Astrofysik och kosmologi för vetenskapsskribenter, några intryck

Först visste jag inte riktigt om jag skulle vara med. Jag har ju ändå rätt solid grund i det här med kosmologi och astropartikelfysik, och lite hum om astrofysik. Fast det skulle kunna vara nyttigt eftersom jag nuförtiden är lite bortkopplad från forskarvärlden och inte riktigt hänger med i snacket.

Och så skulle ju Anil Ananthaswamy komma dit.

Jag är väl inte direkt lagd åt idoldyrkan, men jag tycker om att träffa intressanta människor. På något vis kanske jag också hoppas att något lite av skicklighet och erfarenhet ska färga av sig på mig, genom blotta närvaron. Jag vill också skriva en sådan vetenskaplig reportagebok som The Edge of Physics. (Jag har nämnt den boken här tidigare.) Jag vill också ha stenkoll på breda forskningsområden och skriva både djupa och begripliga artiklar som massor av människor läser. Jag vill också.

I början av den här veckan var jag alltså i Stockholm på en workshop för ”science writers”, arrangerad av Nordita. Förhoppningsvis kommer jag att lyckas ta mig tid att blogga mer om många av de intressanta saker som diskuterades under de här dagarna.

Det hela organiserades av Sabine Hossenfelder, teoretisk fysiker, och George Musser, redaktör på Scientific American. Så här beskrev de evenemanget på sin affisch (min översättning):

Att skriva om vetenskap för allmänheten är en utmaning.

Med deadlines hängande över sig är det svårt att hitta tid att ladda de intellektuella batterierna, hitta distinkta berättelser och få en bred överblick över vart forskarna är på väg.

Denna workshop ger bakgrundsmaterial för att bevaka astrofysik och kosmologi, och packar in så mycket som möjligt på så kort tid som möjligt för den upptagna arbetande journalisten.

Huvudsyftet som det framställs här var alltså att informera journalister om läget inom astrofysik och kosmologi. Men en inte särskilt omsorgsfullt dold del av agendan var förstås också att föra samman intresserade personer från akademin och från vetenskapsjournalistiken för att utbyta erfarenheter och knyta kontakter.

Jag är ju nyfiken på den här världen jag har gett mig in i, så att tacka ja till den här inbjudan var en bra idé, oavsett om där finns personliga idoler eller ej.

Måndag morgon alltså. Jag hade knatat genom Vasastaden och upp till Norditas gula byggnader brevid Alba Nova. I en sal av vanlig klassrumsstorlek satt 15-20 personer, allvarliga och knäpp tysta. Somliga tittade på sina datorer. Jag tordes inte bryta den högtidliga stämningen genom att börja prata med någon, så jag trängde mig bara lite diskret förbi ett par personer och hittade mig en plats brevid ett fönster.

Stämningen lättade tack och lov något redan i första pausen, efter ett föredrag av kosmologen John Barrow, om det expanderande universum och den kosmologiska konstanten.

Fikapauser är bra. Jag har druckit mer kaffe den här veckan än jag brukar göra på en månad i vanliga fall. Jag är nämligen lite kinkig med mitt te — tepåsar och vatten som inte är tillräckligt hett gör mig inte glad.

Med en plastmugg i handen fick jag bland annat veta att det hålls en konferens för världens vetenskapsjournalister i Helsingfors i sommar. Ingen har berättat för mig att sådant finns. De finska kollegorna tyckte också att de har dålig kontakt med svenska vetenskapsjournalister. Det kan nog stämma, jag vet faktiskt inte vad det finns för kontaktnät här över huvud taget.

Jag lärde mig också vilka roliga människor det var som samlats i Stockholm, och att de har väldigt överlappande intressen. Många av journalisterna har tidigare disputerat. Många av forskarna har skrivit mycket populärvetenskap och är intresserade av vetenskapskommunikation. Som John Barrow, eller som Ray Jayawardhana som skrivit flera populärvetenskapliga böcker och som såvitt jag förstår också har sommarjobbat som journalist innan forskarkarriären kom igång.

Två lite mer lättsamma evenemang ingick i schemat, och hjälpte till att låta folk komma åt att prata med varandra. Vi gjorde ett labbesök på fonetiklabbet på Stockholms Universitet och träffade Francisco Lacerda, som var entusiastisk över att få förklara fonetik för åhörare som förstår att alltihop grundar sig i fysik. (Ja, det är han som blev hotad med stämning för några år sedan när han kritiserade ett företag som tillverkar lögndetektorer som inte fungerar. Han berättade lite om det också.) Och så fick vi göra lite försök med rösten själva också. Det var kul!

Enda felet var att vi inte fick någon fikapaus under labbesöket, så jag blev lite trött och ofokuserad mot slutet. Inte bara jag heller, flera satt kring väggarna och såg lite apatiska ut framåt slutet av dagen. Men då kunde Lacerda underhålla oss med historier om lögndetektorer.

Vi fick också chansen att höra — eller kanske snarare se — ett föredrag av Robert Nemiroff om de bästa bilderna från Astronomy Picture of the Day, ett urval från de senaste två åren visade på Cosmonova.

Under tiden hann vi börja lära känna varandra, och den avslutande grillfesten i onsdags var riktigt uppsluppen. Istället för bänkar i rader med högtidligt tysta och måndagsmorgonallvarliga personer var där långbord som dignade av glas och tallrikar och ett livligt sorl av samtal om allt från DRM till fantasyförfattare, och så lite om vetenskap och media däremellan.

Faktum är att jag under de här dagarna vågade mig på att prata med Anil Ananthaswamy också. Han var trevlig, och visade sig ha precis lika bra koll som det verkar. Han kommer verkligen ihåg fakta som han själv har skrivit om, och har massor av inblick i till exempel kvaliteten på isen på sydpolen och vilka material som används för att skärma av detektorer från oönskade störningar. Men han är nog en vanlig människa han också. Kanske är det inte orimligt att jag också kan lära mig det här hantverket, och möjligen till och med skriva en bok eller så.

Ida Noddack och kärnklyvningen, och lite om klassiska fysikartiklar

Såvitt jag kunnat läsa mig till var den tyska kemisten Ida Noddack den första som föreslog (i en publicerad artikel) att det som händer när uran bombarderas med neutroner är att kärnan klyvs:

När tunga atomkärnor bombarderas av neutroner är det tänkbart att kärnan bryts upp i flera stora fragment, vilka naturligtvis skulle vara isotoper av kända grundämnen men däremot inte grannar till det bestrålade ämnet. (Min översättning från den engelska översättningen av det tyska originalet som jag inte kan komma åt.)

Bakgrunden var ett experiment av Enrico Fermi, där han utsatte uran för neutroner. Efter det mätte han radioaktiviteten, och märkte att provet tycktes innehålla något som inte fanns där tidigare. Fermi tolkade det som att han framställt ett nytt grundämne med atomnummer 93 (plutonium) — det var hans slutsats efter att ha gjort en kemisk analys som visade att provet inte innehöll något av de kända tunga grundämnena.

Noddack invände mot den här analysen, och citatet ovan är bara en liten sak som nämns i förbifarten. Ingen annan tycks ha nappat på den här möjliga förklaringen just då, och det tog flera år efter att detta publicerades 1934 till att Lise Meitner och Otto Hahn och de andra lyckades förfina den här tolkningen och 1938 ställa det klart att atomkärnor kan brytas upp i en fissionsprocess.

Men det är rätt kul ändå, att rota upp sådana här tidiga exempel på resonemang och föreslagna tolkningar, och se hur ny kunskap kristalliseras fram.

En av de saker som får mig att känna mig väldigt utanför och utestängd nu när jag inte är ordentligt knuten till något universitet längre är det här att jag inte kan komma åt forskningsartiklar. Universitetsbiblioteken har ju prenumerationer på många stora tidskrifter, och det är numera väldigt enkelt att hitta artiklar online. Men när jag inte sitter med ett universitetskonto är allt det helt stängt för mig.

Tidigare har jag faktiskt varit nere i källararkiv och rotat fram inbundna årgångar av tidskrifter för att hitta obskyra artiklar, till exempel för att kunna ange de tidigaste referenserna för tankar om mörk materia när jag skrev min avhandling. (Jag är nämligen lite noga med det där att kolla igenom artiklar så att det står vad jag tror att det står i dem. Många anger ju bara samma referens som alla andra till Fritz Zwicky till exempel, men jag vill ha sett artikeln innan jag anger den som referens. Det är mer ärligt, och dessutom kul.)

Arkiven kanske jag skulle bli insläppt i nu också, om jag bad snällt, men eftersom jag inte är student eller forskare är jag inte riktigt behörig. Och hur som helst känns det dumt att det inte alltid går att komma åt de där gamla artiklarna som på något sätt ändå tillhör vetenskapshistorien och är ganska allmänt kända.

Även om många större tidskrifter är helt digitaliserade ganska långt bakåt i tiden är de normalt sett inte tillgängliga annat än för prenumeranter. Så de där gamla intressanta artiklarna från förr, de är ofta svåra att komma åt. Det känns lite snålt, tycker jag. Särskilt som det ofta är någon annan driftig själ som lägger ut dem någonstans så att de är fritt tillgängliga i alla fall, med lite letande. Eller kanske inte alls så mycket letande, för Google Scholars sökfunktion listar dem brevid länken som leder till betalväggen. Jag är inte riktigt säker på att jag har genomskådat det här helt och hållet ännu, men det är kul att rota lite.

Några exempel (länkarna leder till ställen där jag inte kan komma åt artikeln): artikeln om Fermis experiment som Noddack kommenterade, eller An Electrical Method of Counting the Number of alpha-Particles from Radio-active Substances av E. Rutherford och H. Geiger, 1908, eller The Radiation Theories of Tomonaga, Schwinger, and Feynman av Freeman Dyson (den där han visar att angreppssätten är ekvivalenta, och som betydde en del för att göra Feynmans sätt att räkna med diagram vedertaget).

Men just Zwicky, som jag nämde ovan, tillhör dem som det nu faktiskt går lättast och snabbast att hitta online. Så nu behövs inte rotandet i källaren längre, som jag fick ta till för 6-7 år sen när jag skrev avhandling. Bra. Och lite tråkigt på samma gång, för nu är det svårare att hitta en ursäkt att öppna de dammiga gamla luntorna i bibliotekets magasin. Men mest är det ändå bra.

Problemen med att göra fysik begriplig för både proffs och oinsatta

Populärvetenskap har ofta krav på sig att vara aptitlig och lättsmält. Det är inte alla som är specialintresserade, men som skulle kunna vilja bli informerade ändå. Men det får inte bli så vällagat att själva råvarorna inte går att urskilja, så att säga.

En av de största utmaningarna med populärvetenskap är att förenkla utan att förvirra. Hur ska jag ta bort alla fackuttryck och förklara alla begrepp, men samtidigt behålla tillräckligt med information för att inte råka plantera några felaktiga idéer som kan göra det svårare att gå vidare och skaffa mer förståelse. Och hur ska jag ge rätt antydningar om vad som är vad för att den som redan har mycket förkunskaper ska begripa vad jag talar om även när fackuttrycken är borttagna?

Det har fått mig att fundera på om det inte skulle gå att skriva om svåra saker i flera nivåer, så att det går att välja själv hur mycket detaljer man vill ha. Jag har försökt lite på den här bloggen, genom att märka upp inlägg med svårighetsgrad — men jag vet inte om det just har fyllt nån funktion här över huvud taget. Det behövs nog något mer genomarbetat, där varje artikel skulle ha flera nivåer.

Det här är nämligen nåt som bekymrar mig ofta när jag själv läser populära framställningar — kanske pressmeddelanden för den delen — om något som ligger nära mina egna specialområden. Det irriterar mig väldigt när jag inte kan förstå vad det hela syftar på, och måste gå till originalforskningsartikeln för att pussla ihop det. Det känns lite misslyckat.

Men samtidigt är det dåligt att misslyckas åt andra hållet också: skriva saker som bara fackfolk kan orka bry sig om.

Det senaste året har jag fått väldigt bra träning i att göra korta och enkla förklaringar, som ska gå att hänga med i även i talad form i radio, när det inte går att sakta ner eller titta tillbaka. Jag har även fått lära mig att backa ett steg, och så ett steg till, och ett till, för att inte förutsätta för mycket av en lyssnare (eller läsare). Om det var länge sen man gick i skolan är det inte mycket fysik och matematik som är självklar.

Det är inte bara ord som ”rörelsemängdsmoment” som är för svåra. Några andra saker jag lärt mig att de behöver förklaras och planteras väldigt noga är att växelström växlar riktning, eller det här med att avstånd på himlavalvet kan mätas i grader.

Fast gedigen träning betyder inte att jag alltid har lyckats jättebra. Det här till exempel, var tydligen alldeles för krångligt: Kemiska bindningar genomskådas (det var jag som gjorde grundjobbet till den även om Lars står som reporter eftersom det var han som sydde ihop det på slutet). Jag tyckte att det var häftigt det här med att kunna se in i molekyler medan de förändras, och försökte rycka med mig lyssnarna i det — att det är häftigt att det över huvud taget går. Men jag glömde bort att ”kemisk bindning” är något svårt, och att det begreppet borde ha planterats först.

Risken är då som vanligt att det enda som får plats är bakgrunden, och det som är nytt knappt kommer fram.

Ibland frustrerar det mig, det här, för jag är ju själv intresserad av en detaljnivå som inte går att få fram i det korta formatet om jag ska rikta mig till en blandad krets av mottagare. Det är helt enkelt inte så kul att bara skumma över och förenkla, jag vill ha substans också. Och göra saker som jag själv skulle vara intresserad av att höra eller läsa.

Här har vi ett exempel på vad som gör mig bekymrad och frustrerad: Fotondatorn kan räkna ut det din dator inte kan. Det handlar om en ny typ av kvantberäkning som kanske inte har någon omedelbar praktisk tillämpning men som visar en viktig princip som faktiskt inte är så självklar som man skulle kunna tro: det finns (minst en typ av) beräkningar som en (form av) kvantdator kan göra mycket effektivare än en vanlig dator kan eller skulle kunna. Och det är ett helt annat problem än man brukar prata om i kvantdatorsammanhang.

Det här lade jag ner mycket energi på att försöka förklara, för en lyssnare helt utan förkunskaper. Men jag fick ett par kommentarer som visar att det förstås finns fler som redan vet nåt och som inte kan hänga med i en sån här förenkling.

Så här skrev den ena personen:

Vad är det som gör att man inte kan prata om primtal i artikeln? Eller vilka sorts problem man hoppas lösa? Jag blir bara frustrerad över en text utan substans. Jag tvivlar på att avsaknaden av vetenskapligt språk gör artikeln mer lättläst. Använd begreppen, men förklara dem istället.

Som sagt, det här bekymrar mig eftersom det är precis likadant jag själv skulle känna och tänka om jag hörde det här.

Mitt svar på det postade jag efter en viss tvekan, och efter att ha kollat med folk omkring mig, eftersom jag tänkte att det kunde ses som lite snorkigt:

Tja, det handlar om att det inte går att få in så många förklaringar av olika begrepp på en och en halv minut, som jag har på mig. För skulle jag gå in på detaljer är det ju väldigt många begrepp som måste förklaras, varav primtalsfaktorisering bara är ett enda.

Men så här är det: fotonerna är bosoner, som beskrivs av en så kallad permanent, som är en determinant fast utan minustecken. Det experimentet gör är i praktiken att beräkna permanenten.

Till saken hör alltså att när permanenten växer blir den snabbt extremt mycket svårare att beräkna och i praktiken otillgänglig för vanliga datoralgoritmer att lösa. Men forskarna jag rapporterar om skriver alltså att deras kvantberäkning gör det här väldigt effektivt.

Det här går förstås inte att säga i ett kort nyhetsinslag, minst 99% procent av lyssnarna skulle sluta lyssna direkt.

Det vore i såna här sammanhang så himla trevligt att kunna ha möjlighet att bifoga lite mer extramaterial än bara en referens till originalforskningen. En mellannivå. Litegrann som i NE (Nationalencyklopedin) där det går att välja mellan enkel, kort och lång version av en artikel.

I just det här fallet fick jag faktiskt chansen att göra en lång version till Vetenskapsradions veckomagasin, men jag vet inte ifall det egentligen blev mycket klarare där. Lite i alla fall, hoppas jag.

Men sånt här får mig alltså att fundera i banor av att det kanske går att presentera vetenskap på något nytt sätt, bättre, så att det går att få mer och tydligare information om man vill. Men hur, utan att det sväller och blir tio gånger så mycket arbete? Det måste ju vara värt insatsen, och jag tänker mig att rätt liten del av alla tänkta mottagare egentligen är intresserade av att fördjupa sig direkt.

Jag vet inte om det här är lösbart på nåt bra sätt. Men jag fortsätter att tänka på det. Och nu när jag härmed återuppväcker den här bloggen kan jag förhoppningsvis åtminstone själv få utlopp för de extra detaljer jag vill grotta ner mig i.

Fysikbloggandet ligger i träda

Ja, jag kanske ska säga det riktigt tydligt, så att jag själv också begriper: jag skriver inte aktivt på den här bloggen för närvarande. Det finns liksom inte tid och energi över för det, även om jag fortfarande får idéer. Jag jobbar ju på Vetenskapsradion nu, och där får jag väl utlopp för åtminstone en del av det denna blogg sattes upp för. Men det rena fysikbloggandet ser jag fram emot att återuppta vid något senare tillfälle, så bloggen ligger kvar här och väntar.

Fler bud om mörk materia i vår del av galaxen

För ett tag sedan berättade jag här på bloggen om ett resultat som antydde att det finns mycket lite mörk materia i vår del av galaxen — kanske ingen alls. Det här var förstås något som väckte en del uppmärksamhet bland folk som sysslar med att söka efter mörk materia på olika sätt, och många gav sig på att granska metoden som användes.

Två av dem hittade ett fel i antagandena för den kontroversiella uträkningen. Genom att korrigera det antagandet, men använda samma data och samma metod (såvitt jag förstår) kunde de göra en ny uppskattning av mängden mörk materia nära solen. De hävdade att det var den bästa och mest robusta mätningen dittills, och resultatet ligger nära det standardvärde man brukar använda: 0,3 GeV/cm³.

Jag läste en ny artikel, baserad på en annan metod som jag hittade nyligen och nu kom mig för med att läsa. De använder sig av mycket färre antaganden, och ett speciellt sätt att räkna (Markov Chain Monte Carlo). Genom att testa metoden på en simulering av galaxen — där de vet precis hur mycket mörk materia som finns med i simuleringen — kunde de visa att metoden faktiskt får fram den rätta mörk materia-tätheten från information om hur en viss delmängd av stjärnor rör sig. Det resultat de får fram från riktiga data från stjärnor i Vintergatan ger faktiskt ett högre värde på mörk materia-tätheten än standardantagandet (nästan tre gånger så mycket). Det finns olika sätt att förklara det, som de tar upp i sin diskussion, men den viktiga poängen för en utomstående betraktare lär nog vara att det nog finns mörk materia här ändå — och den är inte så lätt att få riktigt noggrannt grepp om.

På den lite lättsammare sidan: en mörk materia-låt!

Higgs i all ära, men vad är massa egentligen?

Det pratades mycket om massa i samband med all rapportering om higgspartikeln, men det var tunt med bra förklaringar av vad massa egentligen är. Det sägs ofta att massa är ett mått på ”hur mycket materia” ett föremål innehåller, eller att massa är ”det som ger materian substans”. För mig säger inget av de här uttrycken särskilt mycket, jag är liksom inte säker på vad man menar med det. Mycket av det vi kallar ”substans” har ju mer att göra med de elektromagnetiska krafter som håller ihop saker — kemi, alltså.

För mig säger det mer att massan hos ett föremål är den egenskap som avgör

1. hur mycket det påverkas av gravitationen (och hur mycket gravitation det självt har) och
2. hur svårt det är att ändra hastighet.

Man pratar på fysikers fikonspråk om tung massa och trög massa. Såvitt vi hittills vet är den tunga och den tröga massan precis samma sak.

Den andra saken som oftast inte kommer fram i sammanhanget är att higgfältet inte alls ger oss all massa. Jag är betydligt tyngre än alla kvarkar och elektroner i mig. Det beror på att det mesta av massan i en proton eller neutron inte finns i kvarkarna som de består av, utan i bindningsenergin mellan kvarkarna. Det är lite häftigt, och värt att komma ihåg.

Nu finns det ett Minute Physics-avsnitt som handlar om vad massa är, och som fokuserar på det där med trögheten. Massa är det som gör att en partikel kan röra sig med någon annan hastighet än ljusets! Och för att jag älskar Minute Physics måste jag ha med den filmen här också, efter första delen (se föregående inlägg).

Alla pratar om Higgs

Den här veckan pratar alla om Higgspartikeln. Jag behöver inte säga mer, men eftersom jag gillar MinutePhysics passar jag på att dela med mig av den senaste filmsnutten, som säger saker rätt fint med bryggeriliknelser: