אנדרס יונאס אונגסטרם: האיש שקרא את אור השמש
בשנת 1862 כיוון פיזיקאי שוודי ספקטרוסקופ אל השמש, צילם את מה שחזר, והכריז כי האטמוספירה של השמש מכילה מימן. הייתה זו טענה בעלת היקף מדהים — שהרכבו הכימי של עצם הנמצא במרחק 150 מיליון קילומטרים ניתן לקביעה על פי תבנית של קווים כהים — והיא הייתה נכונה. מאז ועד היום האסטרונומיה היא כימיה.
ממדלפד לאופסלה
אונגסטרם נולד ב-13 באוגוסט 1814 בלוגדו שבתמרו, במחוז מדלפד שבצפון שוודיה, בנם של יוהאן אונגסטרם. הוא למד בהרנוסנד ועבר לאופסלה ב-1833 כדי להתחיל את לימודיו באוניברסיטה, שם הפך לדוצנט לפיזיקה ב-1839 — בהיותו בן עשרים וחמש, ובמוסד שבו נשאר לאורך כל המשך הקריירה שלו.
דרכו המוקדמת עברה דרך אסטרונומיה ולא דרך אופטיקה מעבדתית. בשנת 1842 הוא הלך למצפה הכוכבים של סטוקהולם כדי לרכוש ניסיון תצפיתי מעשי, וב-1843 מונה לשומר מצפה הכוכבים האסטרונומי של אופסלה. השילוב עיצב את כל מה שבא לאחר מכן: הוא היה פיזיקאי שידע כיצד לכוון מכשיר אל השמיים ואסטרונום פעיל שהבין ממה עשוי אור.
המאמר מ-1853
עבודת היסוד שלו, Optiska undersökningar (חקירות אופטיות), הוגשה לאקדמיה של סטוקהולם בפברואר 1853, לאחר שפורסמה תחת שנת הוצאה 1852. בה הוא הדגים כי הניצוץ החשמלי מפיק שני ספקטרומים מוצמדים, אחד השייך למתכת האלקטרודה והשני לגז שדרכו עובר הניצוץ. הפרדת השניים היא הצעד הראשון והחיוני של ניתוח ספקטרלי: היא מבססת את העובדה שספקטרום ניתן לפירוק לתרומות נפרדות של החומרים המייצרים אותו.
התוצאה העמוקה יותר הגיעה מחשיבה ולא ממכשירים. בהתבסס על תורת התהודה של אוילר (Euler), הסיק אונגסטרם כי גז לוהט פולט קרניים זוהרות בעלות אותה יכולת שבירה כשל אלו שהוא מסוגל לבלוע — שחומר פולט בדיוק את אורכי הגל שהוא קולט. זהו העיקרון שהופך את הקווים הכהים בספקטרום השמש לקריאים כחתימות כימיות. הוא ניסח, בשנת 1853, חוק בליעה שיעבור שינוי מסוים וייקרא לאחר מכן על שמו של אדם אחר: חוק קירכהוף לקרינה תרמית.
התעלמות, ואז הכרה
תרומתו, בלשונו הפשוטה של התיעוד, נותרה לא מוכרת במשך מספר שנים. ההכרה הגיעה באיחור ומחוץ לארץ. בשנת 1870 הוא נבחר לחבר חוץ בחברה המלכותית, וב-1872 העניק לו גוף זה את מדליית רמפורד, כאשר אדוארד סבין ציין כי העיקרון שביסס "מזכה אותו להימנות עם מייסדי הספקטרוסקופיה." בשנת 1873 הוא נבחר למכון של צרפת. הוא הצטרף לאקדמיה המלכותית השוודית למדעים זמן רב לפני כן, בשנת 1850.
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →בשנת 1858 ירש את אדולף פרדיננד סוואנברג בראש הקתדרה לפיזיקה באופסלה, ומ-1861 הפנה את תשומת לבו כמעט לחלוטין לספקטרום השמש.
מפת השמש
תוצאת המימן מ-1862 הייתה תלויה בשילוב הספקטרוסקופ עם צילום, מה שאיפשר לקווים להירשם במקום רק להיראות ולשורטט. שש שנים מאוחר יותר, ב-1868, הגיעה יצירת המופת שלו: Recherches sur le spectre solaire (מחקרים על ספקטרום השמש), מפה של ספקטרום השמש התקני המכילה מדידות מפורטות של יותר מאלף קווים ספקטרליים. היא הפכה להפניה הסטנדרטית עבור דור של אסטרונומים.
היא כללה גם טעות שאומרת לא מעט על הקפדנות של העבודה. המדידות שלו היו לא מדויקות בערך בחלק אחד לשבעת אלפים או שמונת אלפים — לא בגלל שהטכניקה שלו הייתה ירודה, אלא משום שסטנדרט המטר שבו השתמש היה קצר במעט מדי. הטעות הייתה בסרגל, לא בעין, וגודלה הוא המדד לדיוקו: שגיאה של חלק אחד לשמונת אלפים היא מה שנחשב כפגם בעבודתו של אונגסטרם.
בשנת 1867 הוא הפך לאדם הראשון שבחן את ספקטרום זוהר הקוטב, וזיהה ומדד את הקו הבהיר האופייני באזור הצהוב-ירוק שלו. הוא טעה בנוגע להשלכה אחת, באמינו שאותו קו מופיע גם באור הזודיאקלי, אך התצפית עצמה פתחה את המחקר הספקטרוסקופי של האטמוספירה העליונה.
מגנטיות וחום
ספקטרוסקופיה לא הייתה עיסוקו היחיד. הוא חקר העברת חום ומגנטיות ארצית, ותיעד תנודות מגנטיות ברחבי שוודיה ב-1852 וב-1853. האקדמיה למדעים של סטוקהולם מסרה לו גם את הנתונים המגנטיים שנאספו במהלך מסעו של ה-HSwMS Eugenie סביב העולם בין 1851 ל-1853, הפחתה שהשלים זמן קצר בלבד לפני מותו — שירות לאומי לא נוצץ ומפרך מסוג זה שבולע קריירות.
מדוע אנדרס נקרא גאון
האיכות היא דיוק שמשולב בהסקה — היכולת לבצע מדידות עדינות מספיק כדי לבסס טיעון, ואז לראות איזה טיעון הן נושאות. שני מהלכים מגדירים אותו. הראשון, ב-1853, היה תיאורטי: הסקה מתורת התהודה של אוילר למסקנה שגז לוהט פולט בדיוק את אורכי הגל שהוא בולע, מה שהופך ספקטרום מסקרנות לטביעת אצבע כימית. השני, משנת 1861 ואילך, היה ביצועי: מדידת אלף קווים של השמש בדיוק רב מספיק כדי שהאטלס המתקבל ימשול בתחום, ושימוש בתוצאה כדי לבסס שכוכב מכיל מימן. הפער בין שני הדברים הללו — רעיון על תהודה, וידיעה ממה עשויה השמש — הוא כל האסטרופיזיקה, והוא חצה אותו.
טיעון הנגד הכן הוא שהוא חולק בקרדיט ועל השאלה הגדולה ביותר הפסיד את מתן השם. חוק קירכהוף נושא את שמו של קירכהוף; הגרסה של אונגסטרם נוסחה תחילה אך שונתה במידת מה לאחר מכן, ועבודתו נותרה ללא תשומת לב במשך שנים בזמן שאחרים בנו על אותה קרקע. הוא לא ייסד שום אסכולה מחשבתית ולא הותיר תיאוריה כללית של חומר וקרינה. האטלס הגדול שלו נשא טעות שיטתית שירש ממטר תקני פגום, ועבודתו על זוהר הקוטב כללה טענה מוטעית בנוגע לאור הזודיאקלי. מה שאינו ניתן לוויכוח הוא פסיקתו של סבין כאשר החברה המלכותית העניקה לו סוף סוף את מדליית רמפורד ב-1872: העיקרון שביסס מזכה אותו להימנות עם מייסדי הספקטרוסקופיה. למדעים שלמים אין מייסדים רבים.
מורשת
הוא נשא לאישה את אוגוסטה בדואר (Augusta Bedoire) ב-1845, בת למשפחת סוחרים מסטוקהולם ממוצא הוגנוטי; בנם קנוט, שנולד ב-1857, הפך לפיזיקאי בתורו. אונגסטרם מת מדלקת קרום המוח באופסלה ב-21 ביוני 1874, בגיל חמישים ותשע, כשהפחתות המגנטיות של ה-Eugenie בקושי הושלמו.
שמו שורד בשלושה מקומות. מכתש על הירח נושא אותו. מעבדת אונגסטרם באוניברסיטת אופסלה, המאכלסת פיזיקה, מתמטיקה, הנדסה, כימיה ופיזיקה של החלל, נושאת אותו. והכי עמיד, האונגסטרם — עשרה מיליארדית המטר, היחידה שבה נמדדים אורכי גל של אור והמרווח בין אטומים במוצקים — נושא אותו לכל מאמר קריסטלוגרפיה וספקטרוסקופיה שנכתב עדיין. אדם שעבודתו הגדולה נהרסה על ידי מטר קצר במעט סיים כיחידת אורך.