Wetenschapper Lord Martin Rees over het beste gebruik van wetenschap om de mensheid te beschermen.

*Martin Knops: Een interessant interview met deze bekende wetenschapper, gepubliceerd op Quanta Magazine.

Al 50 jaar heeft de astrofysicus Martin Rees bijgedragen aan ons begrip van kosmologie. Nu spreekt hij over de belofte en mogelijke gevaren van de wetenschap en technologie die de komende 50 jaar en daarna zullen aankomen.

In Groot-Brittannië is de 76-jarige in Cambridge wonende astrofysicus Martin Rees, Lord Rees of Ludlow, een gerespecteerd figuur, niet alleen vanwege zijn wetenschappelijke bijdragen, maar ook vanwege de manier waarop hij het moeilijke gebied tussen wetenschap, politiek en literatuur met zeldzame gemak en vertrouwen.

Sinds de jaren zestig heeft Lord Rees in meer dan 500 artikelen ons begrip van belangrijke kosmologische ontdekkingen vergroot – vooral die met betrekking tot het vroege universum, de vorming van sterrenstelsels, donkere materie, extreme kosmische verschijnselen en de mogelijkheid van een multiversum.

Op het openbare plein heeft Rees de eretitel van Astronomer Royal en is hij een van de 23 houders van de Order of Merit, een onderscheiding die persoonlijk door de koningin is uitgereikt. Een van de vele academies waartoe hij behoort, is de Pauselijke Academie van Wetenschappen – een internationale groep van maximaal 80 wetenschappers van alle religies en geen – waar hij deelneemt aan discussies over aardgebonden kwesties zoals klimaatverandering en bio-ethiek. Als levenslang lid van het House of Lords, spreekt hij en stelt hij wetten op over kwesties op het gebied van wetenschapsbeleid.

Lord Rees, voormalig voorzitter van de Royal Society, het Britse equivalent van de American National Academy of Sciences, is ook de auteur van acht populaire boeken over wetenschappelijke en politieke onderwerpen. Rees ‘nieuwste boek, On the Future: Prospects for Humanity, is zojuist uitgekomen door Princeton University Press.

Daarin schrijft Daniel Ackerman van Scientific American: “Rees verpakt zijn uitgestrekte onderwerp netjes in een handleiding voor het verantwoord gebruik van wetenschap om een gezonde en rechtvaardige toekomst voor de mensheid op te bouwen.”

We spraken vorige maand met Reeën terwijl hij een ademloos bezoek maakte aan New York City om het boek te promoten. Tussen gesprekken bij het kantoor van Neil Degrasse Tyson, een lunch in de New York Times en een speech in de 92e Street Y, gingen Lord Rees met Quanta voor een één-op-een met Quanta. Een bewerkte en gecondenseerde versie van het interview en van een uurLong volgend telefoongesprek volgt. Bent u een van die mensen die van jeugd wisten dat u een astronoom wilde zijn? Nee. Ik wist niet van het begin wat mijn vector zou zijn. Ik was goed in wiskunde. En dus, wanneer ik, op de leeftijd van 15, moest ik een gebied kiezen om zich te specialiseren in – dat is standaard in het Britse systeem – koos ik wiskunde. Later, terwijl ik in Trinity College, Cambridge, realiseerde, realiseer ik me dat ik niet genoten van wiskunde genoeg om mijn leven door te brengen. Ik dacht al een tijdje dat ik een econoom zou kunnen worden. Door een reeks gelukkige ongevallen werd ik echter uiteindelijk in de afdeling Applied Mathematics in Cambridge genomen, waar ik een interesse in kosmologie en astrofysica uitte. Ik koos voor het onderwerp voordat ik er goed geïnformeerd was, maar na een jaar was ik blij dat ik die keuze maakte. De jaren zestig waren een opmerkelijk moment in de astronomie. Het veld stond toen drastisch op. Het andere was dat deze afdeling een uitstekende promotor had, Dennis Sciada, een grote docent over relativiteit en de auteur van de eenheid van het universum. Sciada trok veel interessante studenten naar zijn groep. Stephen Hawking was er een.

Hoe was Hawking in die tijd?

Hij was mij twee jaar voor en promoveerde bij Sciama. Zijn ziekte was net gediagnosticeerd en hij dacht dat hij er binnen twee jaar aan zou sterven. Je kon zien hoe dat hem echt prikkelde. Hij is getrouwd. Hij heeft heel goed werk verricht, waaronder zijn Ph.D. scriptie.

Het verbazingwekkende is dat hij nog 55 jaar heeft overleefd. Ik heb dit al eerder gezegd: astronomen zijn aan grote aantallen gewend. Maar weinigen zijn zo groot als de kans die ik had gegeven dat hij nog een halve eeuw zou overleven en zou genieten van dit verbazingwekkende crescendo van prestaties en roem.

Hebben jij en Hawking überhaupt samengewerkt?

Onze werklijnen liepen enigszins uiteen. Hij ging naar een soort wiskundige natuurkunde, terwijl ik bij fenomenologische natuurkunde bleef. Mijn werk had meer links met observatie.

Kun je ons meer vertellen over waarom de jaren zestig zo’n opmerkelijk moment in de astronomie waren?

Er kwam zoveel nieuwe informatie binnen. Je zag het eerste bewijs van de oerknal, zwarte gaten, quasars.

Denk hier eens over na: ik was pas een eerstejaarsstudent in 1964 toen Robert Wilson en Arno Penzias tekenen ontdekten van de kosmische microgolfachtergrondstraling [CMB], een overblijfsel van de oerknal.

Er waren toen mensen die niet in de oerknal geloofden. Sommige mensen geloofden in de steady-state-theorie, volgens welke het universum er voor altijd was met een oneindig verleden. Maar toen we eenmaal die eerste waarneming van de CMB hadden, kwamen er heel snel nog twee of drie waarnemingen binnen en werd de oerknal geaccepteerd. Evenzo werd de eerste pulsar waargenomen in 1967, en al snel ontstond een consensus dat pulsars neutronensterren waren.

Tegen het einde van de jaren zestig was kosmologie een groeiend onderwerp. Ik denk dat het erg belangrijk is voor een jonge wetenschapper om te werken in een gebied waar nieuwe dingen gebeuren.

Waarom zeg je dat?

Want als je een gebied binnengaat dat tamelijk stagnerend is, zijn de enige problemen die je mag aanpakken de problemen waar de oudere onderzoekers aan vast kwamen te zitten. Of kon het niet doen.

Terwijl, waar dingen zich ontwikkelen – nieuwe observaties, nieuwe theorieën of nieuwe technieken – je misschien de kans hebt om dingen te doen die de eerdere generatie niet kon. In dergelijke situaties krijgt de ervaring van de oude jongens een grote korting.

Hoe is dat voor jou gelukt?

Ik kreeg de kans om op deze ontdekkingen voort te bouwen. Ik heb een bijdrage kunnen leveren aan ons begrip van de oorsprong van de kosmische microgolf-achtergrondstraling en ook aan clustering en vorming van sterrenstelsels.

Eerlijk gezegd past mijn manier van denken, die ik zou omschrijven als synoptisch of synthetisch in plaats van lange inductieve ketens, zeer geschikt voor een onderwerp in de beginfase. Ik sta graag aan het begin van een onderwerp en bedenk de algemene ideeën in plaats van de details.

Dat is een kenmerk van veel van het werk dat ik heb gedaan. Dat was zeker waar toen ik vroege ideeën naar voren bracht over hoe quasars zouden kunnen worden aangedreven – door enorme zwarte gaten. En dat gold voor de artikelen die ik in de jaren zeventig schreef over de belangrijkste fysische processen bij de vorming van sterrenstelsels.

Bij de CMB was het belangrijk om te onderzoeken of er alternatieve verklaringen waren die dit niet toeschreven aan de oerknal. Dat bleef tot het begin van de jaren 70 een open vraag. Ik schreef in 1972 een ietwat pervers artikel om de mogelijkheid te onderzoeken dat het tijdens de kosmische expansie door schokgolven zou kunnen zijn opgewekt – maar de waarnemingen werden al snel nauwkeurig genoeg om dit uit te sluiten. Er was een verdere bevestiging van het Big Bang-model: het verklaarde de verhoudingen van helium en deuterium in het universum. Tegen de jaren zeventig hadden we, althans in grote lijnen, een model voor de kosmische geschiedenis die teruggaat tot de eerste seconde – enorme vooruitgang vanaf het begin van de jaren zestig, toen er helemaal geen duidelijk bewijs was van een oerknal.

Ik denk dat ik ook de eerste was die een paper publiceerde over de polarisatie van de microgolfachtergrond. Ik deed dat in 1968. Het zou ongeveer 30 jaar duren voordat dat werd waargenomen.

“Ik denk dat het erg belangrijk is voor een jonge wetenschapper om te werken in een gebied waar nieuwe dingen gebeuren.”

Vond u de kloof ontmoedigend?

Nee. Astronomen weten dat je je iets kunt voorstellen en dat het tientallen jaren kan duren voordat het wordt waargenomen. Het Higgs-deeltje deed er 50 jaar over om van voorspelling naar waarneming te gaan.

Is geduld een professionele vereiste voor een kosmoloog?

Ik heb geen geduld. Ik heb een korte aandachtsspanne. Daarom werk ik op elk moment aan verschillende dingen.

Dit is door de jaren heen een voordeel geweest. Het betekende dat ik geen groot belang had in een bepaald idee. Er zijn wetenschappers die zoveel jaren aan één idee werken dat ze er een eigendomsrecht op hebben. Ik heb de neiging mijn weddenschappen te verdraaien.

Er zijn momenten dat ik tegelijkertijd aan twee verschillende interpretaties van hetzelfde fenomeen werk. Ik heb niet de behoefte om me aan een bepaald geloof te binden om gemotiveerd te worden. Ik wil gewoon het antwoord weten. Soms is de beste manier om het antwoord te weten te komen door verschillende opties te verkennen en te kijken welke als eerste de bodem bereikt.

U suggereerde eerder dat de jaren zestig een gouden eeuw voor ontdekking waren. Leven we vandaag in een vergelijkbare tijd?

Ik denk het wel. De afgelopen vijf jaar hebben belangrijke doorbraken gekend.

Om er een paar op te noemen: we hebben de detectie van zwaartekrachtgolven gehad, meer begrip van exoplaneten, gedetailleerde waarnemingen van de microgolfachtergrond, nieuwe theoretische ideeën over de vorming van sterrenstelsels en over het observeren van het pre-galactische stadium van het universum.

Deze werden mogelijk gemaakt door twee ontwikkelingen. Een: krachtigere telescopen op de grond en in de ruimte. Twee: betere computers.

In de astronomie kunnen we geen experimenten doen, en daarom zijn we in grotere mate afhankelijk van computersimulaties dan andere wetenschappers. We kunnen bijvoorbeeld niet twee sterrenstelsels samen laten crashen. Maar een computer kan misschien berekenen hoe dat eruit zou zien. We kunnen dat model dan vergelijken met dingen die we in de lucht zien.

Van de recente doorbraken, wat boeit u het meest?

Exoplaneten. Nou, ik denk dat iedereen daar enthousiast over is.

Op het meest voor de hand liggende niveau maakt het de nachtelijke hemel veel interessanter. Je realiseert je dat om elke ster een gevolg van planeten draait, net zoals de zon rond de aarde en andere planeten draait. U erkent dat er waarschijnlijk in ons melkwegstelsel miljarden planeten zijn zoals de jonge aarde – in de zin dat ze ongeveer zo groot zijn als de aarde en op een afstand van hun moederster, zodat er water kan bestaan.

Er is hoop dat we binnen 10 of 15 jaar enkele van die aardachtige planeten direct rond nabije sterren kunnen waarnemen. Dat kunnen we nog niet doen. Het bewijs op extrasolaire planeten is indirect. Waarnemers detecteren hun effect op de helderheid of bewegingen van de ster waarin ze ronddraaien. Maar er komen nieuwe telescopen aan die in staat moeten zijn om het licht van exoplaneten in een baan om nabije sterren te detecteren en te analyseren. Ik denk hier aan de James Webb-telescoop, en nog meer aan de ELT, een afkorting van Extremely Large Telescope, die wordt gebouwd door een Europees consortium in Chili.

Dat wordt de grootste telescoop ter wereld. En het zou ons moeten vertellen of die exoplaneten continenten en oceanen hebben, en misschien of er aanwijzingen zijn dat ze een biosfeer hebben.

Volgens de conventionele wijsheid doen wetenschappers hun beste werk terwijl ze jong zijn. Wat denk je als astrofysicus van midden 70?

Daar kan iets aan de hand zijn. Jongeren hebben meer concentratievermogen en veel meer tijd.

Ik heb gemerkt dat er drie manieren zijn waarop wetenschappers oud worden. Sommigen stoppen met onderzoek en haken af om andere dingen te doen. De tweede groep raakt verveeld en reikt door nieuwe velden in te gaan waar ze de achtergrond niet hebben – Linus Pauling, William Shockley en Fred Hoyle komen daar voor de geest

Een derde manier is om gewoon te blijven doen waar je goed in bent en te accepteren dat je misschien niet verder gaat dan een plateau.

Waar ben jij?

Ik zou zeggen een mix van de eerste en de derde. Ik kijk nog steeds elke ochtend naar de arxiv, maar ik breng een groter deel van mijn tijd door met niet-onderzoekszaken, zoals boeken schrijven en meedoen aan publieke aangelegenheden.

Freeman Dyson zegt dat oude mensen geen papieren moeten schrijven, maar boeken.

Dat heb je zeker gedaan. On the Future is je nieuwe boek. Je bent ook een niet-katholiek lid van de Pauselijke Academie en een actieve deelnemer in het House of Lords.

Ik ben altijd politiek geëngageerd geweest. Als student ging ik op marsen en protesten. Ik ben al meer dan 40 jaar lid van de Labour Party. In de afgelopen paar jaar ben ik op een leeftijd gekomen dat ik voelde dat ik naast mijn onderzoek nog iets anders kon doen, en ik heb meer publieke betrokkenheid gedaan.

Als lid van het House of Lords, het tweede deel van het Parlement, ben ik betrokken geweest bij ethische kwesties. Moeten we geassisteerd sterven, embryo-onderzoek toestaan?

Ik heb geen belangrijke wetgeving ingevoerd, maar ik ben wel betrokken geweest bij de productie van rapporten over verschillende kwesties in wetenschap en technologie. Meestal ben ik daar betrokken geraakt bij langetermijnkwesties die onderbelicht zijn: deze dreigingen met hoge gevolgen en weinig waarschijnlijkheid die voortkomen uit een zwaardere voetafdruk op de planeet en ook uit nieuwe technologie, wat een van de hoofdthema’s is van mijn nieuwe boek.

Maar mijn dagelijkse werk is nog steeds om na te denken over het universum. Dat is nog steeds waarvoor ik word betaald.

In je boek maak je enkele voorspellingen over de toekomst. Zijn wetenschappers goed in voorspellen?

We hebben geen slechtere staat van dienst dan wie dan ook. We zijn er beter in dan economen!

In mijn boek maak ik onderscheid tussen dingen die we met vertrouwen kunnen voorspellen en dingen die we niet kunnen. Ik kijk naar de komende 50 jaar of zo. En wat we kunnen voorspellen zijn twee dingen. Ten eerste wordt de wereld steeds drukker. Behoudens een totale ramp, kunnen we voorspellen dat er in 2050 ongeveer 9 miljard mensen zullen zijn. De tweede vaste voorspelling is dat de wereld warmer wordt door de invloed van CO2.

En zie je hier oplossingen voor?

Welnu, ik schrijf over hoe uitdagend de kwestie van klimaatverandering is. U vraagt mensen vandaag om een aantal offers te brengen ten behoeve van mensen in afgelegen delen van de wereld en 50 jaar in de toekomst. Dat is moeilijk voor politici.

“Soms is de beste manier om het antwoord te weten te komen door verschillende opties te verkennen en te kijken welke als eerste de bodem bereikt.”

Ik denk dat het enige effectieve recept een win-winsituatie is waarin we proberen een snellere ontwikkeling van schone energie te bevorderen. De enige realistische manier om de CO2-uitstoot te stabiliseren is meer O&O in de hoop dat het de kosten van schone energie zal verlagen tot die van kolencentrales – zodat bijvoorbeeld India direct de sprong kan maken naar koolstofvrije energie.

Zo enthousiast als u bent over verbeterde technologieën, slaat u ook alarm over enkele mogelijke gevaren van biotech en cybertechnologie. U schrijft dat beide wellicht enige inperking van de individuele vrijheid vereisen.

Ik zeg dat er vanwege hen een groeiende spanning is tussen privacy, veiligheid en vrijheid.

Met cyber kan een georganiseerde groep een ernstige catastrofe veroorzaken door het elektriciteitsnet in een groot deel van de Verenigde Staten te vernietigen. Op het gebied van bio is het hetzelfde. Experimenten met het influenzavirus hebben aangetoond dat je het virulenter en beter overdraagbaar kunt maken.

Mijn ergste nachtmerrie betreft ergens een fanatiekeling die denkt dat de wereld te veel mensen heeft. Zo iemand zou er geen moeite mee hebben om een of andere ziekteverwekker vrij te geven. En zoiets kan iemand met toegang tot een laboratorium doen. Het is niets bijzonders. Het is niet zoals het maken van een atoombom, waarbij je grote opvallende faciliteiten nodig hebt.

Dus mijn zorg is dat deze potentieel gevaarlijke technieken vaak gemakkelijk uit te voeren zijn en moeilijk wereldwijd te reguleren zijn, ook al kan hun impact wereldwijd zijn. Wereldwijde regulering van de drugshandel en belastingwetgeving heeft niet goed gewerkt. In feite hebben we in geen van beide maar weinig succes gehad.

De realiteit is dat het mondiale dorp zijn dorpsidioten zal hebben, en we kunnen ze minder tolereren omdat ze een mondiaal bereik kunnen hebben.

In het boek besteed je zes pagina’s aan het bespreken van de Large Hadron Collider. Voordat het online ging, schreef u over mogelijke langlopende zorgen dat de LHC een destructief proces zou kunnen veroorzaken. Waarom?

Andere mensen brachten deze zorgen naar voren. Ik was een van degenen die geruststellend op hen reageerden. Maar ik noem ze in mijn boek, want wanneer er veel op het spel staat, is het verstandig – en zou het zelfs verplicht moeten zijn – om een uitgebreide risicobeoordeling uit te voeren.

Het bleek dat de fysieke processen en de botsingssnelheden die je in de LHC krijgt niet ongekend zijn: ze zijn in de natuur opgetreden als gevolg van botsingen van kosmische stralingsdeeltjes. Ik heb zelf een van de kranten geschreven waarin stond dat deze omstandigheden van nature waren gebeurd en dat we ons geen zorgen moesten maken.

Maar waarom zou je het überhaupt ter sprake brengen?

Als er zo veel op het spel staat – op dit en elk ander soortgelijk onderwerp – moet je vertrouwen hebben op het niveau van één op een miljard. Je kunt het gewoon niet mis hebben. Het idee om ‘het weefsel van de ruimte te verscheuren’ was eerder naar voren gebracht in een serieus artikel van een vooraanstaande professor aan Harvard [Sydney Coleman]. Het publiek verwacht dus zeker dat natuurkundigen de mogelijkheid onderzoeken en hen geruststellen, op het niveau van een miljard tegen één, dat dit niet kan gebeuren.

En ik denk dat het juist is dat als mensen domeinen van de fysica gaan verkennen die nog niet eerder zijn onderzocht – of als biologen een nieuwe ziekteverwekker vrijgeven – ze zeker eerst goed moeten nadenken.

Welke ontdekkingen zie je de komende 20 tot 50 jaar, kijkend naar de toekomst van je eigen vakgebied?

Veel van wat er zal gebeuren, zal afhangen van technologische vooruitgang. Verbeterde computergebruik geeft ons de mogelijkheid om de nieuwe informatie die we van krachtigere telescopen zullen ontvangen, te modelleren en te begrijpen. De Europese GAIA-satelliet vond bijvoorbeeld gegevens van meer dan een miljard sterren. Dat kunnen we nu analyseren. Het is iets dat we een paar jaar geleden niet hadden kunnen doen.

Ik denk dat een tweede gebied het begrijpen van extreme verschijnselen is. De studie van gammaflitsen, een van mijn belangrijkste interesses, gaat 25 jaar terug, en we hebben nu tenminste de contouren van een model. En snelle radio-bursts zijn een nieuw fenomeen dat nog steeds een mysterie is, waarover zal worden gedebatteerd totdat er een algemene consensus komt.

En ik hoop dat we ook vooruitgang hebben geboekt in de studie van hoekfluctuaties (en misschien polarisatie) van de CMB. Dat zal ons misschien wat diagnostiek opleveren van het allereerste tijdperk – de eerste triljoenste van een triljoenste van een triljoenste van een seconde – dat is wanneer inflatie zou kunnen hebben plaatsgevonden. Daarop is de hoop van het Simons Observatorium in Chili en de door de Universiteit van Chicago geleide experimenten op de Zuidpool.

Ik hoop dat we meer theoretische ideeën zullen zien uit de deeltjesfysica, die ons de afgelopen jaren weinig stevige theoretische vooruitgang heeft opgeleverd. Het doel is een theorie die de sterke interacties en elektrozwakke interacties zou kunnen verenigen – en, nog beter, de zwaartekracht zou kunnen inbrengen. Dat zou ons in staat stellen enkele fysieke ideeën te versterken die van toepassing zullen zijn op het zeer vroege universum.

Het probleem is dat voordat de eerste nanoseconde verstreken was, de fysieke omstandigheden in het universum veel extremer waren dan we in het laboratorium kunnen simuleren, zelfs in een grote versneller. En dus hebben we geen vaste gegevens.

We hebben ook geen goede theorie. Ik zou hopen dat we over 20 jaar betere gegevens en betere theorieën zullen hebben die ons in staat zullen stellen de zeer, zeer vroege stadia van de oerknal te begrijpen en die ons zullen vertellen waarom ons universum het mengsel van atomen, donkere materie en straling bevat. die we waarnemen.

En het zal ons misschien ook wat meer vertellen over waarom het universum zich uitbreidt zoals het is – en of onze oerknal de enige was.

Al die vragen zijn nog steeds speculatief. Maar als ik terugkijk op de tijd dat ik student was, in die tijd, was er geen echt bewijs dat er een oerknal was. Vandaag kunnen we met vertrouwen praten over de oerknal tot op een nanoseconde.

Dat is een enorme vooruitgang.


Gerelateerd:

  1. A ‘Rebel’ Without a Ph.D.
  2. Galactic Beacons Get Snuffed Out in a Cosmic Eyeblink
  3. Star-Swallowing Black Holes Reveal Secrets in Exotic Light Shows

Een artikel gepubliceerd op:

Quanta Magazine

Auteur:

Claudia Dreifus


Geef een reactie