Gedachte-experimenten benadrukken de kracht van mensen om waar te nemen wat zich niet direct voor hun ogen bevindt. Maar astronomen kunnen de nuances van sluw, verstrooid licht gebruiken om een beeld van het universum te verkleinen, zoals blijkt uit het boek van William Keel The Sky at Einstein’s Feet. Daarin laat hij zien dat hoewel het snijwerk niet compleet is, we een substantiële structuur van sterren aan de hemel beginnen waar te nemen.
De trucs van het licht werden ontdekt via magnetisme en elektriciteit toen Einstein zijn relativiteitsideeën formuleerde. Hiermee stapte ons begrip van licht ver in het onzichtbare. Bovendien werd de snelheid van het licht een standaardmaatstaf, nog minder onomstreden dan de tijd. Op ongeveer hetzelfde moment in de geschiedenis voegde de nieuwe uitrusting van astronomen meer details toe aan het in kaart brengen van de nachtelijke hemel. Naast sterren waren er afzonderlijke sterrenstelsels, superclusters, sporadische pulsars en diepzwarte gaten. Elk heeft een eigen signatuur in het universum en een speciale basis in de natuurkunde. Het gebruik van hun individualiteit, samen met begrip van de algehele fysieke processen, leidt ons naar een duidelijkere perceptie van de omvang van het universum, ook al wonen we in slechts een klein hoekje.
Keel wil in zijn boek de impact van relativiteit op astronomie met een breed publiek delen. Om dit te doen, introduceert hij veel van de subtiliteiten van de relativiteitstheorie en de manier waarop de astronomie hiervan profiteert of deze accommodeert. Hij begint met het onderzoeken van de invloed van relativiteit. Hij beschrijft processen zoals foto-ionisatie die leidden tot astronomische spectroscopie die op zichzelf leidde tot atomaire identificatie door absorptie- of emissielijnen. Dan is er de meer exotische superluminale beweging die iets lijkt te laten zien dat sneller beweegt dan licht. Wat nog belangrijker is, dit kan wijzen op vormen van stofwolken. Door het Penrose-Terrell-rotatie-effect toe te passen op de stralen van quasars, wordt hun uiterlijk verklaard. Zoals Keel schrijft, zijn dit slechts enkele van de factoren waarmee astronomen rekening moeten houden bij het bekijken van de resultaten van nachtelijke beeldvorming.
Maar gezien de titel van het boek, beoordeelt Keel de relativiteitstheorie in de astronomie niet puur. Hij erkent de betekenis ervan in recente interpretaties. Zo is zwaartekrachtlensing, die ook een stevige basis heeft in relativiteit, een waardevol hulpmiddel om afstanden van verre sterrenstelsels te meten, evenals massa's tussenliggende sterrenstelsels. Witte dwergen, de ongelooflijke dichte objecten die vaak rond andere sterren worden gevonden, hebben een enorme druk vanwege kwantumtoewijzingen. Maar hun spectroscopische absorptielijnen vertellen van een zwaartekracht rode verschuiving bovenop de Doppler rode verschuiving. Keel merkt deze en andere processen en methoden op die zijn gebruikt om meer relevantie voor de objecten van de nacht vast te stellen. Hoewel hij relativiteit vaak als link gebruikt, wijst de inhoud van het boek vooral op een verlangen om de kennis van de astronomie te delen.
En zoals bij de meeste technische boeken over astronomie, zijn er overal veel verwijzingen. Keel bevat de namen van veel prominente onderzoeken en vele observatoria, samen met de specifieke aanpassingen van hun apparatuur. Hoewel de lezing soms is gestileerd alsof het voor een onderzoekspaper is, is het niet droog. Keel bevat anekdotes die voortdurend de toevallige aard van onderzoek naar voren halen, evenals de valkuilen van het toonaangevend zijn. Evenzo introduceren duidelijke, beknopte verklaringen de meeste nieuwe termen, zoals zijn beschrijving van de beweging van een elektron om synchrotronstraling uit te leggen. Dit, samen met beschrijvende inleidingen in hoofdstukken en een goede selectie van illustraties, maken het boek tot een goed gedetailleerd, plezierig boek voor de gemiddelde amateurastronoom en voor diegenen die geïnteresseerd zijn in de natuurkunde achter de mooie foto's van de nachtelijke hemel.
Met dit boek zou Keel zijn doel moeten bereiken om een breed publiek inzicht te geven in de impact van relativiteit in de astronomie. Dit werkt voor het feit of de lezer kennis heeft van relativiteit en geïnteresseerd is in sommige toepassingen of dat de lezer kennis heeft van astronomie en meer wil weten over de reden voor wat ze door het oculair zien. Voor potentiële lezers die geen achtergrond hebben, is dit boek misschien te gedetailleerd of te gespecialiseerd. Keel biedt voor geen van deze velden een basis voor de waarschijnlijke verwarring van niet-ingewijden. Dit boek is dus het beste als hulpmiddel of hulpmiddel om theorie te combineren met observatie.
Honderd jaar gebruik van relativiteit zoals voor het eerst geïntroduceerd door Einstein heeft ons grote beloningen opgeleverd. We hebben een beter begrip van de bestanddelen van atomen en hoe ze het licht van sterren beïnvloeden. We weten ook dat zwaartekracht zowel massa als licht kan beïnvloeden. William Keel in zijn boek The Sky at Einstein’s Feet geeft de lezer de mogelijkheid om visuele beelden van de nachtelijke hemel samen te voegen met fantasierijke theorie voor grotere beloningen bij astronomisch kijken.
Beoordeling door Mark Mortimer
