Att se, att upptäcka och att veta

Fotografi registrerar vetenskap, och fotografi är vetenskap

Bild med tillstånd av Hubble.

Som en fysikutbildning med en passion för fotografering älskar jag att titta tillbaka på upptäcktens höjdpunkter inom alla vetenskapsområden.

Inom mitt eget fysikfält används fotografering inte bara för att registrera upptäckten, utan för att faktiskt göra upptäckt. I det här stycket ska jag visa dig hur fotografering har funnits i framkant av mänsklig upptäckt under de senaste 150 åren.

Edwin Hubble och Andromeda

Astronomen Edwin Hubble uppskattade först att Andromeda (eller M31) inte var en 'spiralnebula' som de då var kända. Han använde Cepheid variabla stjärnor, som pulserar med jämna mellanrum och känd ljusstyrka, för att beräkna avståndet till Andromeda, och fann att det var alldeles för långt för att vara i vår egen mjölkväg. Han upptäckte att Andromeda var sitt eget "öununivers". Dessa universum skulle senare byta namn på galaxer.

Hans upptäckt förändrade vår uppfattning om universum över en natt. Vintergatan var inte längre den enda galaxen; det fanns andra, som var och en innehöll tiotals miljarder till hundratals miljarder stjärnor. Universumet blev dubbelt så stort över natten. Fotografering var nyckeln.

Hubbles ursprungliga bild med sin egen märkning. Bild med tillstånd av himmel och teleskop.

Hubble använde ett 100-tums teleskop på Mount Wilson för att ta en fyra timmars exponering på en ljuskänslig glasplatta. Denna bild och efterföljande bilder visade honom förekomsten av Cepheid-variabler, vilket gjorde hans upptäckter möjliga.

Hubble rymdteleskopet byggdes och lanserades 1990, namngivet för att hedra Hubble och i erkännande av vikten av hans upptäckt. Bilden högst upp i detta stycke är ett Deep Field-fotografi taget av det teleskopet.

Rosalind Franklin och DNA ('Foto 51')

Foto 51. Med tillstånd av BBC.

Foto 51 var den saknade biten i upptäckten av DNA-strukturen. Det är en röntgendiffraktionsbild av kristalliserat DNA taget på en ljuskänslig platta som Hubbles bilder.

Med foto 51 kunde Watson och Crick bestämma strukturen för DNA: en dubbel spiral av antiparallella strängar kopplade samman av baspar. Rosalind Franklins foto gav inte bara information om DNA-strukturen utan också parametrarna för dess storlek.

Kontroverser fäster vid Franklins fotografi eftersom Watson och Crick använde det utan hennes tillåtelse, vilket gjorde att de kunde dra den slutliga strukturen för DNA. Tillsammans med Maurice Wilkins tilldelades Watson och Crick Nobelpriset för sin upptäckt. Franklin ingick inte eftersom hon hade dött fyra år tidigare.

Månlandningarna

Uppstart på månens yta. Med tillstånd av NASA.

Det finns få ögonblick i vetenskapen där fotografering spelade centralt så mycket som månlandningarna. Grundad med Hasselblad-kameror kunde Neil Armstrong och Buzz Aldrin fånga de ögonblick som människor först satte foten på en himmelkropp som inte var jorden.

Genom alla månlandningar som ägde rum använde astronauter fotografering inte bara för att fånga ögonblick på en annan värld, utan för äkta vetenskaplig forskning.

Fotografiska mål inkluderade att ta högupplösta panoramabilder av månen för användning i exakt kartläggning av månens yta och för att undersöka månens och jordens reflekterande egenskaper. Dokumentation av operativa uppgifter och experiment var också av största vikt.

Buzz Aldrin på månen. Bild med tillstånd av NASA.

Närbilder

Medan vi har sett kraften som fotografiet har för att visa saker på de djupaste och storslagen skalorna med Hubble, exponerar fotografering också naturens små kosmologier. Hörn i den materiella verkligheten avslöjar sig när makrofotografering avslöjar universum som inte är tillgängliga för det mänskliga ögat.

Bild med tillstånd av monovisions.

Den tyska fotografen Albert Renger-Patzsch var bland de första som tittade på världen ur detta nya perspektiv. Medan hans strävan inte var vetenskapliga i sina avsikter, visar de hur fotografering kan fungera som en grandios bro mellan konst och vetenskap.

Konstnärer och forskare konstaterade att genom att beskära verkligheten i mindre och mindre bitar, vackra nya former av estetiskt och vetenskapligt intresse dök upp. Strävan att dela upp världen i allt mindre delar fortsätter även i dag med användning av elektronmikroskopi för att undersöka en mängd spännande fenomen. Sådan mikroskopi har blivit så kraftfull att den kan lösa enskilda atomer.

Higgs Boson

Bild med tillstånd av New York Times.

Naturligtvis används fotografering inte bara för att göra upptäckter, utan också för att dokumentera dem. Bildet ovan är taget från en konferens på CERN 2012 och visar ögonblicket för upptäckten av upptäckten av Higgs Boson. Vi kan se hur mycket ett 50-årigt vetenskapligt experiment har skapat.

För mig är en sådan upphetsning en uppmärksamhet på varför människor forskar och varför att göra vetenskap är en så värdefull strävan.

Att se, att upptäcka och veta.