Science Café Utrecht
Fonkelende sterren die zich lichtjaren van ons vandaan bevinden, een glimp van de Melkweg in een heldere nacht, het spectaculaire gezicht van een maansverduistering. Boven onze hoofden tekent zich een magische wereld af. Maar hoewel de stand van de sterren die we waarnemen met het blote oog weinig lijkt te veranderen, verandert ons beeld van het heelal continu. De tijd dat astronomen slechts hun ogen, een telescoop, en waarneembaar licht gebruikten als informatiebron over het heelal, is voorbij.
Geavanceerde technologie zorgt ervoor dat wetenschappers het mysterie van het heelal stukje bij beetje weten te ontrafelen. Is er leven mogelijk op Mars? En wat doet de inzet van steeds betere waarnemingstechnieken met ons beeld van het heelal? Tijdens het Science Café over het heelal spreken wetenschapshistoricus dr. David Baneke (UU) en astrobioloog dr. Ir. Inge Loes ten Kate (UU) over de stand van de sterrenkunde en planeetonderzoek.
Het zichtbaar maken van de duistere hemelruimte
“Ons beeld van het heelal is enorm veranderd de afgelopen honderd jaar”, vertelt Baneke. Hij blikt terug op de jaren twintig, om duidelijk te maken hoe ons huidige beeld van het heelal tot stand kwam. Astronomen werkten in die tijd nog niet met geavanceerde telescopen en nauwkeurige computer gedreven metingen - ze werkten met waarneembaar licht. En wat ze daarmee konden zien was beperkt: planeten en sterren. De eerste helft van de twintigste eeuw stond dus vooral de theoretische vooruitgang centraal. Denk aan Albert Einsteins relativiteitstheorie als een van de meest bekende hoogtepunten.
De ontwikkeling van radiotechniek neemt een vlucht tijdens de Tweede Wereldoorlog, en in de sterrenkunde leidt deze ontwikkeling tot de radioastronomie. Gevoeligere telescopen vangen nu niet alleen meer licht op, maar ook ánder licht zoals radiostraling en ultraviolette straling. Daardoor komen ineens exotische objecten in het vizier, zoals stralende quasars en zwarte gaten. Je ziet zo dat oorlog en geopolitieke spanningen, zoals de Tweede wereldoorlog en de Koude Oorlog, een opmerkelijk effect hebben op de sterrenkunde. “De sterrenkunde is de grote winnaar van de Koude Oorlog”, grapt Baneke. Technologische ontwikkelingen in de Koude Oorlog dienen oorspronkelijk een militair doel, zoals geavanceerde infrarooddetectoren voor spionage, maar sterrenkundigen zetten deze later succesvol in voor hun eigen onderzoek.
Het verhaal van stenen
Vanaf het moment dat ze haar kinderkamer volhangt met posters van kometen en sterrennevels, is Inge Loes ten Kate gefascineerd door de mogelijkheid van leven op andere planeten. Die fascinatie drijft haar nog steeds. Ze doet onderzoek naar organische materialen op het oppervlak van Mars. Die planeet leek verbluffend veel op de Aarde in de tijd dat er hier leven ontstond – zo’n 3.5 miljard jaar geleden. De marsrover Curiosity, een slim karretje dat op Mars rondrijdt, heeft inmiddels genoeg data teruggestuurd naar de aarde waarmee we vast kunnen stellen dat de belangrijkste voorwaarden voor leven ooit aanwezig waren op Mars. Er was vloeibaar water, een atmosfeer met enige dichtheid, het was er warm genoeg en de zuurtegraad lag er niet te hoog. Waarom vinden we dan geen tekenen van vroeger leven op Mars?
Om tot een antwoord te komen, gebruikt ten Kate stenen als geschiedenisboeken. Stenen slaan namelijk enorm veel informatie op. De gelaagdheid van stenen vertelt haar over de aan- of afwezigheid van water op een planeetoppervlakte. Daarnaast reageren gassen op de mineralen in gesteenten, waardoor oudere stenen informatie kunnen geven over de atmosfeer en het klimaat van vroeger. Maar zoeken naar sporen van leven blijft een bijzonder complexe taak. Want hoewel Mars miljarden jaren geleden leek op de Aarde, is het moeilijk in te schatten wat er precies ontbrak om leven te kunnen laten ontstaan. Het zou zelfs kunnen dat er ooit leven was op Mars, wat later weer is verdwenen. Bovendien is het lastig om onderzoek te doen naar een plek waar je niet makkelijk kan rondlopen. Ten Kate: "Het zou natuurlijk veel handiger zijn als we er ook daadwerkelijk naartoe konden. Een wetenschapper is namelijk veel beter te trainen dan een marskarretje."
De grote vragen van de toekomst
Nieuwe bronnen, nieuwe ronde. Dat is de fase waarin de sterrenkunde zich momenteel bevindt, volgens Baneke. Naast de observatie van licht door telescopen en radiogolven in de radioastronomie, helpen de nauwkeurige rekenmethodes van computers tegenwoordig een handje mee. Ook brengen wetenschappers steeds meer informatiebronnen in kaart, zoals gravitatiegolven en neutrino’s. “De truc is al die beelden aan elkaar plakken en de grote vraag beantwoorden: hoe ziet het heelal eruit?” stelt Baneke.
Marsrovers zoals Curiosity leveren daarover een schat aan informatie. Maar planeetonderzoek is duur, en er moeten onderzoeksprioriteiten worden gesteld. Als Ten Kate echter onbeperkte middelen zou hebben, dan wist ze het wel. “Ik zou de gok wagen om een instrumentje te bouwen dat écht opzoek gaat naar de overblijfselen van leven. Nu durft niemand zijn vingers daaraan te branden, want wat als je niets vindt? Bewijst dit dat er geen buitenaards leven mogelijk is, of moeten we gewoon beter zoeken?”
