Vanuit het perspectief van een raam in een krankzinnig gesticht schilderde Vincent van Gogh een van de meest bekende en gewaardeerde artistieke werken uit de menselijke geschiedenis. Wetenschappelijke ontdekkingen onthullen een kosmos met dergelijke kenmerken.
Sinds Vincents tijd hebben kunstenaars en wetenschappers hun respectievelijke paden bewandeld om de natuurlijke wereld over te brengen en te begrijpen. De laatst vrijgegeven beelden gemaakt door de Europese Planck-ruimtetelescoop onthullen nieuwe prachtige details van ons universum die de verfstreken van de grote meester beginnen te raken en tegelijkertijd bijna terugblikken op het begin van de tijd. Sinds Van Gogh - het verstrijken van 125 jaar - hebben wetenschappers een steeds ingewikkelder en ongelooflijke beschrijving van het heelal gemaakt.
Het pad van Van Gogh naar de Planck-telescoopbeelden is indirect, een abstractie die lijkt op het impressionisme uit de tijd van Van Gogh. Impressionisten in de 19e eeuw lieten ons zien dat de menselijke geest de wereld kon interpreteren en voorstellen buiten de beperkingen van onze vijf zintuigen. Bovendien begon optica sinds de tijd van Galileo het vermogen van onze zintuigen uit te breiden.
Wiskunde is misschien wel de grootste vorm van abstractie van onze visie op de wereld, de kosmos. Het pad van de wetenschap uit het tijdperk van van Gogh begon met zijn tijdgenoot James Clerk Maxwell, die inspiratie dankt aan de experimentator Michael Faraday. De Maxwell-vergelijkingen definiëren wiskundig de aard van elektriciteit en magnetisme. Sinds Maxwell zijn elektriciteit, magnetisme en licht met elkaar verweven. Zijn vergelijkingen zijn nu een afgeleide van een meer universele vergelijking - het standaardmodel van het heelal. Het bijbehorende Space Magazine-artikel van Ramin Skibba beschrijft de nieuwe bevindingen van wetenschappers van Planck Mission en de impact ervan op het standaardmodel in meer detail.
Het werk van Maxwell en experimentalisten zoals Faraday, Michelson en Morley bouwden een overweldigende hoeveelheid kennis op waarop Albert Einstein zijn artikelen van 1905, zijn wonderjaar (Annus mirabilis), kon schrijven. Zijn theorieën over het heelal zijn keer op keer geïnterpreteerd, geverifieerd en leiden rechtstreeks naar het heelal dat is bestudeerd door wetenschappers die de Planck-telescoop gebruiken.
In 1908 erkende de Duitse natuurkundige Max Planck, naar wie de ESA-telescoop is vernoemd, het belang van Einsteins werk en nodigde hem uiteindelijk uit naar Berlijn, weg van de duisternis van een octrooibureau in Bern, Zwitserland.
Terwijl Einstein een decennium doorbracht om zijn grootste werk, de Algemene Relativiteitstheorie, te voltooien, begonnen astronomen krachtigere instrumenten toe te passen op hun vak. Edwin Hubble, geboren in het jaar dat Van Gogh Sterrennacht schilderde, begon de nachtelijke hemel te observeren met de krachtigste telescoop ter wereld, de Mt Wilson 100 inch Hooker Telescope. In de jaren twintig ontdekte Hubble dat de Melkweg niet het hele universum was, maar eerder een eilanduniversum, een van de miljarden sterrenstelsels. Uit zijn waarnemingen bleek dat de Melkweg een spiraalvormig sterrenstelsel was in een vorm die vergelijkbaar was met naburige sterrenstelsels, bijvoorbeeld M31, het Andromedastelsel.
De vergelijkingen van Einstein en de abstractie van Picasso veroorzaakten een nieuwe golf van ontdekkingen en expressionisme die ons nog 50 jaar voortstuwde. Hun invloed blijft ons leven vandaag beïnvloeden.
Telescopen uit het tijdperk van Hubble bereikten hun hoogtepunt met de Palomar 200-inch telescoop, vier keer de lichtopbrengst van Mount Wilson's. De astronomie moest wachten op de ontwikkeling van moderne elektronica. Verbeteringen in fotografische technieken zouden verbleken in vergelijking met wat komen zou.
De ontwikkeling van elektronica werd versneld door de druk die op de tegenkrachten werd uitgeoefend tijdens de Tweede Wereldoorlog. Karl Jansky ontwikkelde in de jaren dertig radioastronomie die profiteerde van onderzoek dat volgde tijdens de oorlogsjaren. Jansky ontdekte de radiosignatuur van de Melkweg. Zoals Maxwell en anderen zich hadden voorgesteld, begon de astronomie zich verder uit te breiden dan alleen zichtbaar licht - naar infrarood- en radiogolven. De ontdekking van de kosmische microgolfachtergrond (CMB) in 1964 door Arno Penzias en Robert Wilson is misschien wel de grootste ontdekking uit waarnemingen in het radiogolf- (en microgolf-) gebied van het elektromagnetische spectrum.
Analoge elektronica kan fotografische studies versterken. Vacuümbuizen leidden tot fotomultiplicatorbuizen die fotonen konden tellen en de dynamica van sterren en de spectrale beelden van planeten, nevels en hele sterrenstelsels nauwkeuriger konden meten. In 1947 creëerden drie natuurkundigen van Bell Labs, John Bardeen, Walter Brattain en William Shockley de transistor die de wereld vandaag de dag blijft transformeren.
Voor astronomie en ons beeld van het heelal betekende dit meer acute beelden van het heelal en beelden over het hele elektromagnetische spectrum. Infraroodastronomie ontwikkelde zich langzaam vanaf de jaren 1800, maar het was solid state elektronica in de jaren zestig toen het volwassen werd. Magnetron of millimeter radioastronomie vereiste een combinatie van radioastronomie en solid state elektronica. De eerste praktische millimetergolftelescoop begon in 1980 bij de Kitt Peak Observatory.
Met verdere verbeteringen in solid state elektronica en ontwikkeling van uiterst nauwkeurige timing-apparaten en ontwikkeling van low-temperature solid state elektronica, heeft de astronomie de huidige tijd bereikt. Met moderne raketten zijn gevoelige apparaten zoals de Hubble- en Planck-ruimtetelescopen in een baan om de aarde gebracht en boven de ondoorzichtige atmosfeer rond de aarde.
Astronomen en natuurkundigen onderzoeken nu het heelal over het hele elektromagnetische spectrum en genereren terabytes aan gegevens en abstracties van de onbewerkte gegevens stellen ons in staat om met een zesde zintuig naar het heelal te kijken, dat wat ons door de technologie van de 21e eeuw wordt gegeven. Wat een opmerkelijk toeval dat de waarnemingen van onze beste telescopen die door honderdduizenden lichtjaren turen en zelfs 13,8 miljard jaar terug naar het begin van de tijd, beelden van het heelal onthullen die niet anders zijn dan de schitterende en mooie schilderijen van een mens met een geest die hem geen andere keus gaf dan de wereld anders te zien.
Nu 125 jaar later dwingt dit zesde zintuig ons om de wereld in een soortgelijk licht te zien. Kijk omhoog in de lucht en je kunt je voorstellen dat de planetenstelsels rond bijna elke ster draaien, wervelende wolken van spiraalstelsels, een nog groter aan de hemel dan onze maan, en golven van magnetische velden overal in de sterrennacht.
Overweeg wat de Planck-missie onthult, vragen die het beantwoordt en nieuwe die het oproept -Het blijkt dat primordiale gravitatiegolven niet zijn gevonden.
