Teleskop och mikroskop — framsteg från gårdagen fram till vår tid
OBSERVATORIETELESKOP i våra dagar är verkliga vidunder i jämförelse med Galileis modeller med en diameter på 4,4 centimeter. Hans primitiva redskap var refraktorteleskop eller kikare. En stor konvex lins vid ena änden gav en bild, och en liten konkav lins vid andra änden, senare modifierad till att också vara konvex, förstorade bilden. Anmärkningsvärt nog kunde hans instrument förstora föremål ända upp till 33 gånger, vilket tillät honom att betrakta sådana avlägsna under som till exempel Jupiters fyra månar och Venus’ månformade faser.
Våra dagars spegelteleskop är enorma, skålformade speglar (ända upp till 600 centimeter i diameter!) som samlar ihop ljuset från avlägsna himlakroppar. Dessa teleskop är därför i stånd att upptäcka föremål som lyser tio millioner gånger svagare än de som kan ses med blotta ögat. Ja, det påstås att ett teleskop i Australien skulle kunna upptäcka en stearinljuslåga på 1.600 kilometers avstånd!
Det är emellertid intressant att veta att astronomer i våra dagar fortfarande stöter på samma problem som Galilei ställdes inför. Han lade märke till att när stjärnhimlen förstorades, så ökade stjärnorna i antal men inte i storlek. Galilei räknade ut att stjärnorna måste befinna sig på otroliga avstånd från jorden för att kunna förbli enbart ljuspunkter vid förstoringen. Trots att våra dagars astronomer av allt att döma vet precis hur långt bort dessa himmelska föremål befinner sig, ser de fortfarande, även med sina precisionslinser och polerade speglar, stjärnorna som knappnålshuvuden av ljus. The Observer’s Book of Astronomy påpekar: ”Stjärnorna är så avlägsna att inget teleskop som hittills byggts kan hjälpa oss att se dem som någonting annat än ljuspunkter.”
Detta avhåller emellertid inte vetenskapsmännen från att försöka ta sig en närmare titt på stjärnorna. År 1986 planerar till exempel Förenta staternas flyg- och rymdstyrelse (NASA) att sända upp ett stort rymdteleskop, som kommer att gå i en kretsbana ovanför jordens atmosfär. Vetenskapsmännen tror att detta teleskop kommer att upptäcka objekt som är 50 gånger ljussvagare än de objekt som jordbaserade teleskop kan upptäcka.
Lyckligtvis finns det andra sätt att titta på universum. För en del år sedan upptäckte man att vissa himlakroppar utsänder radiovågor. När dessa signaler så småningom når jorden, kan de vara svagare än en billiondels watt. Av den anledningen har man utvecklat stora radioteleskop som kan fånga upp och förstärka dessa signaler. På så sätt har astronomerna varit i stånd att se kvasarer, pulsarer och andra spännande fenomen.
Astronomerna ägnar därför inte längre timmar åt att kika i teleskopokular, som Galilei gjorde. Encyclopædia Britannica förklarar: ”Nästan all astronomisk forskning utförs på fotografisk eller fotoelektrisk väg i stället för visuellt. ... Föremål kan fotograferas som är många gånger svagare än dem man kan se genom att titta i ett okular. En fotografisk plåt kan innehålla en oerhörd mängd information ... 1.000.000 stjärnbilder och 100.000 galaxformationer samtidigt.”
Vetenskapsmännen kan åstadkomma anmärkningsvärda saker med sådana fotografier. Tidskriften Sky and Telescope förklarade en gång att en teknik som kallas ”speckle interferometry” (en kombination av fläckliknande bilder tagna med elektronografisk kamera) kan registrera vissa röda superjättars skivor, trots att de övriga stjärnorna — även de närmaste — enbart förblir ljuspunkter.
Den stjärna som befinner sig närmast vår sol och som kan ses med blotta ögat visar sig vara tre stycken, när man betraktar den genom ett teleskop. Den ena är Proxima Centauri. De andra två är ett stjärnpar som fullbordar ett kretslopp runt varandra under en tid av 80 år och är kända som Alpha Centauri. Förutom solen är dessa tre de närmaste av alla stjärnor, och ändå befinner de sig 4,3 ljusår (drygt 40 billioner kilometer) bort från jorden! I boken Astronomy konstateras det: ”Om storleken på solen representeras av en av punkterna på denna sida, så skulle solens närmaste granne bland stjärnorna, dubbelstjärnan Alpha Centauri, enligt denna skala framstå som två prickar 16 kilometer längre bort.”
Nära den södra himmelspolen finns något som förefaller vara två molnfläckar. Under 1400-talet kallade portugisiska sjöfarare dessa fläckar Kapmolnen. Senare blev de uppkallade efter den berömde upptäcktsresanden Ferdinand Magellan. Teleskopen avslöjar att båda dessa moln är vidsträckta galaxer. Enbart Stora Magellanska molnet innehåller uppskattningsvis fem tusen millioner stjärnor.
Människan befinner sig alltså där hon började. Även om hennes teleskop har undanröjt vidskepliga uppfattningar om universum är hon ändå i den belägenheten att hon blickar uppåt med en förnyad känsla av vördnad!
Att se en dold värld
Den mikroskopiskt lilla världen är inte mindre fascinerande. Driven av omättlig nyfikenhet brukade Leeuwenhoek studera nästan allt han kunde föra in under sin lins. En gång tog han lite saliv från sin mun och undersökte den under sitt mikroskop. Till sin förvåning såg han ”många mycket små, levande smådjur med mycket nätta rörelser”. Han skickade sedan en beskrivning och en teckning av dessa munhålebakterier till Royal Society i London år 1683. ”Tänk om man skulle berätta”, utropade Leeuwenhoek senare, ”att det finns fler djur som lever i beläggningen på tänderna i en människas mun än det finns människor i hela riket!” Nutida beräkningar av antalet mikroorganismer som lever i människans mun visar att dessa uppgår till milliarder.
Det är sannerligen så att vetenskapsmän som blickar in i denna fördolda värld har upptäckt sådant som till och med skulle ha förvånat Leeuwenhoek. De kan nu till exempel se att en enda droppe blod kan innehålla omkring 35 millioner röda blodkroppar. Varje blodkropp kan i sin tur innehålla drygt 280 millioner hemoglobinmolekyler. ”Föreställ dig uppgiften att kartlägga de 10.000 atomerna i en enda hemoglobinmolekyl”, utropade dr Coppedge i sin bok Evolution: Possible or Impossible? (Evolution: Möjlig eller omöjlig?)
Mikroorganismer — nyttiga eller skadliga?
Många av oss känner helt naturligt obehag vid själva tanken på bakterier. Och det är sant att somliga mikroorganismer orsakar sjukdomar och död. Detta förefaller emellertid snarare vara undantag än regel.
Tycker du till exempel om ett glas mjölk? Faktum är att det krävs milliarder mikroorganismer i en komage för att kon skall kunna smälta foder och producera mjölk. Nyttiga bakterier finns också i en människas tarmar. I läroboken Elements of Microbiology sägs det: ”Många tarmbakterier kan syntetisera de viktigare B-vitaminerna och vitaminerna E och K. Vitaminer som framställs på detta sätt utgör ett betydande bidrag till värdindividens vitaminbehov.”
Små mikroorganismer tjänar till och med som en effektiv städavdelning. ”Om mikrober inte tog hand om dött material och avfall”, skrev den vetenskaplige författaren Ludovici, ”skulle detta torna upp sig i en sådan omfattning att vi skulle dö av brist på utrymme. Det är verkligen ingen överdrift att säga att vår existens är beroende av mikrober, av en osynlig värld som träder fram inför våra ögon med hjälp av mikroskopet.”
Med förbättrad utrustning kan biologerna till och med betrakta själva mikroorganismerna ännu mera detaljerat. Dessa är också häpnadsväckande komplicerade. Somliga mikroorganismer har en pisklik svans som kallas gissel. Det är fascinerande att titta i ett mikroskop och se hur de rusar omkring i blott och bart en droppe vatten! Ett slags bakterie (kallad Spirillum serpens) har till och med svansar som snurrar som propellrar. (De har blivit klockade till 2.400 varv i minuten!) Och om detta minivattendjur behöver ändra riktning, sätter det helt enkelt i gång propellersystemet i motsatt ända!
Moderna mikroskop
Leeuwenhoeks hemmagjorda apparatur kunde, förvånande nog, förstora föremål 250 gånger eller mera. Optiska mikroskop i våra dagar kan emellertid förstora föremål omkring 1.000 gånger. ”Den vanliga husflugan förstorad i denna utsträckning skulle bli drygt 9 meter lång”, förklarar boken Elements of Microbiology.
År 1931 uppfanns elektronmikroskopet. Genom att rikta en ström elektroner mot ett föremål, kan man få fram en synlig bild, varigenom föremål förstoras omkring en million gånger. Det finns en allvarlig nackdel: Det kan inte användas till att studera levande preparat. En ny uppfinning som kombinerar det optiska mikroskopet med televisionskameror och dataminne gör det nu emellertid möjligt för vetenskapsmännen att verkligen observera biologisk aktivitet i levande celler! The New York Times rapporterade: ”Man kan se kanaler, eller mikrofilament, endast 25 milliondels millimeter i diameter, som transporterar sådana partiklar som näringsämnen och avfall i motsatta riktningar samtidigt.”
Teleskop och mikroskop är alltså kraftfulla redskap. De har gett människan en häpnadsväckande inblick i den värld — och det universum — där hon lever. Men är det så att denna nya inblick förökar — eller på något sätt undanröjer — behovet av tro?
[Infälld text på sidan 4]
Det finns uppskattningsvis 200 klotformiga stjärnhopar i Vintergatan, var och en med tusentals till hundratusentals stjärnor
[Bild på sidan 5]
Teleskop har avslöjat ett universum uppfyllt av milliarder galaxer, var och en med milliarder stjärnor
[Bild på sidan 6]
En liten droppe blod innehåller millioner röda blodkroppar, var och en av dessa celler innehåller millioner hemoglobinmolekyler, varje molekyl innehåller 10.000 atomer
En liten tesked jord kan myllra av milliarder mikroorganismer
[Bild på sidan 7]
Gisslen på denna mikroskopiska bakterie roterar som propellrar. Somliga roterar med hastigheter på ända upp till 2.400 varv i minuten