Teleskoper og mikroskoper — Fremskridt fra i går til i dag
VORE dages observatorieteleskoper er rene kæmper sammenlignet med Galileis, der var knap 4,5 centimeter i diameter. Hans primitive apparater var linseteleskoper. En stor, konveks linse i den ene ende dannede billedet, og en lille, konkav linse i den anden ende forstørrede det. (Senere har man ændret linseteleskopet, så også den lille linse er konveks.) Utroligt nok kunne hans instrumenter forstørre op til 33 gange, så ved hjælp af dem har han kunnet se fire af Jupiters måner og Venus’ måneformede faser.
De spejlteleskoper man benytter i dag, samler lyset fra fjerne himmellegemer med kæmpestore hulspejle (der kan være op til seks meter i diameter). Ved hjælp af dem kan man iagttage objekter der er ti millioner gange svagere end dem man kan se med det blotte øje. Det hævdes endda at man i et teleskop i Australien kan skelne flammen på et stearinlys 1600 kilometer borte!
Alt dette til trods har astronomerne i dag interessant nok det samme problem som Galilei havde. Når han betragtede himmelrummet gennem sit teleskop lagde han mærke til at stjernernes antal øgedes, men at deres størrelse forblev uændret. Han gik ud fra at stjernerne måtte befinde sig utrolig langt borte, eftersom de kun kunne ses som lysprikker selv når man søgte at forstørre dem. Skønt nutidens astronomer efter alt at dømme ved nøjagtig hvor langt borte disse himmellegemer befinder sig, ser de stadig, trods deres præcisionslinser og polerede spejle, stjernerne som små lysprikker. Som det udtrykkes i The Observer’s Book of Astronomy: „Stjernerne er så langt borte at intet teleskop der er bygget til dato kan vise dem som andet end lysprikker.“
Det hindrer dog ikke videnskabsmænd i at forsøge at komme til at se nøjere på stjernerne. USAs civile rumfartsorganisation, NASA, planlægger for eksempel i 1986 at opsende et stort rumteleskop der skal kredse om jorden uden for dens atmosfære. Videnskabsmænd mener at man ved hjælp af det vil kunne iagttage objekter der er 50 gange svagere end dem man kan se gennem teleskoper på jorden.
Heldigvis findes der også andre måder at iagttage universet på. For nogen tid siden opdagede man at visse himmellegemer udsender radiobølger. Når disse signaler når ned til jorden kan de være svagere end en billiontedel af en watt. Man har derfor udviklet store radioteleskoper der kan opfange og forstærke disse signaler. På denne måde har astronomerne kunnet observere kvasarer, pulsarer og andre interessante fænomener.
Astronomerne sidder derfor ikke længere i timevis og kigger gennem teleskopernes okularer, som Galilei gjorde. Encyclopædia Britannica forklarer: „Næsten al astronomisk forskning foretages fotografisk eller fotoelektrisk, i stedet for visuelt . . . Man kan fotografere objekter der er mange gange svagere end dem man kan se gennem okularet. En enkelt fotografisk plade kan indeholde en umådelig mængde oplysninger . . . billeder af 1.000.000 stjerner og 100.000 galakser.“
Videnskabsmænd kan bruge disse fotografier på mange bemærkelsesværdige måder. Tidsskriftet Sky and Telescope har engang forklaret at man ved hjælp af en særlig teknik (speckle interferometry) har kunnet iagttage visse røde kæmpestjerners „skiver“, mens resten af stjernerne — selv de nærmeste — forbliver små lysprikker.
Den stjerne der, set med det blotte øje, befinder sig nærmest ved solen, viser sig at være tre stjerner når den betragtes gennem et teleskop. Den ene hedder Proxima Centauri. De to andre kredser om hinanden med en omløbstid på 80 år, og kendes som Alfa Centauri. Ser man bort fra solen, er det disse tre stjerner der befinder sig nærmest ved os af alle stjernerne, og dog er de 4,3 lysår (over 40 billioner kilometer) fra jorden! Bogen Astronomy bruger følgende illustration: „Hvis solens størrelse svarer til et af punktummerne på denne side, måtte solens nærmeste nabo blandt stjernerne, dobbeltstjernen Alfa Centauri, i denne målestok vises som to prikker 16 kilometer borte.“
Ved himmelens sydpol kan man se noget der ligner to skyer. I det 15. århundrede døbte portugisiske søfarere dem Kapskyerne. Senere fik de navn efter den berømte opdagelsesrejsende Ferdinand Magellan. Teleskoper har vist at de begge er vældige, ydre galakser. Man har anslået at den store magellanske sky alene indeholder fem milliarder stjerner.
Menneskene er således kommet tilbage til udgangspunktet. De har ved hjælp af teleskoper aflivet de overtroiske forestillinger om universet, men stirrer ikke desto mindre op mod himmelrummet med fornyet ærefrygt!
Den skjulte verden
Den mikroskopiske verden er ikke mindre fascinerende. Drevet af umættelig nysgerrighed studerede Leeuwenhoek gerne hvad som helst han kunne få ind under sin linse. Engang tog han noget spyt fra sin mund og undersøgte det under mikroskopet. Til sin store overraskelse så han „mange bitte små dyr der bevægede sig meget net omkring“. Han sendte så en beskrivelse og en tegning af disse mundbakterier til Royal Society of London. Det var i 1683. „Tænk hvis man opdager at der lever flere dyr i skummet på tænderne i menneskets mund, end der er mennesker i et helt land?“ udbrød han senere. Man anslår nu at antallet af mikroorganismer der lever i menneskets mund skal tælles i milliarder.
Ja, videnskabsmænd der har kastet et blik ind i denne skjulte verden, har gjort opdagelser der ville have forbløffet selv Leeuwenhoek. De kan for eksempel nu se at en enkelt dråbe blod kan indeholde omkring 35 millioner røde blodlegemer. Hvert blodlegeme kan igen indeholde over 280 millioner hæmoglobin-molekyler. „Tænk hvilken opgave det ville være at føre en fortegnelse over de 10.000 atomer i blot et enkelt hæmoglobin-molekyle,“ skriver dr. Coppedge i sin bog Evolution: Possible or Impossible?
Mikroorganismer — venner eller fjender?
Mange af os føler uvilkårligt modvilje bare ved tanken om bakterier. Det er da også sandt at nogle mikroorganismer forårsager sygdom og død, med det lader til at være undtagelsen snarere end regelen.
For eksempel nyder du sikkert at drikke et glas mælk nu og da. Men faktisk kan koen kun fordøje sit foder og frembringe mælk takket være de billioner af mikroorganismer der befinder sig i dens mave. Også menneskets tarme huser gavnlige bakterier. Lærebogen Elements of Microbiology oplyser: „Mange tarmbakterier kan syntetisere de vigtigste B-vitaminer og vitaminerne E og K. Vitaminer der frembringes på denne måde yder et betydeligt bidrag til at dække ’værtens’ vitaminbehov.“
Mikroorganismer virker endda som et effektivt sanitetsvæsen. „Hvis mikroberne ikke tog sig af dødt stof og affald,“ forklarer videnskabsskribenten Ludovici, „ville det ophobes i en sådan grad at vi ville dø af pladsmangel. Det er i virkeligheden ingen overdrivelse at sige at vor eksistens afhænger af mikrober, af en usynlig verden der kun kommer til syne i et mikroskop.“
Biologerne har nu forbedret udstyr til deres rådighed, og kan derfor undersøge mikroorganismerne nøjere. Også disse er forbløffende komplicerede. Nogle mikroorganismer har en pisk-lignende hale der kaldes en flagel. Det er spændende at kigge i et mikroskop og se dem fare omkring i bare en enkelt dråbe vand! En bakterieart (der kaldes Spirillum serpens) har endda en hale der snurrer som en elektrisk propel. (Man har målt at halen kan rotere med en hastighed af 2400 omdrejninger i minuttet!) Hvis denne miniundervandsbåd får brug for at ændre retning, slår den simpelt hen „motoren“ til i den anden ende!
Mikroskoper — hvor langt er man nået?
Det er forbløffende at tænke sig at Leeuwenhoeks hjemmelavede indretninger kunne forstørre 250 gange eller mere. De optiske mikroskoper man anvender i dag kan imidlertid forstørre omkring 1000 gange. „Forstørrede man en almindelig stueflue lige så mange gange, ville den blive over 9 meter lang,“ oplyser bogen Elements of Microbiology.
I 1931 blev elektronmikroskopet opfundet. Når man retter en elektronstråle mod et objekt frembringes et billede hvori objektet kan være forstørret omkring en million gange. Men der er en alvorlig ulempe: Elektronmikroskopet kan ikke bruges til studiet af levende organismer. Et nyt apparat, en kombination af det optiske mikroskop, fjernsynskameraer og en datamathukommelse, har imidlertid nu gjort det muligt for videnskabsmænd at iagttage levende cellers biologiske aktivitet! The New York Times fortæller: „Man kan se kanaler der kun er en milliontedel af en centimeter i diameter, lede partikler som føde og affaldsstoffer i modsatte retninger på samme tid.“
Teleskoper og mikroskoper er altså vældig nyttige redskaber. De har givet menneskene et forbløffende indblik i den verden — og det univers — som vi lever i. Men har denne større indsigt forstærket, eller på en eller anden måde fjernet, behovet for en tro?
[Tekstcitat på side 4]
Man anslår at der findes 200 stjernehobe i vor Mælkevej, hver med tusinder til hundredtusinder af stjerner
[Illustration på side 5]
Teleskoper har vist at vi lever i et univers med milliarder af galakser, og at der i hver galakse er milliarder af stjerner
[Illustrationer på side 6]
En lille dråbe blod indeholder millioner af røde blodlegemer, hvert blodlegeme indeholder millioner af hæmoglobin- molekyler, og hvert molekyle indeholder 10.000 atomer
En lille skefuld jord kan myldre med milliarder af mikroorganismer
[Illustration på side 7]
Flagellen (halen) på mikroskopiske bakterier som denne roterer ligesom en propel, nogle med hastigheder på op til 2400 omdrejninger i minuttet