Kosmos’ alder og størrelse -
- står skrevet i lys.
Skønhedens natur og det stof, stjerner er lavet af-
- de love, der styrer rum og tid...
De var der hele tiden...
... men vi så dem aldrig...
... før vi udviklede en kraftigere måde at se på.
Beretningen om denne opvågning har mange begyndelser-
- og ingen slutning.
Heltene kommer fra mange tidsaldre:
En kinesisk filosof.
En troldmand, der henførte 1000-tallets irakiske kaliffer.
Et forældreløst barn i Tyskland underlagt en hård herre.
Alle bragte de os lidt tættere -
- på de hemmeligheder, der skjuler sig i lyset.
Vi kender ikke deres navne.
Men et sted for længe siden løftede et menneske blikket-
- og så lyset udføre et af sine magiske trick.
Hvem ved?
Lysstrålen inspirerede måske de første kunstnere.
Hvor kommer det hele fra?
Hvordan udvikledes vi fra små jægersamfund -
- under stjernerne -
- til at bygge en global civilisation?
Hvordan kom vi derfra og hertil?
Der er intet enkelt svar.
Klimaændringer -
- tæmning af ilden, opfindelse af værktøjer-
- sprog og landbrug. Alle disse ting spillede en rolle.
Men måske var der også noget andet.
For over 2000 år siden i Kina -
- skal filosoffen Mo Tzu have observeret-
- at lys kan male et billede i et aflåst skatkammer.
Det var en beskrivelse af det første kamera:
Camera obscura.
Prototypen for alle kameraer-
- også det, der giver jer dette billede.
Brugen af lysets egenskaber-
- resulterede i den første film.
Mo Tzu, lysets mester, modarbejdede alle slags mørke.
Et militært geni, der brugte sine færdigheder til at forhindre vold.
Han rejste mellem krigsførende lande -
- og brugte sin overtalelsesevne -
- til at få konger til at slutte fred.
Han drømte om en universel kærlighed-
- om at udrydde fattigdom og ulighed.
En stat for folket.
Han var imod blind lydighed over for ritualer og autoriteter.
I hans skrifter såedes frø til en videnskabelig tilgang.
Da Mo Tzu levede, havde kineserne skrevet bøger-
- i over 1000 år.
Men vores viden om ham er fragmentarisk.
Den består af essays, der tilskrives ham og hans elever.
I et af dem, "Mod skæbnen" -
- foreslås enhver doktrin afprøvet.
Anfægt dens grundvold.
Spørg, om den kan efterprøves af almindelige mennesker.
Spørg, hvordan den bruges -
- og om det er til gavn for de mange.
Mo Tzu var meget populær-
- men få hundrede år efter hans død-
- kom den første kejser, Qin Shi Huangdi-
- til magten.
Han forvandlede et kontinent til en nation -
- som bærer hans navn: Kina.
De fleste kender Qin pga. Terrakottakrigerne -
- ved hans grav.
I kampen for at samle det store rige
- greb kejser Qin til drastiske midler for at ensrette alting.
Det omfattede en eneste valuta -
- en standardisering af alle enheder for mål og vægt -
- og et fælles kinesisk skriftsprog.
Det omfattede også -
- hvad man måtte skrive og tænke.
Kejser Qins filosofi, den eneste tilladte -
- kaldtes legalisme.
Det var netop, som det lyder.
Følg loven, ellers...
Det er en filosofi, der ikke fremmer skepsis over for autoriteter.
Alle bøger af de 100 filosofiske skoler skal brændes.
Alle, der bruger historien til at kritisere nutiden -
- vil få deres familie henrettet.
Mo Tzus, Kungfutses og andre filosoffers værker-
- ødelægges i verdens første bogbrænding.
Hundredvis af videnskabsmænd forsøgte -
- at redde de forbudte bøger.
De blev levende begravet.
Videnskaben har brug for frihed til at trives.
Den bygger på skepsis over for det vedtagne -
- og en åben debat.
Mo Tzus og hans efterfølgeres nysgerrighed og skrifter -
- blev trådt under fode.
Der gik næsten 1000 år før den næste film kom.
Heldigvis kan vores fantasis skib føre os overalt-
- i tid og rum.
Kinesere og grækere observerede, at lys kunne gøre utrolige ting.
Men ingen stillede spørgsmålet, som børn og genier bedst kan lide:
Hvorfor?
Ikke før for 1000 år siden.
I Basra i Irak boede en anden lysets mester.
Alhazen var drevet af en stærk vilje til at forstå naturen.
Han satte spørgsmålstegn ved alt.
Især ting, som andre tog for givet.
"Hvordan ser vi", spurgte han.
Nogle af de store tænkere før ham havde sagt-
- at stråler skyder ud af øjnene og rejser til det, vi ser-
- før de vender hjem igen.
Men Alhazen mente -
- at stjernerne var for langt væk til-
- at noget i øjnene kunne rejse frem og tilbage på et øjeblik.
Det var godt tænkt, men han stoppede ikke der.
Han søgte efter måder at få naturen til at afsløre hemmeligheder.
Hans kultur var åben for nye ideer og spørgsmål.
Det var den islamiske verdens videnskabelige guldalder.
Den verden strakte sig fra Cordoba -
- til Samarkand.
Kristne og jøder var gæsteforskere -
- på videnskabelige institutter i Bagdad, Cairo og andre byer.
Her brændte man ikke bøger. Nej, kaliffernes udsendinge -
- var på jagt efter bøger.
Kalifferne finansierede, at bøgerne blev oversat, studeret -
- og bevaret.
Meget af den græske forskning -
- ville være gået tabt uden dem.
Videnskabens opvågnen hundreder af år senere i Europa -
- tændtes af en flamme -
- islamiske videnskabsmænd havde næret.
Araberne importerede også idéer fra Indien til Vesten.
Heriblandt de såkaldte arabertal, som vi alle bruger i dag -
- og begrebet nul.
Det er praktisk, når man taler om milliarder.
Arabisk astronomi var så indflydelsesrig -
- at mange stjerner stadig har arabiske navne.
Og forstavelsen i algebra, algoritme, alkymi og alkohol -
- er kun nogle af sporene af en tid -
- hvor arabisk var videnskabens sprog.
I 1000-tallet afprøvede Alhazen -
- sine ideer om lys og vort syn.
Han eksperimenterede for at se lysets bevægelser.
Han rejste et telt i dagslys -
- og lukkede det, så kun en lysstråle -
- kunne trænge gennem dets mørke.
Blot med sin hjerne og en pind, en lineal -
- havde Alhazen taget et stort skridt for videnskaben.
Han opdagede, at lys bevæger sig i lige linjer.
Men det var kun begyndelsen.
Han fandt ud af, at nøglen til alle billeder -
- øjne eller camera obscura -
- er at mindske åbningen for lyset i et mørkt kammer.
Den åbning udelukker det kaotiske lys, der omgiver os.
Jo mindre åbning, jo færre lyskilder er der.
Det gør billedet skarpere.
I stedet for at blændes af lyset -
- ser vi alt, hvad det kan vise os.
Alhazen lavede sit eget camera obscura og imponerede kalifferne.
En camera obscura fungerer bedst i dagslys.
Nattehimlens stjerner er alt for svage til det.
Man skal bruge en større åbning -
- men man skal også bevare fokus.
Et teleskop fanger lys fra det, det rettes mod-
- over hele linsen eller spejlet.
En åbning, der er meget større end et camera obscuras.
Dette er et af de første teleskoper.
Galileo kiggede i det i 1609.
Dermed trak han nattens tunge gardiner til side -
- og begyndte at opdage kosmos.
Med linsen -
- kunne teleskopet indfange meget mere lys -
- end vore øjne.
Store spande opsamler mere regn end små.
Moderne teleskoper indfanger mere lys -
- har finere detektorer-
- og sporer samme objekt i timevis -
- for at indsamle så meget lys, de kan.
Rumteleskoper som Hubble -
- har indfanget lys fra de ældste galakser.
Det har givet os et meget klarere billede af kosmos.
Alhazen så, at lys danner billeder -
- men han gjorde langt mere end det.
Alhazen var den første -
- til at nedfælde videnskabens regler.
Han udtænkte -
- en systematisk måde -
- at fjerne misforståelser på.
At finde sandheden er svært -
- og vejen dertil er vanskelig.
Sandhedssøgeren bør afholde sig fra at dømme -
- og ikke kun stole på de gamle kilder.
I må anfægte og undersøge skrifterne fra alle sider.
Forlad jer kun på argumenter og eksperimenter -
- og ikke på nogens ord.
Alle mennesker har fejl og mangler.
Vi sandhedssøgere udviser skepsis og anfægter vore egne ideer -
- mens vi gør vore undersøgelser -
- for at undgå forudfattede meninger eller sjusk.
Vælger I den vej, vil sandheden blive afsløret for jer.
Det er den videnskabelige metode.
Den er så stærk. Den har ført vore robotudsendinge -
- hinsides solsystemet.
Den har fordoblet vores levetid-
- og givet liv til svundne tider.
Videnskaben gør, at vi kan forudse hændelser i fremtiden -
- og kommunikere med hinanden med lysets hastighed.
Som jeg gør med jer lige nu.
Denne metode har givet os kræfter -
- som Alhazen selv ville kalde magi.
Men det var ham, der anviste os denne svære og uendelige vej.
Nu har den ført os til et sted -
- hvor selve lyset omgives af mørke.
Lys har egenskaber, som adskiller sig fra alt andet.
Tag f. Eks. Lysets hastighed.
En foton fødes -
- med lysets hastighed -
- når den forlader et atom eller molekyle.
En foton kender kun til den fart -
- og vi kender ikke andet, der går fra -
- 0 til maksimum øjeblikkeligt.
Intet andet bevæger sig så hurtigt.
Når vi accelererer andre partikler -
- gør de mere modstand, som om de bliver tungere.
Intet eksperiment har fået en partikel op på lysets hastighed.
Hvad var det?
Kan I høre noget?
Hvor var jeg?
Jeg kender ikke til noget andet, der opfører sig som lys.
Jeg kan ikke forstå dets egenskaber -
- med mine sanser.
Tilliden til sanserne drukner det, måleinstrumenterne -
- siger om verden.
Sanserne kan klare store objekter med pattedyrsfart -
- men de er ikke tilpasset lovene, der regulerer lysets hastighed.
Vi ved end ikke, hvorfor der er en fartgrænse.
Tiden står stille, når man færdes med lysets hastighed.
Hvad er lys?
Isaac Newtons fascination af lys -
- begyndte, da han var barn.
Det var i dette hus.
Da han var i tyverne, blev han den første -
- der løste regnbuens mysterium.
Newton opdagede, at sollys, hvidt lys -
- har alle regnbuens farver.
Det var en stor opdagelse.
Han kaldte farverne et spektrum -
- efter det latinske ord for fantom eller spøgelse.
I må undskylde -
- men kokken siger, at middagen bliver kold.
Læg ikke forstørrelsesglasset!
Lys rummer noget spændende.
En kode, en nøgle til kosmos.
Isaac Newton overså ikke meget, men det der var stort.
Han gik forbi en dør til et univers -
- som ikke blev åbnet igen før 150 år senere.
Det blev en anden forskers lod i 1800-tallet -
- at snuble over et bevis på den usynlige verden, der omgiver os.
William Herschel så på nattehimlen -
- med den tids største teleskop.
Om dagen udførte han eksperimenter.
I følge Newtons arbejde -
- var sollys en blanding af farver.
Alle, der har været ude, ved -
- at sollys indeholder varme.
William Herschel spekulerede på, om visse farver var varmere end andre.
Det videnskabelige geni anfægter det-
- vi andre tager for givet, for derefter at eksperimentere.
Det termometer, Herschel lagde uden for spektret-
- var til kontrol.
Kontrollen i hvert eksperiment-
- mangler den faktor, der skal testes.
På den måde ved man, at det, man afprøver, har en effekt.
Herschels eksperiment gjaldt forholdet-
- mellem farve og varme.
Hans kontrol var et termometer-
- der slet ikke -
- blev ramt af sollys.
Der var den lyd igen.
Hvad er det?
Rødt lys er varmere end blåt.
En interessant opdagelse, men ikke revolutionerende.
Blå - 52 - 52 Rød - 52 - 56
Kontrol - 52
Nej, det er intet galt med termometeret.
Du har opdaget en ny slags lys.
Han opdagede den usynlige tilstedeværelse -
- under det røde lys.
Derfor fik den navnet infrarød.
"Infra" er latin og betyder "under."
Det er usynligt.
Vores øjne kan ikke se det, men huden føler det som varme.
Det er en vigtig opdagelse -
- men lyset skjulte større hemmeligheder.
På den tid, da Herschel-
- opdagede infrarødt lys -
- sad den unge Joseph Fraunhofer-
- fast i et håbløst slid.
Han stod over en kedel med giftige kemikalier-
- og rørte og rørte.
Joseph blev forældreløs som 11-årig -
- og givet til en hr. Weichselberger-
- den kongelige spejlmager.
Joseph fik ikke lov at gå i skole.
I stedet sled han -
- i fabrikken om dagen -
- og passede sin herres husholdning om aftenen.
Kom så, din idiot.
Og husk, ingen læsning.
Men så fik Joseph sin store chance.
Weichselbergers hus faldt sammen.
Bayerns vordende konge, Maximilian -
- skyndte sig til stedet.
Han var kendt for at interessere sig -
- for sine undersåtter.
Bayerns kommende konge bekymrede sig for ham -
- og Joseph Fraunhofer fandt en åbning til en ny verden.
Og ikke kun for sig selv.
Maximilian gav Joseph penge -
- og bad gehejmeråden -
- om at hjælpe ham.
Weichselberger udnyttede ham stadig -
- og forhindrede hans skolegang.
Men gehejmeråden greb ind-
- og tilbød Joseph arbejde på Optisk Institut.
Denne venlighed lønnede sig virkelig.
Da Joseph var 27 år -
- var han verdens førende designer -
- af linser -
- teleskoper og andre optiske instrumenter.
Hans firma lå her i det gamle Kloster Benediktbeuern.
I det tidlige 1800-tal -
- var det her hemmelig højteknologi.
Benediktinermunkene aflagde tidligt -
- et løfte om ikke at afsløre noget.
Sammen med muligheden -
- for at begrænse, hvem der besøgte ham -
- betød det, at Joseph kunne bevare -
- handels- og statshemmeligheder.
Han eksperimenterede med prismer-
- for at finde det bedste linseglas.
Han ville vide -
- hvordan han kunne se prismernes spektrum bedre.
Friedrich. Hent teodolitten.
Mens Fraunhofer opstiller teodolitten -
- en slags teleskop -
- skal I se noget i en anden del af klosteret.
Lydbølger er smukke at høre.
Forestil jer, hvor smukke de ville være at se.
Har I tænkt over, hvorfor orgelpiber har forskellige højde?
Når jeg trykker på en tangent...
...sendes komprimeret luft til en pibe -
- der skaber lydbølger.
Kunne vi sagtne bølgernes fart et par hundrede gange -
- så de sådan ud.
Pibernes længde -
- afgør lydbølgernes længde.
Et kort rør giver en kort lydbølge.
Korte lydbølger har en høj frekvens.
Vi standser bølgerne for at se nærmere på dem.
Afstanden mellem to nabobølger -
- kaldes bølgelængde.
En lang pibe giver en lang lydbølge -
- med lav frekvens.
De middelalderlige skrifter bag "Carmina Burana" -
- blev opdaget i dette kloster.
Lydbølger rejser ikke i vakuum.
De skal ride på noget.
Det kan være molekyler af luft, vand eller sten.
Men lysbølger flyver solo.
De kan bevæge sig gennem et vakuum.
De er en million gange hurtigere end lyd og luft.
Bølgelængderne på det lys, vi ser -
- er meget kortere end lydbølger.
50.000 lysbølger -
- kunne få plads her.
Nå, ja...
Fraunhofer.
Vi nåede det.
Vi gik ikke glip af noget.
Ligesom lydens bølgelængde afgør, hvilken lyd vi hører-
- afgør lysets bølgelængde, hvilken farve vi ser.
Men hvordan kan en prisme -
- sprede farverne i en solstråle?
Når lyset bevæger sig gennem luften -
- rejser alle farver med samme fart.
Men når det rammer glas i en vinkel-
- sagtner lyset fart og skifter retning.
I prismen bevæger farverne sig med forskellige hastigheder.
Violet lys -
- der har de korteste lysbølger, vi kan se -
- sagtner farten mere end rødt lys -
- der har de længste lysbølger.
Disse forandringer-
- adskiller farverne -
- og sender dem i forskellige retninger.
Sådan fungerer en prisme.
Hvis jeg virker bevæget -
- er det fordi Fraunhofer nu vil gøre -
- hvad Isaac Newton kunne have gjort, men ikke gjorde.
Det fik også stor indflydelse -
- på mit eget liv.
I bevidner en sammensmeltning af fysik og astronomi.
Her fødes mit eget forskningsfelt...
Astrofysik.
Skrevet i lys -
- i de sorte linjer -
- er en hemmelig kode.
Fraunhofer betragtede dem og spekulerede:
Hvorfor?
En kode, som kommer-
- fra et fremmed univers.
Hvad er det, der står i de mørke, vertikale linjer?
Det tog 100 år af tanker -
- og spørgsmål at løse det.
Er det ikke smukt?
Hvorfor?
Skønheden har mange lag:
Jordens kemi og atmosfære...
... livets evolution...
... mange specifikke tråde.
Vi undersøger en af dem.
Naturens blændende farver.
Hvad sker der her?
Hvordan skabes det røde, det blå -
- og hele naturens fantastiske palet?
Hvordan går det til?
Lysbølger af forskellig længde rammer Jorden.
Blomsterbladene absorberer -
- alle de røde lysbølger -
- men reflekterer de korte, blå lysbølger.
Interaktionen mellem stjernelys og blomsterblad -
- vand eller Van Gogh -
- skaber blåt.
De længste lysbølger -
- som vi ser som røde -
- har den laveste energi.
Gennem farve kan vi se, hvor meget energi lysbølger har.
En solnedgang -
- et flag -
- din elskedes øjne -
- en skinnende ny bil...
De følelser, de afføder, kommer -
- når noget i dig sættes i gang -
- af en specifik variation -
- i lysbølgernes frekvens og energi.
Hvad er det hemmelige budskab -
- fra Fraunhofers mørke streger?
Hvor kommer de fra?
De opstår-
- når lysbølgerne fra de farver absorberes.
Det sker på et meget mindre niveau af virkeligheden -
- end vi er vant til.
For at komme dertil-
- må vi blive ti milliarder gange mindre.
Vi kan vælge et hvilket som helst atom.
Lad os tage brintatomet.
Brintatomet er det mest udbredte i kosmos.
Det er også det enkleste.
Den har kun en elektron.
Det har kun en proton.
Det er kvantefysikkens verden.
Det passer ikke ind i almindelig menneskelig erfaring.
Sund fornuft hjælper slet ikke her.
Tag f. Eks. Et brintatoms elektron.
En elektron eksisterer ikke mellem omløbsbanerne.
Den forsvinder fra en omløbsbane og dukker op i en anden.
Det er som at tage elevatoren -
- og ophøre med at eksistere mellem etagerne.
Desuden standser kvanteelevatoren kun på visse etager.
Elektroners kredsløb er begrænsede -
- og forskellige for hvert element.
Derfor er elementerne forskellige.
Et stofs kemi afgøres af elektronernes kredsløb.
Det er ikke tyngdekraft, der holder elektronen i kredsløb.
Det er elektrisk tiltrækning.
Elektronen danser i en bølgeformet ring -
- om atomet-
- og foretager kvantespring mellem omløbsbanerne.
Op eller ned.
Jo større omløbsbane -
- jo stærkere energi i elektronen.
Det kræver mere energi at gå til et større kredsløb -
- og tab af energi at gå til et mindre.
Hvert eneste hop udad skyldes -
- at atomet absorberer en lysbølge.
Men vi aner ikke, hvad der forårsager hoppet indad.
Vi ved dog, at sådanne hop altid giver en lysbølge -
- hvis farve matcher afstanden i energi-
- mellem omløbsbanerne.
Solens overflade udsender lysbølger i alle farver.
Hvis man ser på sollys i en prisme -
- ser man dets spektrum.
Når man forstærker det med et teleskop -
- som Fraunhofer gjorde -
- afdækker man elektronernes dans i atomet.
Når energien i elektronen mindsker-
- og den går indad-
- spredes lysbølgen, den udsender.
Det meste når os slet ikke.
Det giver en mørk spalte -
- eller en sort linje i spektret.
Disse mørke linjer er skygger af brintatomer-
- i solens atmosfære.
Natriumatomer giver andre skygger.
Deres elektroner bevæger sig anderledes.
Et saltkorn består af natrium- og kloratomer.
10 millioner milliarder atomer-
- der danser deres vilde danse -
- i et eneste saltkorn.
Et eneste jernatom med 26 elektroner-
- er som en stor opsætning af en Broadway-musical.
Når man ser på en stjerne med et spektroskop -
- ser man de mørke linjer fra atmosfærens elementer.
Vis mig spektret af hvad som helst-
- fra Jorden eller andre steder-
- og jeg skal fortælle jer, hvad det består af.
Fraunhofers linjer er atomsignaturen -
- af elementerne, der kan ses i hele kosmos.
Som med alle de andre store opdagelser -
- banede det vejen for andre og større mysterier -
- og til den indsigt, at der gemte sig flere hemmeligheder -
- i lyset.
Da Fraunhofer kombinerede en prisme og et teleskop -
- førte han stjernerne -
- tættere på os.
Da han kun var 39 år, fik han en dødelig sygdom.
Måske fordi han var blevet udsat for-
- glasfremstillingens giftstoffer.
Man ved aldrig, hvor næste geni kommer fra.
Hvor mange af dem efterlader vi i ruinerne?
Prinsen og hans kongerige vandt-
- ved prinsens venlige handling.
Opdagelserne forvandlede Bayern -
- fra en udpost-
- til et kraftcentrum.
På Fraunhofers dødsleje -
- ville regeringen bevare al hans kunnen -
- hvad angik optiske glas.
Det kunne kun afsløres -
- for en i en meget betroet stilling:
Direktøren for den kongelige mønt.
Staten holdt-
- Fraunhofers metoder til at lave optiske glas -
- hemmelige i 100 år mere.
Det var en stor forhindring for en -
- vi kommer til at møde senere.
Fraunhofer tillod ikke videnskabeligt -
- hemmelighedskræmmeri.
Han vidste, at videnskab krævede åbenhed -
- og at vores forståelse af naturen tilhører verden.
Da han opdagede spektrallinjerne -
- udgav han alt, hvad han vidste -
- og eftervirkningerne af det -
- kan stadig mærkes.
Hans spektrallinjer afslørede, at kosmos -
- består af samme elementer.
Det gælder planeterne...
... stjernerne...
... galakserne...
... os selv og alt levende.
Vi er lavet af samme stjernestof.
Han gjorde det muligt at se -
- hvilken atmosfære -
- andre verdener har-
- og det i galakser, der er millioner af lysår herfra.
Spektrallinjer afslørede ikke kun objekters opbygning -
- men også deres bevægelser mod os eller væk fra os.
Vi opdagede, at universet ekspanderer.
Spektroskopiens største afsløring -
- var nok opdagelsen af det, vi ikke kan se.
Et univers af mørkt stof-
- seks gange større end det kendte kosmos.
Det er et stof-
- som hverken stråler, reflekterer eller absorberer lys.
Vi kender det kun pga. Tyngdekraften.
Det trækker i galakserne -
- og øger farten på de synlige stjerner i dem.
Der er mange flere slags lys, end vores øjne kan se.
At begrænse synet på verden til synligt lys -
- er som at høre musik i en oktav.
Der er så mange flere.
Der er forskel i bølgelængden -
- men de har en enorm spændvidde.
F. Eks. Infrarødt lys.
Det var det lys, som Herschel opdagede.
Eller røntgenstråler.
Eller radiobølger.
Eller gammastråler.
Det er ikke kun forskellige måder at se det samme på.
De andre lystyper -
- viser andre fænomener i kosmos.
I gammastråler kan vi se eksplosioner -
- i fjerntliggende galakser, vi ellers ikke ville kunne se.
Og i mikrobølgelys kan vi se -
- helt tilbage til universets fødsel.
Vi har kun lige åbnet øjnene.