen zijn röntgen- dubbelsterren: neutronensterren of
zwarte gaten die materie van een naburige ster opslokken.
Dit hete, invallende gas zendt röntgenstraling uit.
Röntgentelescopen verraden ook het bestaan van superzware zwarte gaten in
de kernen van verre sterrenstelsels.
Materie die naar zo'n zwart gat toe spiraalt, wordt heet genoeg om
röntgenstraling uit te zenden vóórdat zij definitief uit het zicht verdwijnt.
Ook de ruimte tussen de afzonderlijke sterrenstelsels van een cluster
is gevuld met ijl, heet gas.
Soms wordt dit 'intraclustergas' nog eens extra verhit als
twee clusters op elkaar botsen.
Nog opwindender zijn de gammaflitsen, de meest energierijke verschijnselen
in het heelal.
Dit zijn de catastrofale explosies van zeer zware, snel
ronddraaiende sterren.
In minder dan een seconde geven zij meer energie af dan de zon in
10 miljard jaar.
Hubble, Spitzer, Chandra, XMM-Newton en GLAST
zijn veelzijdige reuzen.
Maar sommige ruimtetelescopen zijn veel kleiner en hebben een veel
specifiekere taak.
Zoals COROT bijvoorbeeld.
Deze Franse satelliet onderzoekt sterbevingen en speurt
naar planeten bij andere sterren.
Of NASA's Swift-satelliet, een combinatie van röntgen- en gammatelescoop
ontworpen om het raadsel van de gammaflitsen op te lossen.
En dan is er nog WMAP, de Wilkinson Microwave Anisotropy Probe.
In iets meer dan twee jaar heeft deze de kosmische
achtergrondstraling ongekend gedetailleerd in kaart gebracht.
WMAP heeft kosmologen het tot nog toe beste zicht geboden op de begintijd
van het heelal, meer dan 13 miljard jaar geleden.
Het doorbreken van de ruimtebarrière was een van de meest spectaculaire
ontwikkelingen in de geschiedenis van de telescoop.
Wat staat ons verder nog te wachten?
7. Wat volgt?
In Arizona is de eerste spiegel gegoten voor de
Giant Magellan Telescope.
Dit enorme instrument zal worden gebouwd bij de Las Campanas
sterrenwacht in Chili.
Zijn zeven spiegels, elk meer dan acht meter groot,
zullen worden gerangschikt als de blaadjes van een bloem.
En samen zullen zij meer dan vier keer zo veel licht
opvangen dan de grootste telescopen van dit moment.
De Californian Thirty Meter Telescope, die voor 2015 gepland is
is meer een grotere versie van de Keck-telescoop.
Honderden afzonderlijke segmenten vormen één enorme spiegel
ter grootte van een flatgebouw van zes verdiepingen.
In Europa liggen plannen klaar voor de European Extremely Large Telescope.
Met een middellijn van 42 meter zal zijn spiegel zo groot zijn als
een Olympisch zwembad - tweemaal het totale oppervlak van de
Thirty Meter Telescope.
Deze monsters van de toekomst, die geoptimaliseerd zijn in het infrarood
zullen met gevoelige instrumenten en adaptieve optiek worden uitgerust.
Met hen zouden de allereerste sterrenstelsels en
sterren in de geschiedenis van het heelal zichtbaar moeten zijn.
Bovendien zouden zij in staat moeten zijn om de eerste foto's
van een planeet in een ander zonnestelsel te maken.
Voor radio-astronomen is 42 meter een schijntje.
Zij zijn gewend om vele kleinere instrumenten aan elkaar te koppelen
om zo een enorm grote ontvanger samen te stellen.
In Nederland wordt op dit moment de Low Frequency Array
kortweg LOFAR gebouwd.
Glasvezels zullen 30.000 antennes met een centrale supercomputer verbinden.
Het nieuwe ontwerp kent geen bewegende delen, maar kan
gelijktijdig in acht verschillende richtingen kijken.
De LOFAR-technologie zal waarschijnlijk ook worden gebruikt bij de
Square Kilometre Array, die nu bovenaan het verlanglijstje van
de radio-astronomen staat.
Deze internationale array zal in Australië of Zuid-Afrika worden gebouwd.
Grote schotelantennes en kleine ontvangers zullen gezamenlijk
ongelooflijk gedetailleerde beelden van de radiohemel maken.
En met een totale oppervlakte van een vierkante kilometer zal de
nieuwe array verreweg de meest gevoelige radiotelescoop
zijn die ooit is gebouwd.
Evoluerende sterrenstelsels, krachtige quasars, knipperende pulsars
geen radiobron zal veilig zijn voor de spiedende blik
van de Square Kilometre Array.
Het instrument zal zelfs uitkijken naar mogelijke radiosignalen van
buitenaardse beschavingen.
En in de ruimte?
Wel, na zijn vijfde en laatste onderhoudsbeurt zal de Hubble-
ruimtetelescoop nog tot ongeveer 2013 in bedrijf zijn.
Rond die tijd wordt ook zijn opvolger gelanceerd.
Dit is de James Webb-ruimtetelescoop, een infrarood-sterrenwacht
in de ruimte, genoemd naar een voormalige NASA-topman.
Eenmaal aangekomen in de ruimte zal zijn 6,5 meter grote spiegel,
die zeven keer zo gevoelig is als die van Hubble, zich ontvouwen
als een bloem.
Een groot zonnescherm houdt de optiek en de gekoelde
instrumenten steeds in de schaduw, zodat ze bij een temperatuur van
maar liefst 233 graden onder nul hun werk kunnen doen.
De James Webb-ruimtetelescoop zal niet in een baan om de aarde draaien.
In plaats daarvan wordt hij op 1,5 miljoen kilometer van onze
planeet, in een wijde baan om de zon gebracht.
Nog maar een halve eeuw geleden was de Hale-telescoop op Palomar Mountain
de grootste aller tijden.
Nu wordt er al een grotere de ruimte in gebracht.
We kunnen alleen maar speculeren over de ontdekkingen die hij zal doen.
Nog even geduld!
Ondertussen zijn creatieve ingenieurs voortdurend bezig om nieuwe
revolutionaire telescoopontwerpen te bedenken.
In Canada bouwden wetenschappers een telescoop met een vloeibare spiegel.
Bij dit telescooptype wordt het sterlicht niet door een vaste
spiegel opgevangen, maar door het gekromde oppervlak van een draaiend
reservoir met vloeibare kwik.
Door hun ontwerp kunnen zulke kwik- telescopen alleen recht omhoog kijken.
Maar ze hebben als voordeel dat ze relatief goedkoop zijn
en makkelijk te bouwen.
Radio-astronomen denken aan een LOFAR-achtige array van kleine
antennes op het oppervlak van de maan, ver weg van
alle stoorzenders op aarde.
En wie weet, misschien komt er ooit zelfs een grote optische
telescoop op de achterkant van de maan.
Met behulp van ruimtetelescopen, bedekkingsschijfjes, röntgenstraling
hopen astronomen hun zicht in de toekomst nog veel
verder te verbeteren.
Ooit zullen ze er misschien zelfs in slagen de rand van
een zwart gat te fotograferen.
En ooit zal de telescoop misschien een van de grootste vragen
beantwoorden waar de mensheid mee worstelt: zijn wij alleen in het heelal?
We weten dat er meer zonnestelsels zijn.
We vermoeden zelfs dat er meer planeten met water zijn
vergelijkbaar met de aarde.
Maar
is daar leven?
Het opsporen van deze exoplaneten is moeilijk.
Ze worden door het felle licht van hun moedersterren
aan het zicht onttrokken.
Interferometers die de duisternis van de ruimte in worden geschoten
kunnen mogelijk uitsluitsel geven.
Op dit moment denkt de NASA na over een project dat
Terrestrial Planet Finder heet.
En in Europa werken wetenschappers aan het ontwerp van de Darwin Array.
Zes ruimtetelescopen die in formatie in een baan om de zon draaien.
Lasers houden hun onderlinge afstanden tot op de nanometer bij.
Tezamen hebben zij een ongelooflijk scheidend vermogen, en ook kunnen zij
het felle sterlicht blokkeren, zodat wetenschappers ook
aarde-achtige planeten bij andere sterren kunnen zien.
Vervolgens kunnen sterrenkundigen het licht van zo'n planeet onderzoeken.
Dat licht bevat de spectroscopische vingerafdruk van de planeetatmosfeer.
Wellicht zullen we over 15 jaar al sporen
van zuurstof, methaan en ozon kunnen detecteren.
Aanwijzingen dat er leven is.
Het heelal zit vol verrassingen.
De hemel is en blijft indrukwekkend.
Geen wonder dat honderdduizenden amateursterrenkundigen, verspreid
over de hele wereld, elke nacht naar buiten gaan om
de kosmos te bewonderen.
Hun telescopen zijn veel beter dan de instrumenten
die Galilei gebruikte.
Hun digitale beelden overtreffen al de fotografische opnamen die
beroepssterrenkundigen nog maar enkele decennia geleden maakten.
De zoektocht van sterrenkundigen naar een beter begrip van het heelal
en hun telescopische verkenningen zijn pas 400 jaar geleden begonnen.
Er is nog veel dat we niet weten.
Maar sinds Galilei vier eeuwen geleden de eerste telescoop op de hemel richtte
is er veel vooruitgang geboekt.
Nog steeds bekijken we het heelal met telescopen
niet alleen vanaf de aarde, ook vanuit de grenzeloze ruimte.
Het wezen van de mensheid ligt besloten in onze onuitputtelijke
vindingrijkheid en nieuwsgierigheid.
We zijn pas begonnen met het beantwoorden van de grootste
vragen die ons bezighouden.
We hebben meer dan 300 planeten ontdekt bij andere sterren in
ons Melkwegstelsel en organische moleculen op sommige van die
verre planeten gedetecteerd.
Deze ongelooflijke ontdekkingen mogen dan het hoogtepunt van onze verkenningen
lijken, maar het beste moet ongetwijfeld nog komen.
Ook jij kunt ontdekker worden.
Kijk omhoog en verbaas je.