Wetenschap staat soms veraf van onze dagelijkse ervaring. Zo behandelt de fysica het hete plasma in de zon en de koude interstellaire ruimte, de kleinste bouwstenen van de materie en de gigantische structuur van onze Melkweg. Ons lichaam heeft een welbepaalde grootte en wij kunnen slechts overleven in een relatief klein bereik van omgevingsparameters: bij een druk van ongeveer één aardse atmosfeer, in een temperatuur tussen het vriespunt en het kookpunt van water, met voldoende zuurstof, en zo verder.
Met behulp van wetenschap kunnen wij ook parameters buiten ons van nature beperkte bereik beschrijven en begrijpen. Met behulp van techniek kunnen we hulpmiddelen maken waarmee we ons bereik wat kunnen oprekken: we nemen zuurstofflessen mee om de diepte in te duiken en als het moet filteren we onze urine terug tot water om in het internationele ruimtestation ISS niet te verdorsten. Maar enkel in onze dromen kunnen wij ervaren hoe het is om de zonnewind op onze huid te voelen (in plaats van haar enkel te zien in de vorm van het Noorderlicht) of om het gruis in de ringen van Saturnus aan te kunnen raken vanop de Afsluitdijk.
In een recent blogbericht schreef PJ Swinkels hoe hij zich als kind voorstelde dat je over de ringen van Saturnus zou kunnen lopen. Verder zei hij:
“De ontdekking dat de ringen bestaan uit deeltjes die zijn samengesteld uit ijs, rotsblokjes, stof en gruisdeeltjes, absoluut ongeschikt als wandelpad (je zakt daar dwars doorheen!), deed aan die voorstelling niets af.”
In een e-mail schreef ik hem het volgende:
Natuurkundig gezien lijkt het me best mogelijk om over de ringen van Saturnus te lopen. De vloeren waar we gewoonlijk op lopen zijn ook meer niets dan iets; het is enkel omdat onze voeten zo groot zijn in vergelijking met de intermoleculaire afstand dat we er niet door zakken. Dus voor zo’n ringwandeling komt erop aan om schoenen te vinden met zeer grote zolen en gemaakt van een licht materiaal. (Het enige probleem is dan nog dat de zwaartekracht de verkeerde kant op trekt, daar moet ik nog eens over nadenken.)
Met “meer niets dan iets” bedoelde ik dat de atoomkern, die nagenoeg alle massa van een atoom bevat, zeer klein is ten opzichte van het hele atoom (kern plus elektronen). Het was Ernest Rutherford die de atoomkern ontdekte in 1911. Hij vergeleek de kern in het atoom met een vlieg in de kathedraal. Een prachtig beeld, al kan een metafoor ook ongewenste associaties oproepen: voor mij is dit een atoombeeld dat galmt en naar wierook ruikt.
Hoewel wij op de middelbare school al te horen krijgen dat alles om ons heen meer niets dan iets is, kunnen we het ons toch moeilijk voorstellen, omdat we het zo niet ervaren. Ons lichaam en onze zintuigen werken op een mesoscopische schaal, waarmee wij de microscopische wereld van subatomaire deeltjes niet rechtstreeks kunnen exploreren. De astrofysica vereist een minstens even grote inspanning van ons voorstellingsvermogen, want op grotere schalen lijkt het net zo te gaan: de Zon, die bijna alle massa bevat van het zonnestelsel (namelijk 99,86%), is zeer klein ten opzichte van het hele zonnestelsel. Op de meeste tekeningen (en ook op deze voorstelling met elastiekjes) worden de diameters van Zon en planeten veel te groot afgebeeld ten opzichte van hun onderlinge afstanden. In tegenstelling tot een atoomkern kunnen we de Zon uiteraard wel zien, maar echt beseffen hoe groot ze is ten opzichte van de aarde en tegelijk zo klein ten opzichte van pakweg de Kuipergordel? Nee.
De zesde planeet vanaf onze Zon is Saturnus. Het is een gasreus, net als Jupiter. Als kind boezemde dit duo me angst in: het zijn twee gigantische planeten, maar je zakt erin weg zodra je er voet aan land probeert te krijgen. Voor mij waren het moerasplaneten. Ik had dan ook geen zorgeloze dromen van een lentewandeling over de grote ring rond Saturnus, maar wel nachtmerries waarin mijn ruimtetuig bij Jupiter begon te sputteren en ik in paniek raakte omdat ik nergens in de buurt kon landen. Het is nooit in me opgekomen om de ringen van Saturnus als landingsstrook te gebruiken, maar één van de maantjes had toch moeten lukken… Tja, ook mijn dromen trekken zich weinig aan van fysica. En ik hoor het al op de boordradio: “Er staat file op de grote ring rond Saturnus.”
Overigens wordt er in Rejsen til Saturn, een Deense animatiefilm uit 2008, wel gewoon geland op het oppervlak van de gasreus, waar er aliens wonen – Saturnusmannetjes dus. De titel betekent “Reis naar Saturnus”, maar ik las het eerst als “racen tot Saturnus”.
De echte race naar Saturnus is al lang beslecht en werd gewonnen door Pioneer 11 van de NASA: deze ruimtesonde werd gelanceerd in 1973 en voerde een zogenaamde flyby uit van Saturnus in 1979: daarbij naderde de sonde het wolkenoppervlak tot op 21 000 km, waarna het zich weer van de planeet verwijderde. Pioneer 11 stuurde foto’s door van de planeet, haar ringen en haar manen. Ook Voyager 1 en 2 vlogen dicht langs Saturnus, respectievelijk in 1980 en 1981. Ook deze sondes stuurden foto’s door (Voyager 1 en Voyager 2). Met Pioneer 11 is er sinds eind 1995 geen communicatie meer mogelijk, maar beide Voyagers sturen nog steeds gegevens naar de aarde. Sinds 1998 is Voyager 1 het verst van ons verwijderde door mensen gemaakte object. Het laatste nieuws over de Voyager 1 is dat hij een nieuwe regio van de heliosfeer heeft bereikt, die wordt omschreven als een “magnetische snelweg”. Ook voorbij Saturnus valt er dus nog heel wat te racen, zeker als je een geladen deeltje bent. :-)
Terug naar Saturnus dan. De eerste (en voorlopig enige) menselijke satelliet van Saturnus is de Cassini-Huygens. Deze ruimtesonde van NASA, ESA en ASI werd gelanceerd in 1997. Cassini draait sinds 2004 in een baan om Saturnus, terwijl Huygens werd losgekoppeld en in 2005 op Titan landde – dit is de grootste maan van Saturnus. In 2006 stuurde Cassini 165 foto’s door van Saturnus die het in de loop van 12 uur maakte van de schaduwzijde van de planeet (dus met de zon achter de planeet). Hiermee werd een collage gemaakt waar de ringen zeer duidelijk op te zien zijn. Bovendien was in dit samengestelde beeld ook de Aarde te zien als een blauw stipje. Dit jaar werd er weer zo’n collage gemaakt van foto’s die Cassini maakte van de schaduwkant. Deze keer bevond het ruimtetuig zich dichter bij Saturnus (namelijk op een afstand van 800 000 km): hierdoor gaat de Aarde deze keer schuil achter de planeet, maar zijn er wel nog meer details van de ringen zichtbaar. De resolutie van het origineel wordt geschat op 50 km per pixel.
Samengesteld beeld van Saturnus uit opnames door Cassini. (Bron afbeelding.)
In 2006 heeft men ernaar gestreefd om de Cassini-compositie in “natuurlijke kleuren” weer te geven, terwijl er bij de nieuwe foto duidelijk een ander palet gebruikt is: zoals we van de oude foto’s van Pioneer 11, Voyager 1 en Voyager 2 weten, is Saturnus niet groen. Toch gaat het in beide gevallen om valse kleuren, want beide beelden zijn samengesteld uit opnames van in het infrarood tot in het ultraviolet. Net als onze dromen blijken ook de meeste astronomische foto’s (een beetje) bedrog te zijn.
Gelijkaardige berichten:
Allereerst de beste wensen voor het nieuwe jaar, voor Sylvia en alle bezoekers van dit blog. Het antwoord heeft weer geleid tot een nieuw antwoord. Lees alles over vliegen, bolletjes en metaforen:
http://www.123website.be/De-Winkel-van-Swinkels/132827700
Pingback: Sleutelen aan de kosmos » Sylvia's blog