Sir Fred Hoyle (1915); Tegendraadse astronoom

FRED HOYLE: Home is where the wind blows. Chapters from a cosmologist's life

443 blz., geïll., University Science Books 1994, ƒ 59,70

Van alle astronomen is Sir Fred Hoyle de grootste dwarsligger. Dat is naar vrije keuze; in zijn autobiografie Home is where the wind blows schrijft de Brit: “Om werkelijk iets in de research te bereiken is het nodig je tegen de gevestigde orde af te zetten. Vasthouden aan een wijdverbreide mening is veilig voor je wetenschappelijke reputatie en je raakt niet verketterd. Niettemin, door risico uit de weg te gaan weet je zeker dat àls er eens iets nieuws onder de zon is, jíj het niet zult ontdekken.”

Het bekendst is Hoyle wegens zijn kruistocht tegen 'big bang-aficionados' die volhouden dat het heelal zo'n 15 miljard jaar geleden vanuit één punt (singulariteit) uiteen is gespat. Hun bewijs: nog altijd vliegen de sterrenstelsels die sindsdien zijn gevormd van elkaar weg terwijl in 1965 door Amerikaanse onderzoekers de achtergrondstraling is ontdekt, die ons als een soort nagloed van die eerste klap uit alle richtingen van het heelal bereikt.

Hoyles bezwaar tegen de big bang is vooral filosofisch: wat heeft het voor zin over het ontstaan van het heelal te spreken, zonder aanwezigheid van ruimte en tijd waarin zo'n schepping zich kan voltrekken? De universaliteit van de natuurwetten, hoeksteen van de moderne fysica, zou in zo'n visie in het geding komen. De Brit hekelt het 'zwarte gaten-establishment' dat doet alsof het bestaan van zulke speculatieve objecten “zo zeker is als de zonsopgang van morgen”.

In plaats van een big bang hanteert Hoyle een 'steady-state'-heelal zonder begin of einde. In een eerste versie uit 1948 werd het uitdijen gecompenseerd door continue schepping-uit-het-niets van nieuwe materie. Zelfs zouden de twee verschijnselen oorzakelijk met elkaar verbonden zijn: omdat er nieuwe materie ontstaat, dijt het heelal uit. Toen een constant 'sijpelende' creatie-kraan theoretisch tot onoverkomelijke moeilijkheden leidde, kwam Hoyle eind jaren tachtig met de 'quasi-steady-state-theorie': nu en dan gaat de materie-kraan vol open, in ons hoekje van het heelal 15 miljard jaar geleden. Onder astronomen heeft het idee weinig aanhangers, zo kan de theorie de achtergrondstraling slechts op gekunstelde wijze verklaren. Hoyle is de eerste om toe te geven dat zijn kosmologie niet zonder problemen is. “Ik zeg ook niet dat ik het bij het rechte eind heb, alleen dat de big bang van geen kant deugt.”

Het zou buitengewoon kortzichtig zijn Hoyle, die deze maand zijn tachtigste verjaardag viert, op grond van buitenissige kosmologische ideeën als een niet serieus te nemen buitenbeentje af te doen. Te vaak - maar niet altijd - heeft hij achteraf gelijk gekregen. Als theoretisch astrofysicus is zijn staat van dienst onovertroffenen en in 1992 eerde het vermaarde Instituut voor Theoretische Astronomie in Cambridge zijn oprichter en eerste directeur met een standbeeld. Als geen ander is Hoyle een levend bewijs van de stelling dat tegen de stroom inroeien loont.

Dirac

Dat eigenzinnige dateert van zijn jeugd, toen Fred van school spijbelde om 's morgens in het kanaal van Liverpool naar Leeds schepen te zien schutten, terwijl hij 's middags door de velden dwaalde. Liever ontdekte het knaapje Hoyle de dingen zelf dan af te gaan op dogma's van bekrompen onderwijzers. Die hekel aan autoriteiten had hij van zijn vader, een eenvoudige textielhandelaar die bij het uitbreken van de Eerste Wereldoorlog voor de artillerie koos omdat aan de discipline onder het corps machinegeweer-bedieners, gezien hun korte levensverwachting, minder strak de hand werd gehouden.

Ondanks zijn hekel aan school wist Hoyle door te dringen tot Cambridge, waar hij in de wiskunde binnen enkele jaren de top bereikte. Via theoretische natuurkunde, met quantumvader Paul Dirac als begeleider, zwaaide hij in 1940 om naar astrofysica. Dat was op advies van Dirac, die de bloeitijd in zijn vak voorbij achtte, maar meer nog omdat vanwege de moeilijkheidsgraad een theoretisch fysicus maar vijftien jaar 'mee ging' - met de oorlog in zicht geen aanlokkelijke gedachte. In die oorlog deed Hoyle voor de marine onderzoek naar radar. Zijn eerste confrontatie met de astronomische elite was er toen al geweest: in 1940 poneerde hij, tegen de heersende opvattingen in, dat interstellaire gaswolken moleculaire waterstof bevatten - naar later bleek juist.

Hoyles belangrijkste wetenschappelijke werk ligt op het gebied van de nucleo-synthese: het ontstaan van de zwaardere elementen door kernfusie in sterren. In 1953 voorspelde de Brit het bestaan van een energieniveau in koolstof-12 kernen dat geen experimentator had waargenomen. Was het er niet, zo had Hoyle berekend, dan gold dat ook voor hemzelf: de route naar zwaardere elementen - en daarmee naar de bouwstenen van het leven - zou anders zijn geblokkeerd. Tot op de dag van vandaag is het koolstofniveau de enige succesvolle experimentele voorspelling waarop het antropisch principe (het heelal is zoals het is, omdat wij er anders niet zouden zijn om het waar te nemen) kan bogen.

De telescoop op Mount Wilson in Californië had tien dagen nodig om het voorspelde niveau te vinden. Al die tijd voelde Hoyle zich een 'verdachte in de beklaagdenbank', in afwachting van het oordeel van de jury. “Met dit verschil, dat je in de natuurkunde als beklaagde zelf niet weet of je schuldig bent of niet en dat het oordeel van de experimentatoren altijd juist is.” De ontdekking effende de weg naar het 'BFH-artikel' uit 1957, waarin Hoyle samen met de Amerikaanse astronomen Margaret en Geoffrey Burbidge en Willy Fowler de synthese van de zwaardere elementen in kaart bracht, een mijlpaal in de geschiedenis van astrofysica. Dat hij in 1983 niet de Nobelprijs die Fowler kreeg met hem deelde - een drama dat in de autobiografie totaal ongenoemd blijft - zien vriend en vijand als een groot onrecht.

Uitvoerig doet Hoyle verslag van de strubbelingen en machinaties die in 1972 tot zijn zelfverkozen ontslag in Cambridge leidden. Verlammende academische buraucratie, een slepende vete met de radioastronoom Martin Ryle, eindeloze onderhandelingen over een Brits-Australische telescoop: in het jaar dat hij tot ridder werd geslagen had Hoyle er schoon genoeg van en gooide het bijltje erbij neer. Hij trad af als hoogleraar, keerde Cambridge de rug toe en vestigde zich in het Lake District. Sindsdien voorziet hij in zijn levensonderhoud met het schrijven van populair-wetenschappelijke boeken en science-ficton romans. De paar duizend pond die hij had overgehouden aan The nature of the universe, een boek gebaseerd op een serie lezingen uit 1950 voor de BBC (waarin Hoyle de term 'big bang' lanceerde), kwam als overbrugging goed van pas.

Eenzijdig

Home is where the wind blows is een wat ongestructureerd maar charmant boek met een eigen toon. Collega's zijn chaps en een ondeugdelijke theorie a bust flush. Nergens neemt Hoyle een blad voor de mond. Zo verfoeit hij het in de wetenschap gangbare systeem van peer review. De anonieme beoordelaar zou te vaak zijn voorkennis misbruiken door een potentieel tijdschriftartikel op dubieuze gronden te weigeren en vervolgens zelf met de ideeën aan de haal gaan. Een nogal eenzijdige visie. En waar Hoyle zich tegen het najagen van credits keert, dat de onderzoeker van nu te zeer in beslag zou nemen, vergeet hij dat hij in de jaren vijftig zelf behoorlijk geïrriteerd raakte toen hij, op een cruciaal moment in zijn wetenschappelijke loopbaan, maar niet tot lid van de Royal Society werd gekozen.

Dat neemt niet weg dat vanaf 1940, toen Hoyle het bestaan van waterstofmoleculen in instellaire stofwolken poneerde, de eigenzinnige Brit moeite heeft gehad zijn onconventionele ideeën gepubliceerd te krijgen. “Het weigeren van elkaars artikelen is onder astronomen een plaag”, klaagt hij, “tenzij ze neerkomen op het herkauwen van bekend werk”. Kosmologie is in deze visie alleen maar populair omdat in dat vak, zo meent Hoyle, de afgelopen kwart eeuw niets bezonders is voorgevallen. “In zo'n situatie komen overheden er al gauw toe grote sommen geld in het wilde weg te spenderen, in de hoop dat er iets moois van komt. Ideale omstandigen voor het astronomisch establishment om zich te handhaven.”

Hoyle doorspekt zijn autobiografie met innemende dan wel vileine portretten van zijn naaste collega's. Het eerste deel, eerder gepubliceerd als The small world of Fred Hoyle, beschrijft zijn jeugd in Yorkshire en zijn eerste voorzichtige schreden in Cambridge. Soms toont hij zich de onvermijdelijke Britse excentriekeling, bijvoorbeeld waar hij uitweidt over zijn automobielen: een 12 pk Rover uit 1936 (¢8 125), een stokoude Singer tweezitter die met wind mee 38 mijl per uur haalde (¢8 5, 'de beste aankoop van mijn leven'), een papier-maché DKW (¢8 100) en toen er in 1957 een caravan getrokken moest worden, een Humber Hawk. Prachtig zijn de beschrijvingen van zijn beklimmingen van de 280 Schotse Munro's, bergtoppen van boven de 3.000 voet, een project dat hij oktober 1980 met het bedwingen van de Blaven (op de top een kopje thee met Mr. Kipling's appeltaart) voltooide.

Kosmisch fenomeen

Hoyle mag zijn academische positie eraan hebben gegeven, dat wil niet zeggen dat hij de astronomie vaarwel heeft gezegd. Onverdroten blijft hij zijn dwarse opvattingen spuien, tot op de dag van vandaag. Zo houdt hij vol dat het leven een kosmisch fenomeen is, “niet de uitkomst van een serie hoogst onwaarschijnlijke gebeurtenissen die zich lokaal hier op aarde heeft afgespeeld”. Kometen zouden kant en klare microbes bevatten die via een inslag het leven op aarde - en waarom dus niet elders? - hebben veroorzaakt. Inderdaad kwamen Amerikaanse astronomen vorig jaar met de ontdekking dat ze in de ruimte het glycine-molecule hadden waargenomen, een eenvoudig aminozuur en een bouwsteen van proteïnen. Sindsdien is het Erich von Däniken-imago (Waren de goden kosmonauten?) in de media verflauwd en wordt Hoyle ook in dit opzicht serieus genomen.

Aan het eind van Home is where the wind blows laat Hoyle zich verleiden tot metafysische bespiegelingen over de oorsprong van het heelal. Ons bewustzijn zou de kosmos in leven roepen, hem uit een quantumzee aan verstrengelde mogelijkheden tot werkelijkheid reduceren. Misschien een mooi onderwerp voor een nieuw sf-boek. Toch zijn er astronomen die zich in hun dromen ongemakkelijk voelen bij al deze tegendraadse gedachten, die wakker schieten en denken: als Fred Hoyle eens gelijk heeft?

    • Dirk van Delft