Viten

To legender ruver innen moderne naturvitenskap. Begge ble møtt med motstand.

  • Pål Brekke
    Fagsjef, Norsk romsenter
  • Oddbjørn Engvold
    Professor emeritus, Universitetet i Oslo

Viktige gjennombrudd forutsetter ofte en kritisk holdning til etablerte sannheter.

Viten er Aftenpostens satsing på forskning og vitenskap, der forskere og fagfolk fra hele landet bidrar med artikler.

Kristian Birkeland ruver i dag norsk og internasjonal forskningshistorie. Han regnes som romforskningens far, og han satte norsk nordlysforskning på det internasjonale kartet én gang for alle. Birkeland ble først hedret i 1994. Da fikk han fikk sitt portrett på den forrige 200-kroneseddelen sammen med en rekke elementer fra nordlyshistorien.

Professor Eugene Newman Parker var ansatt ved University of Chicago. Han var en pionér i studier av den komplekse vekselvirkning mellom Solen og Jorden. Parker døde 94 år gammel 15. mars i år.

Hans eksepsjonelle betydning og bidrag til fundamental ny innsikt og kunnskap om rommet og solsystemet ble nylig markert ved å sette hans navn på et romfartøy.

I august 2018, i en alder av 91, var Parker til stede på Cape Canaveral og var vitne til Nasas oppskyting av Parker Solar Probe.

Solforsker Eugene Parker ser på Parker Solar Probe bli skutt opp fra Florida 12 august 2018.

Denne har siden da gjennomført flere omløp rundt og nær Solen og samlet inn ekstraordinære data. Parker ble den første personen som ble vitne til lanseringen av et romfartøy med sitt navn.

Hypotesen om nordlyset

Kristian Birkeland (1867–1917) kom allerede i 1896 frem til en viktige hypotese: Solen utstråler ikke bare lys, men også en jevn strøm av elektrisk ladede partikler. Disse kan bli fanget av Jordens magnetfelt og ført ned til polområdene. Der skaper de nordlys og sørlys. Hans bevis for at det fantes en slik solvind bygget på studier av form og retning på komethaler, i tillegg til hans laboratorieeksperimenter.

For å bevise sin egen teori bygde han sitt eget lille verdensrom i laboratoriet – det berømte Terrella-eksperimentet. Der skapte han kunstig nordlys.

Birkeland møtte stor motstand for sin nordlysteori, særlig blant fremtredende britiske forskere. Det ble hevdet at det var helt umulig at Solen kunne være kilden til nordlyset siden verdensrommet var tomt.

De uttalte at Birkelands ideer var altfor usikre, og at hans ekspedisjoner til Arktis var helt unødvendige. De mente nordlyset skyldes et lokalt strømsystem i Jordens atmosfære – ikke partikler fra Solen.

Jordens magnetosfære beskytter oss mot partiklene fra Solen. Noen få partikler klarer å trenge gjennom en kløft i dette skjoldet og lage dagnordlys. De fleste partiklene fra Solen trenger seg inn i magnetosfæren på nattsiden, og deretter følger de magnetfeltet inn mot polområdene.

Parkers spiral

På midten av 1950-tallet utviklet Parker teorien om den supersoniske solvinden. Dette var en oppfølgning av Birkelands oppklaring av nordlysgåten.

Parkers beregninger viste hvordan den tynne gassen i solatmosfæren ville bli skjøvet utover og danne en hurtig solvind via raske, små forstyrrelser i Solens langstrakte magnetiske felter.

Han forutså også spiralformen i Solens utstrakte magnetfelt i det ytre solsystemet, Parkers spiral. Den er vesentlig for beregning av hvordan massestrømmene treffer Jorden og andre planeter.

Hans teoretiske modelleringer ble ikke umiddelbart akseptert av det astronomiske vitenskapelige miljøet. Han beskrev sine resultater i en artikkel som han sendte til det anerkjente vitenskapelige tidsskriftet The Astrophysical Journal. Artikkelen ble vurdert av to faglige spesialister. Begge avviste publisering av artikkelen.

Subrahmanyan Chandrasekhar, redaktøren av det samme tidsskriftet og senere nobelprisvinner, fant selv ingen feil i Parkers matematiske bevis. Han valgte, mot anmeldernes anbefaling, å publisere Parkers arbeid.

Nedlatende omtalt

Også Parkers solvindteori ble umiddelbart kritisert og nedlatende omtalt. Både Birkelands og Parkers teorier ble i 1959 bekreftet av de første registreringene av solvind. Registreringene ble gjort ved hjelp av den sovjetiske romsonden Luna 1 på vei til Månen og senere i 1962 av Nasas romfartøy Mariner II på vei til Venus.

Allerede de første registreringene med Parker Solar Probe påviste små magnetiske løkker som samlet gass og beveget seg utover med solvindhastigheter. Det ble registrert ytterlige detaljer som underbygde Parkers tidligere beregninger.

Parkers og Birkelands studier førte til økt kunnskap om Solens ytre atmosfære, solvinden og til vekselvirkningen mellom Jordens og Solens magnetiske felter.

Innsikten om solvindens effekt på solsystemet, Jordens magnetfelt, nordlyset og forstyrrelser på kritisk viktig infrastruktur for samfunnet har fått fundamental betydning for vårt samfunn.

Romsonden Parker Solar Probe går i bane ekstremt nær Solen for å studere solvinden.

Norge spiller en viktig rolle

Solfysikk er et internasjonalt, høyt verdsatt fagfelt. Norge spiller i dag en betydelig rolle på dette feltet gjennom Rosseland senter for solfysikk. Senteret ble opprettet i 2017 ved Institutt for teoretisk astrofysikk, Universitetet i Oslo. Her arbeider over 60 personer med observasjoner av Solen og gjør senteret til et av verdens største og ledende solforskningsmiljøer.

Overvåking av solstormer, det vil si kraftige masse- og strålingsutbrudd på soloverflaten og i dens atmosfære, har i de siste tiår også fått en viktig praktisk betydning utover å varsle nordlys for interesserte turister.

Solstormer kan skape trøbbel for vårt teknologibaserte samfunn der flere og flere tjenester vi bruker daglig, er helt avhengig av satellittinfrastruktur. Dette er tjenester som vi tar for gitt alltid fungerer, men som kan bli slått ut av sterk solvind og solstormer.

Romværvarsling er i dag en viktig aktivitet for dem som bruker og har ansvar for kritisk viktig infrastruktur for samfunnet.

Kritiske, frie tenkere motarbeides

Birkeland var også en glimrende oppfinner. Dette illustreres ved hans kreative 60 patenter og produksjon: Mekanisk høreapparat, strømbrytere, herding av fett, re-destillering og raffinering av uren olje.

Men hans idé, utarbeidet sammen med Sam Eyde, om hvordan en kunne trekke ut nitrogen fra luften for å lage kunstgjødsel, er nok den som fikk størst ringvirkning verden over. Dette ble starten på industrieventyret Norsk Hydro – som har bidratt til kunstgjødselproduksjon verden over og dermed reddet datidens matvareproduksjon. I dag er det Yara som står for denne internasjonale produksjonen.

Viktige vitenskapelige gjennombrudd blir ofte møtt med stor motstand og skepsis, i tidligere tider også med seriøse trusler. Et betydelig antall kritiske, frie tenkere i vitenskap er blitt motarbeidet av etablerte kolleger og miljøer. Det illustrerer at betydningsfulle, viktige gjennombrudd ofte forutsetter nytenkning og kritisk holdning til etablerte sannheter.

Red.anm.: En bildetekst er rettet etter publisering. Birkelands assistent het Olaf Devik, ikke Karl, slik det sto i en tidligere versjon.


  • Følg debattene hos Aftenposten meninger på Facebook og Twitter.

Les mer om

  1. Verdensrommet
  2. Forskning og vitenskap
  3. Sol
  4. Solstorm