Vedere, scoprire e conoscere

La fotografia registra la scienza e la fotografia è scienza

Immagine gentilmente concessa da Hubble.

Come studente di fisica con la passione per la fotografia, amo guardare indietro ai pinnacoli della scoperta che la fotografia ha catturato in tutti i campi della scienza.

Nel mio campo della fisica, la fotografia non viene utilizzata solo per registrare la scoperta, ma per fare effettivamente la scoperta. In questo pezzo, ti mostrerò come la fotografia è stata presente all'avanguardia della scoperta umana negli ultimi 150 anni.

Edwin Hubble e Andromeda

L'astronomo Edwin Hubble apprezzò per la prima volta che Andromeda (o M31) non era una "nebulosa a spirale" come allora erano conosciuti. Ha usato le stelle variabili Cefeidi, che pulsano a intervalli regolari e con luminosità nota, per calcolare la distanza da Andromeda, trovandola troppo distante per trovarsi nella nostra Via Lattea. Scoprì che Andromeda era il suo "universo insulare". Questi universi sarebbero stati successivamente ribattezzati galassie.

La sua scoperta ha cambiato la nostra percezione dell'universo dall'oggi al domani. La Via Lattea non era più l'unica galassia; ce n'erano altri, ognuno dei quali conteneva decine di miliardi e centinaia di miliardi di stelle. L'universo è diventato due volte più grande durante la notte. La fotografia era la chiave.

La diapositiva originale di Hubble con la sua etichetta. Immagine gentilmente concessa da cielo e telescopio.

Hubble usò un telescopio da 100 pollici sul Monte Wilson per fare un'esposizione di quattro ore su una lastra di vetro fotosensibile. Questa immagine e le immagini successive gli mostrarono l'esistenza delle variabili cefeidi, rendendo possibili le sue scoperte.

Il telescopio spaziale Hubble è stato costruito e lanciato nel 1990, chiamato in onore di Hubble e in riconoscimento dell'importanza della sua scoperta. L'immagine nella parte superiore di questo pezzo è una fotografia di Deep Field scattata da quel telescopio.

Rosalind Franklin e DNA ("Foto 51")

Foto 51. Per gentile concessione della BBC.

La foto 51 era il pezzo mancante nella scoperta della struttura del DNA. È un'immagine di diffrazione dei raggi X del DNA cristallizzato presa su una lastra fotosensibile come le immagini di Hubble.

Con Photo 51, Watson e Crick sono stati in grado di determinare la struttura del DNA: una doppia elica di fili antiparalleli collegati tra loro da coppie di basi. La foto di Rosalind Franklin non solo forniva informazioni sulla struttura del DNA, ma anche sui parametri per le sue dimensioni.

La controversia si attacca alla fotografia di Franklin perché Watson e Crick l'hanno usata senza il suo permesso, consentendo loro di dedurre la struttura finale del DNA. Insieme a Maurice Wilkins, Watson e Crick hanno ricevuto il premio Nobel per la loro scoperta. Franklin non era incluso perché era morta quattro anni prima.

The Moon Landings

Bootprint sulla superficie lunare. Per gentile concessione della NASA.

Ci sono pochi momenti nella scienza in cui la fotografia è stata al centro della scena tanto quanto gli atterraggi sulla luna. Innescato con le fotocamere Hasselblad, Neil Armstrong e Buzz Aldrin sono stati in grado di catturare i momenti in cui gli umani hanno messo piede su un corpo celeste che non era la Terra.

Durante tutti gli atterraggi sulla luna che hanno avuto luogo, gli astronauti hanno usato la fotografia non solo per catturare momenti in un altro mondo, ma per una vera ricerca scientifica.

Gli obiettivi fotografici includevano l'acquisizione di immagini panoramiche della luna ad alta risoluzione da utilizzare nella mappatura precisa della superficie lunare e per studiare le proprietà riflettenti della luna e della Terra. Anche la documentazione delle attività operative e degli esperimenti è stata di primaria importanza.

Buzz Aldrin sulla luna. Immagine gentilmente concessa dalla NASA.

Primi piani

Mentre abbiamo visto il potere che la fotografia ha nel vedere le cose sulla scala più profonda e più grande con Hubble, la fotografia espone anche le minuscole cosmologie della natura. Gli angoli della realtà materiale si rivelano mentre la macrofotografia svela universi non disponibili all'occhio umano.

Immagine gentilmente concessa da monovisioni.

Il fotografo tedesco Albert Renger-Patzsch è stato tra i primi a vedere il mondo da questa nuova prospettiva. Mentre i suoi sforzi non erano scientifici nelle loro intenzioni, mostrano come la fotografia possa fungere da ponte grandioso tra arte e scienza.

Artisti e scienziati hanno scoperto che tagliando la realtà in pezzi sempre più piccoli, sono apparse nuove meravigliose forme di interesse estetico e scientifico. Lo sforzo di scomporre il mondo in pezzi sempre più piccoli continua ancora oggi con l'uso della microscopia elettronica per indagare su una varietà di fenomeni intriganti. Tale microscopia è diventata così potente che è in grado di risolvere singoli atomi.

Il bosone di Higgs

Immagine gentilmente concessa dal New York Times.

Ovviamente, la fotografia non viene utilizzata solo per fare scoperte, ma anche per documentarle. La foto sopra è presa da una conferenza al CERN nel 2012 e mostra il momento della presentazione della scoperta del Bosone di Higgs. Possiamo vedere l'esaltazione che ha prodotto un esperimento scientifico collaborativo di 50 anni.

Per me, tale esaltazione incarna il motivo per cui gli umani fanno ricerche e perché fare scienza è uno sforzo così meritevole.

Vedere, scoprire e conoscere.