MIRA Volkssterrenwacht MIRA vzw

Walter Van Rensbergen (links) was al herhaaldelijk te gast op MIRA om te komen spreken over verscheiden astronomische onderwerpen zoals de precessie van de aardas, sterevolutie en zwarte gaten.
Sinds ettelijke jaren zijn er erg positieve contacten tussen de onderzoeksgroep astrofysica van de VUB en Volkssterrenwacht MIRA. Het is een informele samenwerking, gestoeld op wederzijdse waardering, die concreet gestalte krijgt door observatieavonden voor studenten, voordrachten op MIRA, logistieke hulp bij het vervaardigen van tentoonstellingsmateriaal, en dergelijke meer.
Als die contacten in zo’n opperbeste sfeer verlopen is dat niet in het minst te danken aan de openheid en het enthousiasme van professor Walter Van Rensbergen, hoofd van de dienst theoretische astrofysica aan de VUB.
62 jaar geleden zag deze Vlaamse Brusselaar het levenslicht. En hoewel sterrenkunde altijd zijn passie is geweest waarbij hij zelf al heel wat boeiend onderzoek verricht heeft en via cursussen en voordrachten ontelbare personen voor

Professor Van Rensbergen, als ik mij niet vergis bent u sterrenkunde in Nederland gaan studeren?

Inderdaad, na mijn middelbare studies aan het atheneum van Etterbeek heb ik aan de universiteit van Brussel wiskunde gestudeerd. Vervolgens ben ik naar Nederland getrokken om me aan de universiteit van Utrecht in de natuurkunde en de sterrenkunde te bekwamen. Daar heb ik dan ook mijn doctoraat in de astrofysica behaald. Ik had eigenlijk ginds kunnen blijven als onderzoeker aan dat fantastische laboratorium voor ruimteonderzoek, maar na acht jaar besliste ik terug te keren omdat hier toen de VUB opgericht werd als universiteit die moest dienen als thuishaven voor de Vlamingen van Brussel en de vrijzinnigen van Vlaanderen, twee minderheidsgroepen. Op die wijze dacht ik als wetenschapper een steentje te kunnen bijdragen tot een tolerante en humanistische maatschappij.

U bent dus goed geplaatst om te vergelijken hoe het er in ons land en in Nederland op sterrenkundig vlak aan toe gaat?

Het klinkt misschien raar, maar in Vlaanderen zitten we eigenlijk nog altijd met de erfenis die een gevolg is van het feit dat wij, de zuidelijke Nederlanden, in de zestiende eeuw de oorlog tegen de Spanjaarden verloren hebben. Met als gevolg dat de economische en intellectuele elite hun heil zochten in de noordelijke Nederlanden.
Ruim vier eeuwen later zitten wij nog altijd met een zekere achterstand ten opzichte van de enorme wetenschappelijke traditie die er in Nederland bestaat. Sterrenkunde wordt daar beschouwd als een autonoom onderdeel van de wetenschappen: je kan dus in Nederland naar de universiteit gaan om er sterrenkunde studeren, terwijl dat in ons land niet kan. In België schijnt men niet goed te beseffen dat je sterrenkunde niet zomaar eventjes bij een ander programma kan voegen. Sterrenkundigen moeten immers niet alleen wiskundig goed geschoold zijn, maar zij moeten ook de nodige kennis hebben van mechanica, de relativiteitsleer en dergelijke meer.
Het dient gezegd dat er intussen wel een aantal initiatieven genomen zijn die de goede richting uitgaan. Zo heb je b.v. aan de KU Leuven het Instituut voor Sterrenkunde waar een autonome onderzoeksgroep natuurkunde en sterrenkunde actief is. Aan de VUB verrichten wij natuurlijk ook wel ons onderzoek en onderwijs op een onafhankelijke wijze, maar wij dienen toch altijd te werken met relatief kleine middelen.

Samenwerken is dus de boodschap?

Zeer zeker. En vanuit deze optiek is de wereld een dorp geworden, waarbij we ons niet meer hoeven te bekommeren om de geografische locaties van de mensen met wie we samen werken. Het is uitsluitend het onderwerp van ons onderzoek dat bepaalt met wie we samenwerken: in de praktijk blijken dat onderzoekers te zijn van de ULB en van de Vrije Universiteit Amsterdam.
Wij beperken ons onderzoek hoofdzakelijk tot de structuur en de evolutie van sterren, vooral dubbelsterren, die massiever zijn dan de Zon, omdat het eindproduct van dit soort sterren het onderwerp is van onderzoek dat nog helemaal niet is afgerond. Zo is over de fysica van neutronensterren, witte dwergen, Wolf-Rayet-sterren, om nog maar te zwijgen van zwarte gaten veel minder bekend dan over de werking van de Zon. Die gasbol, op een afstand van 150 miljoen km, bestaat uit 73 % waterstof, 25 % helium en 2 % andere elementen. We weten precies hoeveel energie de Zon uitstraalt, 3,826 x 10²⁶ Watt, en hoeveel massa ze verliest via de zonnewind. En omdat we zoveel van de Zon weten, weten we ook hoe de Zon evolueert.

Bij dubbelsterren zijn duidelijk ook andere mechanismen werkzaam?

Dubbelsterren zijn in staat om massa en impulsmoment over te dragen van de ene component naar de andere en vice versa. En op het gebied van dubbelsteronderzoek zitten we met nog heel wat vraagtekens. Zo is er b.v. de vraag hoe melkwegstelsels van pakweg honderd miljard sterren eruitzien wanneer ze voor de helft bestaan uit enkelvoudige sterren zoals de Zon, maar voor de andere helft uit dubbelsterren. Dit onderzoek noemt men ‘Population Number Synthesis’, kortweg PNS. En die PNS ziet er, zoals gezegd, aanzienlijk anders uit indien rekening wordt gehouden met dubbelsterren. Zo is een belangrijk gegeven het feit dat in een dubbelstersysteem de ene component terug jonger gemaakt kan worden onder invloed van zijn compagnon, hetgeen men ‘Rejuvenation of Stars’ noemt. Van onze Zon weten we dat het een gasbol is die zowat 4,7 miljard jaar oud is. Bij dubbelsterren is de leeftijd die een ster lijkt te hebben niet noodzakelijk de leeftijd die zij werkelijk heeft. Wat meteen ook nieuwe inzichten oplevert in verband met de evolutie van het sterrenstelsel zelf. Ook trachten we de chemische samenstelling van onze Melkweg nader te bepalen. En op basis van wat we tot op heden hebben nagegaan lijkt het op dat vlak niet zo veel uit te maken of er in de Melkweg veel of weinig dubbelsterren zijn.

Als ik me niet vergis hebt u van meer dan driehonderd dubbelsterren de evolutie berekend?

Algol, ook gekend als Beta Persei of de Duivelsster, is een veranderlijke ster waarvan de periode al sinds het eind van de 18^de eeuw gekend is. Het betreft een dubbelstersysteem waarbij gas van de ene ster naar de andere ster aangetrokken wordt.Zo is het. De berekende evolutiesporen worden dan onderzocht op kenmerken van Algol-dubbelsterren, d.w.z. dubbelsterren die geëvolueerd zijn naar een toestand waarbij de meest heldere en meest massieve ster de minst heldere en minst massieve is geworden, waarbij de minst heldere desalniettemin de grootste ster is omdat die al het verst geëvolueerd is en waarbij hun onderlinge beweging om elkaar heen zorgt voor die heel specifieke eclipsen die Algol-dubbelsterren kenmerken. Het schoolvoorbeeld van de Algols is uiteraard Beta Persei, een grote dubbelster waarvan de periode al aan het einde van de 18^de eeuw werd bepaald.
In ons onderzoek concentreren wij ons vooral op sterren van ongeveer 2,5 tot 17 keer de massa van de Zon omdat er daar veel van zijn, zodat je daar statistiek kan op doen en er een atlas van kan maken. Van die Algols kennen we heel precies de periode, en bijgevolg kunnen we door het toepassen van de wetten van Kepler heel goed de massaverhouding van beide componenten berekenen. Hierbij zouden we kunnen veronderstellen dat er niets verloren gaat van de massa die van de ene ster op de andere wordt overgedragen. Maar stel dat de ster waarop die massa overgedragen wordt zich anders gedraagt en een deel van die massa afstoot, dan maakt dat uiteraard een verschil voor de uiteindelijke massa’s van beide componenten en scheelt dat uiteindelijk ook op de hoeveelheid impulsmoment die ze hebben, dus ook op de periode.
Ik vermoed dat we tot de conclusie zullen komen dat veel van die Algols te lange periodes hebben, waardoor het noodzakelijk is te veronderstellen dat in zo’n dubbelstersysteem heel wat massa verloren gaat. Met als gevolg dat het ding langzamer begint te draaien. Momenteel is dat nog niet zeker, maar ons onderzoek zal er weldra uitsluitsel over geven.

In uw onderzoeksdomein maken de moderne informaticatechnologieën ongetwijfeld dingen mogelijk die tot voor kort ondenkbaar en ondoenbaar waren?

Absoluut. Natuurlijk is er ook een keerzijde aan de medaille: er zijn onderzoekers die niet meer de nodige discipline opbrengen om bepaalde berekeningen zelf te verrichten en op die wijze geleidelijk het gevoel voor getallen verliezen. Zij geloven zonder voorbehoud de getallen die uit hun computerprogramma te voorschijn komen, terwijl het natuurlijk goed is om voldoende wiskunde en natuurkunde te kennen om bij bepaalde resultaten meteen te concluderen dat er ergens een fout moet gemaakt zijn.
Maar daar staat tegenover dat een hedendaagse computer op vijf minuten tijd de evolutie van een dubbelster kan berekenen, terwijl je daar vroeger dagen voor nodig had. Het onderzoek dat wij nu uitvoeren zou je met andere woorden niet kunnen verrichten mocht de moderne technologie er niet zijn.

Ook ten overstaan van een niet gespecialiseerd publiek spreekt u steeds heel enthousiast over sterrenkunde.

Initiatieven zoals de Vlaamse ruimtevaartdagen of de Dag van de Technologie tonen voldoende aan dat er bij het grote publiek wel degelijk interesse is voor wetenschap en technologie. Bij dergelijke manifestaties is het dan ook belangrijk dat de mensen degelijke informatie krijgen, dat is ook de reden van jullie bestaan en daarom ook dat wij zo goed en zo graag samenwerken.
Kijk, ik word niet graag filosofisch, maar ik vind dat de wereld meer en meer irrationeel wordt. Iedereen heeft uiteraard recht op een persoonlijke geloofsovertuiging, maar wanneer een ongelooflijk verdienstelijk man als Stephen Hawking op een gegeven ogenblik zegt: “Ik ben nu zodanig ver gevorderd met het terugrekenen naar de begintoestand van het universum dat ik tot de conclusie kom dat God bestaat”, dan stoort mij dat. Ook andere wetenschappers beweren soortgelijke dingen. Maar zij weten daar absoluut niets van! Dit is geen interessante informatie!
Wel interessant is b.v. eens na te gaan hoe een groot astronoom als Le Verrier te werk ging: omstreeks het midden van de 19^de eeuw observeerde die echt elke dag heel nauwgezet de beweging van de planeten aan de hemel. En zo stelde Le Verrier bij het in kaart brengen van alle posities vast dat de planeet Mercurius niet precies langs de door Kepler voorspelde baan aan de hemel beweegt. Een dergelijke ontdekking vind ik prachtig werk, het is tevens gedurende meer dan honderd jaar ongeveer het enige bewijs geweest voor de geldigheid van de algemene relativiteitstheorie.

De naam Le Verrier doet me ook denken aan een sterk staaltje wetenschappelijk bedrog: bij de ontdekking van Neptunus in 1864 schoven de Engelsen ten onrechte John Couch Adams naar voren als medeontdekker van de planeet, terwijl de eer eigenlijk alleen aan Le Verrier toekomt.

Het Hertzsprung-Russell-diagram is het fundamentele werkinstrument om sterren te classificeren en te begrijpen in welke evolutiefase ze zich bevinden. In het diagram wordt de helderheid van de sterren uitgezet ten opzichte van hun oppervlaktetemperatuur.

Ja, de geschiedenis van de wetenschap kent ook minder fraaie episodes. Maar gelukkig zijn er soms grote geesten om één en ander recht te trekken. Zoals hetgeen Jan Hendrik Oort, de beroemde Nederlandse sterrenkundige, gedaan heeft in verband met het gekende Hertzsprung-Russell-diagram. Iedereen die zich met sterrenkunde bezig houdt weet dat dit diagram het belangrijkste werkinstrument is waarmee je essentiële zaken over de structuur en evolutie van sterren kan begrijpen. Toen dat diagram in de dertiger jaren van de twintigste eeuw tot stand kwam waren de verdiensten van Hertzsprung en Russell even groot, maar Russell was meer een tafelspringer die ervoor zorgde dat men het ding simpelweg Russell-diagram noemde. Oort die zijn klassiekers kende en die veel respect genoot in de internationale wetenschappelijke kringen drong er evenwel op aan dat men Hertzsprung zou geven waar hij recht op had en vandaar de naam Hertzsprung-Russell-diagram. Als je de vakliteratuur nagaat kan je in publicaties van 1932 en 1934 terugvinden dat Hertzsprung effectief belangrijk werk geleverd heeft bij de ontwikkeling van dat diagram. Maar wie doet de moeite om alles op die wijze na te gaan en te controleren? Meestal doe je dat niet en neem je aan wat overgeleverd wordt. En zo neem je soms dingen voor waar aan die eigenlijk niet kloppen.
De Nederlander Jan Hendrik Oort (1900-1992) was een internationaal zeer gerespecteerd astronoom. Hij is bij een ruimer publiek bekend o.w.v. de naar hem genoemde Oort-wolk, een ver verwijderde halo van bevroren steen- en gruisbrokken die het zonnestelsel omgeeft.
Wat b.v. te denken over de zogenaamde donkere energie die goed zou zijn voor 75 % van al wat er bestaat in het universum?

Persoonlijk heb ik het niet zo voor erg speculatieve dingen omdat je daar vaak zomaar wat kan over vertellen dat haast niet te verifiëren valt.
Het is natuurlijk wel zo dat, mochten onderzoekers nooit gezocht hebben naar het verschil tussen de eigenschappen van materiële deeltjes en fotonen, waarbij de eerstgenoemden voldoen aan de onzekerheidsrelatie van Heisenberg terwijl de fotonen daar geen last van hebben, we b.v. alleen al op het vlak van sterstructuur en sterevolutie nog steeds met grote problemen zouden te maken hebben.
Dat het nodig is speculatief onderzoek te verrichten mag b.v. ook blijken uit de speurtocht naar donkere materie. Astronomen merken immers dat sterren aan de rand van sterrenstelsels banen beschrijven die erop wijzen dat er in die stelsels massa aanwezig moet zijn die tot op heden onzichtbaar blijft, zelfs voor de meest moderne waarnemingsinstrumenten.
Maar het zoeken naar die ontbrekende ‘donkere’ massa is van een heel andere orde dan te speculeren over een heelalmodel dat volgend jaar al lang vervangen is door een nieuw model en waarvoor de waarneemtechnieken zoals een nieuwe generatie deeltjesversnellers nog helemaal niet bestaan.
Als je aan de rand van wat er gekend is onderzoek verricht, kan je al wel eens op een verkeerd spoor zitten. Maar indien het ganse sterrenkundige onderzoek enkel maar tot doel zou hebben te kunnen terugkeren in de tijd tot het tijdstip T = 0, de Oerknal zelf dus, dan zou men al te zeer de speculatieve kant opgaan ten nadele van de rest van het sterrenkundig onderzoek.
Nu, ik wil me helemaal niet laatdunkend uitlaten over astronomen die heel exotische kosmologische modellen onderzoeken, maar het blijft in eerste instantie noodzakelijk wetenschappers op te leiden die in staat zijn de mechanica, kwantummechanica, relativistische mechanica en het elektromagnetisme te bevatten. Het is op zich al moeilijk genoeg om te begrijpen waarom in de uitdrukking van de algemene zwaartekrachtswet de afstand tussen twee massa’s in het kwadraat in de noemer staat. Het is heel precies r² en niet r tot de macht 2,24 of pi gedeeld door twee of iets dergelijks. Bij de wet van Coulomb die de kracht beschrijft die twee elektrische ladingen op elkaar uitoefenen vinden we ook r² in de noemer, hetgeen zou kunnen doen vermoeden dat zowel de wet van Newton als die van Coulomb in één theorie kunnen samengevat worden. En dat wetenschappers ijverig blijven zoeken naar die ene grote unificatietheorie waarbij de vier fundamentele natuurkrachten aan mekaar gelinkt worden, kan ik me niet alleen heel goed voorstellen, dergelijk fundamenteel onderzoek valt alleen maar toe te juichen.

Hartelijk dank, professor Van Rensbergen, voor het boeiende gesprek.

Interview afgenomen voor het tijdschrift Mira Ceti nummer 2, jaargang 2004

Nuttige Links

• VUB, Onderzoeksgroep astrofysica
• Algol
• Astrophysics and Space Science Library
• Het bedrog rond de ontdekking van Neptunus