Cosmos (4) De ontdekking van het licht (Mozi, Ibn al-Haytham, Herschel, Fraunhofer)

(capture gemaakt met VLC media player)

Deel 4 van de serie Cosmos (Neil deGrasse Tyson, National Geographic) gaat over de rol van licht in de kennis van de cosmos.
Meer dan 2000 jaar geleden heeft een Chinese filosoof-geleerde Mozi het camera obscura principe ontdekt (beeld wordt op zijn kop geprojecteerd). Mozi streed tegen alle 'vormen van duisternis', was pacifist, vóór democratie, gelijkheid, zelf denken, tégen blinde gehoorzaamheid aan autoriteiten [1], ontwikkelde principes voor het ontdekken van betrouwbare kennis (een 'verlichtingsdenker'?).
Maar er kwam een nieuwe anti-wetenschappelijke keizer die alle anti-autoritaire filosofische boeken liet verbranden en de geleerden werden levend begraven.

(capture gemaakt met VLC media player)

Ibn al-Haytham(Irak): kritiseerde de toen heersende opvatting over de aard van het zien, nl. dat we voorwerpen zien omdat onze ogen lichtstralen uitzenden naar objecten die weerkaatst worden en weer terugkomen naar onze ogen. Volgens deze geleerde is dit principe fout, want voor sterren kan het niet werken omdat sterren te ver weg staan om de lichtstralen zo snel heen en weer te laten gaan. Opbloei van de wetenschap in de moslimwereld! Het christelijke westen volgde een tijd later. Ibn al-Haytham was de eerste ooit die regels voor de wetenschap op schrift stelde. Een methode om fouten te elimineren (zeer modern: [3]). Geen autoriteiten accepteren, alleen argumenten en experimenten accepteren. Want iedereen maakt fouten, inclusief wijzelf [1].

Wetenschap is zo succesvol dat het onze levensduur verdubbeld heeft, het verre verleden onthuld heeft en de toekomst kan voorspellen, en communiceren met de snelheid van het licht en ruimtevaart (Tyson).

De volgende vebetering was de eerste telescoop van Galileo in 1609. Een hele reeks verbeterde telescopen gaven steeds betere beelden van de cosmos.

Licht is eigenlijk een bizar verschijnsel met unieke eigenschappen: fotonen versnellen onmiddellijk waneer ze hun bron verlaten van nul naar 'de-snelheid-van-licht'. Hoe kan dat? Wat weerhoudt fotonen om sneller te gaan? Hoe kunnen ze door de lege ruimte bewegen? Ze bewegen zich een miljoen maal sneller als geluid. Wetenschappers weten nog niet waarom er een maximumsnelheid van het licht is [2]. Er is dus nog werk aan de winkel.

Newton was de eerste die de geheimen van de regenboog onthulde. Maar hij zag iets over het hoofd dat 150 jaar later door William Herschel Herschel ontdekt werd: infrarood licht (voor ons oog onzichtbaar, maar voelbaar als warmte).
Hij ontdekte infrarood licht in de controle van een experiment om de warmte van verschillende golflengtes te meten. Verbazingwekkend. Deels geluk. Zeer ingenieus experiment. Onverwacht resultaat. Experiment goed in beeld gebracht door de makers van de serie.

Joseph Fraunhofer (zijn levensverhaal is bijzonder! goed in beeld gebracht) ontdekte heel dunne zwarte lijnen in het spectrum van licht afkomstig van de zon en sterren. Het bijzondere is dat Newton dit ook had kunnen doen volgens Tyson (?). Maar, ze zijn niet met het blote oog zichtbaar. Had Newton de beschikking over de juiste instrumenten?

Belangrijke ontdekkingen die daar op volgden: de zichtbare cosmos bestaat overal uit dezelfde elementen. Fraunhofer's ontdekking legde de basis voor de astrofysica, Tyson's 'eigen tak van wetenschap'. Dankzij Fraunhofer weten we wat er zit in de atmosfeer van andere planeten. 

Weer veel geleerd van deze aflevering. Leuk dat wetenschappelijke ontdekkers uit het verleden én uit niet-Westerse landen ook de nodige aandacht krijgen. Door die belangrijke ontdekkingen en ontdekkers in beeld te brengen wordt de vooruitgang in de wetenschap op een zeer overtuigende en natuurlijke manier gedemonstreerd.


Noten

1. Dit staat in schril contrast met bij voorbeeld de persoonsverheerlijking in de Rooms Katholieke kerk ('Heilige' 'maagd' Maria!), en de bizarre recente vertoning dat pausen elkaar heilig gaan verklaren! Wat een potsierlijke vertoning. Hoe kan welk mens dan ook perfect zijn als ieder mens belast is met de erfzonde? Weet iemand of Jezus heilig verklaard is door de RKK? (verbazingwekkend: hij staat niet in de lijst van heiligen!) Katholieken leven nog in het verleden. Doe iets voor de wereld, het milieu, dieren, rechtvaardigheid, etc, en stop met mensenverering.
2. Waarom geen tussenliggende snelheden? Waarom geen versnelling en vertraging? Waarom vertragen fotonen op den duur niet totdat ze tot stilstand komen?
3. Zie:  Hype in Halifax hypes in de wetenschap: de arsenicum bacterie (!), het ENCODE project, Epigenetics, intelligentie. De opname op youtube van de conferentie en met name de lezing van Rosie Redfield die de arseenbacterie grondig de grond in boort, waarmee ondertussen het zelfcorrigerend vermogen van de wetenschap alsnog zijn werk doet.

Vorige blogs over dit onderwerp:

• 29 april 2014 Cosmos (3): Newton en Halley. De opkomst van de natuurwetenschap
• 22 april 2014 Cosmos: A Spacetime Odyssey (2) Evolutie
• 14 april 2014 Cosmos: A Spacetime Odyssey (1) Neil deGrasse Tyson