Zien, ontdekken en weten

Fotografie legt wetenschap vast en fotografie is wetenschap

Afbeelding ter beschikking gesteld door Hubble.

Als student natuurkunde met een passie voor fotografie kijk ik graag terug op de toppen van ontdekkingen die fotografie op alle wetenschapsgebieden heeft vastgelegd.

In mijn eigen natuurkunde wordt fotografie niet alleen gebruikt om ontdekkingen vast te leggen, maar om ook daadwerkelijk ontdekkingen te doen. In dit stuk laat ik je zien hoe fotografie de afgelopen 150 jaar op het snijvlak van menselijke ontdekkingen aanwezig is geweest.

Edwin Hubble en Andromeda

Astronoom Edwin Hubble besefte voor het eerst dat Andromeda (of M31) geen 'spiraalnevel' was zoals ze toen heetten. Hij gebruikte variabele sterren van Cepheid, die met regelmatige tussenpozen en bekende helderheid pulseren, om de afstand tot Andromeda te berekenen, omdat hij deze veel te ver weg vond om in onze eigen Melkweg te zijn. Hij ontdekte dat Andromeda zijn eigen 'eilanduniversum' was. Deze universa zouden later omgedoopt worden tot sterrenstelsels.

Zijn ontdekking veranderde onze perceptie van het universum van de ene op de andere dag. De Melkweg was niet langer het enige sterrenstelsel; er waren er andere, die elk tientallen miljarden tot honderden miljarden sterren bevatten. Het universum werd 's nachts twee keer zo groot. Fotografie was de sleutel.

Hubble's originele dia met zijn eigen label. Afbeelding met dank aan lucht en telescoop.

Hubble gebruikte een 100-inch telescoop op Mount Wilson om een ​​belichtingstijd van vier uur te maken op een lichtgevoelige glasplaat. Deze afbeelding en daaropvolgende afbeeldingen lieten hem het bestaan ​​van Cepheid-variabelen zien, wat zijn ontdekkingen mogelijk maakte.

De Hubble-ruimtetelescoop werd gebouwd en gelanceerd in 1990, genoemd ter ere van Hubble en als erkenning van het belang van zijn ontdekking. De afbeelding bovenaan dit stuk is een Deep Field-foto gemaakt door die telescoop.

Rosalind Franklin en DNA ('Foto 51')

Foto 51. Met dank aan de BBC.

Foto 51 was het ontbrekende stuk in de ontdekking van de structuur van DNA. Het is een röntgendiffractiebeeld van gekristalliseerd DNA, genomen op een fotogevoelige plaat zoals de afbeeldingen van Hubble.

Met foto 51 konden Watson en Crick de structuur van DNA bepalen: een dubbele helix van antiparallelle strengen die met elkaar zijn verbonden door basenparen. De foto van Rosalind Franklin gaf niet alleen informatie over de structuur van DNA, maar ook over de parameters voor de grootte ervan.

Controverse hecht aan Franklin's foto omdat Watson en Crick deze zonder haar toestemming hebben gebruikt, waardoor ze de uiteindelijke structuur van DNA konden afleiden. Samen met Maurice Wilkins ontvingen Watson en Crick de Nobelprijs voor hun ontdekking. Franklin was niet opgenomen omdat ze vier jaar eerder was overleden.

The Moon Landings

Bootprint op het maanoppervlak. Met dank aan NASA.

Er zijn maar weinig wetenschappelijke momenten waarop fotografie net zo centraal stond als de maanlanding. Neil Armstrong en Buzz Aldrin waren uitgerust met Hasselblad-camera's en konden de momenten vastleggen waarop mensen voor het eerst voet aan wal zetten op een hemellichaam dat niet de aarde was.

Tijdens alle maanlandingen die plaatsvonden, gebruikten astronauten niet alleen fotografie om momenten op een andere wereld vast te leggen, maar ook voor echt wetenschappelijk onderzoek.

Fotografische doelstellingen omvatten het maken van panoramische afbeeldingen met een hoge resolutie van de maan voor gebruik bij het nauwkeurig in kaart brengen van het maanoppervlak en voor het onderzoeken van de reflecterende eigenschappen van de maan en de aarde. Het documenteren van operationele taken en experimenten was ook van het grootste belang.

Buzz Aldrin op de maan. Afbeelding ter beschikking gesteld door NASA.

Close-up's

Hoewel we de kracht hebben gezien die fotografie heeft bij het bekijken van dingen op de diepste en grootste schalen met Hubble, legt fotografie ook de kleine kosmologieën van de natuur bloot. Hoeken van de materiële realiteit openbaren zich als macrofotografie universums onthult die niet beschikbaar zijn voor het menselijk oog.

Afbeelding ter beschikking gesteld door monovisions.

De Duitse fotograaf Albert Renger-Patzsch was een van de eersten die de wereld vanuit dit nieuwe perspectief bekeek. Hoewel zijn inspanningen niet wetenschappelijk waren in hun bedoelingen, laten ze wel zien hoe fotografie kan fungeren als een grandioze brug tussen kunst en wetenschap.

Zowel kunstenaars als wetenschappers ontdekten dat door de realiteit in kleinere en kleinere stukken te knippen, er prachtige nieuwe vormen van esthetische en wetenschappelijke interesse verschenen. Het streven om de wereld in steeds kleinere stukjes op te splitsen, gaat nog steeds door met het gebruik van elektronenmicroscopie om een ​​verscheidenheid aan intrigerende verschijnselen te onderzoeken. Een dergelijke microscopie is zo krachtig geworden dat ze individuele atomen kan oplossen.

Het Higgs-boson

Afbeelding ter beschikking gesteld door de New York Times.

Natuurlijk wordt fotografie niet alleen gebruikt om ontdekkingen te doen, maar ook om ze te documenteren. Bovenstaande foto is genomen van een conferentie op CERN in 2012 en toont het moment van de onthulling van de ontdekking van het Higgs-boson. We kunnen de enorme opgetogenheid zien die een wetenschappelijk samenwerkingsproject van 50 jaar heeft voortgebracht.

Voor mij belichaamt zo'n opgetogenheid waarom mensen onderzoek doen en waarom wetenschap doen zo de moeite waard is.

Zien, ontdekken en weten.