Artikkel

Kristian Birkeland: Verdens første romforsker

Nordlys

Kristian Birkeland: Verdens første romforsker

Når Kristian Birkeland holdt sine foredrag i Videnskaps-Akademiet ”om verdeners tilblivelse”, satt kongen og regjeringen på første rad. Han sto bak norgeshistoriens viktigste patent, og ble nominert til nobelprisen i fysikk og kjemi åtte ganger.

I år er det 100 år siden Kristian Birkeland døde, et halvt år før han skulle blitt 50 år. Går det an å få noe tak på hvordan Birkelands liv var? Vi forsøkte – sammen med Alv Egeland, Birkelands biograf og selv professor på samme fagfelt.

Egeland fyller 85 i år og har naturlig nok ikke møtt Birkeland selv, men han har hatt mange samtaler med Birkelands nære medarbeider og assistent Olaf Devik (1886-1986) – mest kjent som ekspedisjonssjef i Kirke- og undervisningsdepartementet.

Vi tar T-banen til Oslo sentrum, for vi skal tilbake til tiden før universitetet begynte å bygge på Blindern. Da Birkeland startet sine studier ved Det Kongelige Frederiks Universitet i Christiania i 1885, ble i overkant av 100 studenter immatrikulert. Til sammenlikning fikk 11.000 tilbud om studieplass ved UiO i fjor.

Grunnla norsk fysikkforskning

Noen forskning i fysikk drev universitetet knapt - universitetets hovedoppgave var å utdanne de embetsmennene landet trengte - selv om universitetet var i omstilling til forskningsuniversitet på denne tida.

Kristian Birkeland på Universitetsplassen
Kristian Birkeland fotografert med "spionkamera" på Universitetsplassen av sin assistent Carl Størmer.

— Kristian Birkeland ble grunnlegger av norsk fysikkforskning, forteller Alv Egeland.

Birkeland var glødende interessert i den aller nyeste fysikken, og moderne fysikk på hans tid, det var elektromagnetisme, selv om det sto lite om det i pensumbøkene.

Maxwells likninger, som beskriver elektromagnetismen teoretisk, stammer fra 1865, og det ble gjort mange oppdagelser mot slutten av 1800-tallet, blant annet påviste Heinrich Hertz radiobølger i 1897.

— Allerede før han ble ansatt ved universitetet, fikk han lov til å bruke kjelleren i Domus Biblioteca, universitetsbygningen nærmest Slottet i Oslo, forteller Egeland. Her gjentok han Hertz’ eksperimenter med elektromagnetisme og startet ødeleggelsen av helsa i det dårlige arbeidsmiljøet.

For å studere moderne fysikk måtte Birkeland til utlandet. Han satte kursen mot Paris og den berømte matematikeren og fysikeren Henri Poincaré.

Senere dro han blant annet til Genève og til Hertz i Bonn, hvor han fikk god kontakt med Hertz’ assistent, den senere nobelprisvinneren Lenard. Både Poincaré og Lenard ble tildelt æresdoktorat ved Universitetet i Oslo.

Etterhvert var Birkeland tett på forskningsfronten: Han gjorde eksperimenter med røntgenstråler samtidig som Wilhelm Röntgen, og mange mener han burde hatt deler av æren for oppdagelsen av elektronet. Den oppdagelsen ble kreditert J.J. Thompson, som refererer til Birkeland i sin artikkel.

LES OGSÅ: Feiringen av Birkeland er igang - Tokyo var først ute

Våpendemonstrasjon i finstua

Fra Universitetsplassen går vi inn i bygningen til høyre, Domus Academica, og finner Gamle Festsal, med dekormaling og lysekroner. Stortinget holdt hus her fram til 1866, og salen brukes fremdeles til disputaser og foredrag.

I dette ærverdige lokalet skulle Kristian Birkeland i 1903 av alle ting demonstrere en kanon som kunne skyte med elektrisitet istedenfor krutt.

Oppfinnelsen hadde vakt stor oppsikt, og Egeland forteller i sin foreløpig ikke utgitte biografi over Birkeland:

Statsråd Gunnar Knudsen informerte kong Oscar II i 1902 om oppfinnelsen. Etter at kongen var blitt orientert og hadde også vært til stede ved en prøveskyting, spurte han hvor langt en slik kanon ville kunne skyte. Birkeland forteller at den kan skyte så langt som fra Kristiania til Stockholm, svarte Knudsen. Men så føyde han raskt til, da han så hvor alvorlig kongen ble: -og han sier at det går an å skyte helt fra Stockholm til St. Petersburg. Da lyste Majesteten opp!

En egen generator var hentet inn for anledningen. To statsråder satt i salen: forsvarsminister Georg Stang og landbruksminister Gunnar Knudsen – i tillegg til representanter fra våpenindustrien. Fridjof Nansen satte seg innenfor sperringene, for han ville se kula komme ut av kanonen.

Bill Gates i Gamle festsal
Gamle festsal da Bill Gates besøkte UiO. Birkelands kanon skimtes bak til venstre i bildet. Foto: Anders Lien/UiO

Birkeland har selv fortalt hvordan demonstrasjonen gikk:

"Det ble i ett glimt et øredøvende og fresende spetakkel. Flammene sto langt ut av munningen … Det var det mest dramatiske øyeblikk i mitt liv – med det ene skudd skjøt jeg mine aksjer fra 300 til null".

— Han hadde fått en kortslutning på ca 10.000 ampère, sier Egeland.

Interessert i forskningsnyheter om realfag og teknologi? Abonner på vårt ukentlige nyhetsbrev(link is external) eller følg oss på Facebook.

Våpen til plogjern

Selv om kanondemonstrasjonen ble en fiasko, skulle den bli svært viktig for Birkeland, Norge og verden. Birkeland mente kortslutningen måtte kunne brukes til noe, og sammen med Sam Eyde kom han fram til en metode for å lage kunstgjødsel.

Oppfinnelsen regnes som Norges viktigste, og sammen etablerte Birkeland og Eyde Norsk Hydro.

Kunstgjødsel på vei til jordet i Ghana
Birkelands oppfinnelse holder to milliarder mennesker i live, ifølge Bill Gates. Her fra Ghana. Foto: Yara

Kunstgjødselproduksjonen ble skilt ut fra Norsk Hydro som Yara i 2004. Yara er i dag Norges tredje største selskap, med 15.000 ansatte over hele verden, omsetning på 112 milliarder kroner i året og salg til 150 av verdens 200 land.

— Da Bill Gates besøkte oss for et par år siden, var han svært opptatt av Birkeland og hans elektromagnetiske kanon. «Sørg for at Birkelands kanon er utstilt i Gamle Festsal når jeg kommer til debatt», var Gates’ klare beskjed til meg, forteller UiOs rektor Ole Petter Ottersen i bloggen sin.

Så hvorfor var investoren og filantropen Bill Gates så opptatt av Birkeland og hans kanon? Ottersen fortsetter:

— I vår korte samtale i forkant av debatten kom den korte begrunnelsen: «Kanonen er selve symbolet på kunstgjødselen – og kunstgjødselen gjorde at verden kunne brødføs».

Ifølge Gates ville to milliarder mennesker ikke vært i live i dag om det ikke var for kunstgjødsel.

LES OGSÅ: 110 år siden kunstgjødseleventyret begynte: – Fremtidens bonde lager kunstgjødsel hjemme på gården

Grunnforsker i sitt hjerte

Det er ingen tvil om at Birkeland var en begavet teknolog og en stor innovatør. Han hadde 61 patenter, blant dem elektronkanonen som ble til Norsk Hydro. Men det var grunnleggende forskning som lå hjertet hans nærmest.

— Industriforskning var viktig for å skaffe penger til grunnforskningen, sier Alv Egeland. Som dagens forskere søkte også Birkeland om forskningsmidler og fikk avslag.

I de første årene etter 1901 brukte han nesten all tid på anvendt forskning. Etterhvert tjente han fire ganger så mye på Norsk Hydro som han fikk i professorlønn.

Pengene brukte han blant annet til investeringer i en ny lab og i laboratorieutstyr. Universitetets rektor fra 1907,  Waldemar Brøgger, uttalte:

"Vor vitenskapelige forskning har i løpet af nogle få år indbragt landet mer end Universitetet har kostet Nationen fra dets Stiftelse til denne Dag."

Kunne se Ibsen fra vinduet

Fra Universitetsplassen går vi opp Aulatrappa på midtbygningen, Domus Media, og tar inn korridoren til venstre. Bak det første vinduet hadde Birkeland sitt kontor. Hvordan var utsikten da han tittet ut av vinduet? Herfra kunne han se Henrik Ibsen på sine daglige vandringer til Grand Café.

Alv Egeland på Birkelands kontor
Alv Egeland på Birkelands kontor. Foto: Hilde Lynnebakken/UiO

Birkeland kjente godt til Ibsen og var på teater i Leipzig da Lille Eyolf ble oppført i 1894. Egeland forteller i Birkeland-biografien en historie fra A. Stubhaug:

"Da teppet gikk opp for tredje akt og ingeniør Borholm skulle heise det norske flagget, heiste han istedet et svensk flagg med unionsmerke. Birkeland var da blitt så irritert at han reiste seg fra sin plass i parkett og ropte: Es ist ein Skandale! Eine Schwedische Flagge! Und Sie sollen ein Norweger sein! – og De skal være norsk!"

Nordlys og keiserinnedrap

— Hva var det viktigste han gjorde som forsker?

— Utvilsomt nordlysforskningen, sier Egeland. Birkeland var den første som foreslo at nordlyset skyldes partikler fra sola. Det gjorde han faktisk i en populærvitenskapelig artikkel i VG 16. september 1898: «Solpletter og Nordlys. Et bud fra Solen.»

Birkeland-portrett på 200 kr-seddel
Birkelands nordlysforskning er tema for 200-kronerseddelen. Pål Brekke ved Norsk romsenter har skrevet om forskningshistorien og om seddelen i artikkelen Norges bank slukker nordlyset. (link is external) (link is external)Foto: Katrine Lunke, Norges Bank

Egeland forteller at bakgrunnen for Birkelands artikkel var et avisoppslag om store solflekker som var blitt sett fra observatoriet i Paris 8. og 9. september 1898. To dager senere ble sterkt nordlys sett over store deler av Europa. Mange ble redde fordi «glorien av himmellyset» falt sammen med drapet på keiserinne Elisabeth av Østerrike-Ungarn den 10. september.

Artikkelen vakte stor oppmerksomhet, både i Norge og internasjonalt.

Men at nordlyset skyldtes sola, var en kontroversiell tanke. Særlig fra Royal Society i London, verdens vitenskapelige sentrum på den tida, fikk han motbør. Vitenskapens grand old man, Lord Kelvin, mente sola ikke kunne være kilden til nordlys ettersom «verdensrommet er tomt».

— Da jeg var hovedfagsstudent, var pensum i romforskning hovedsakelig basert på engelske forskningsresultater, forteller Egeland.

Og der var ikke Birkelands teorier viktige. Det var først med romalderen og satellittmålinger at forskningen hans ble bekreftet, og de elektriske strømmene han hadde sett for seg i atmosfæren fikk navnet Birkelandstrømmer i 1967.

LES OGSÅ: Slik markeres Birkeland-jubileet

Døde på vei hjem

Kristian Birkeland døde i Tokyo 15. juni 1917. Men hvordan havnet han der?

— Han var på vei hjem fra Egypt for å feire 50-årsdagen sin i Kristiania, men siden det var krig, reiste han via Asia, forteller Egeland.

De siste årene var Birkeland opptatt av å forske på zodiakallyset, et svakt lys som best kan ses i tørre områder nær ekvator. Han oppholdt seg derfor i Sudan og Egypt.

Akkurat hva Birkeland døde av, er ikke klart. Han hadde dårlig helse, og en rekke symptomer kan stemme med at han var blitt kvikksølvforgiftet i laboratoriet eller med nitrogenoksider, NOx, som han ble utsatt for i store mengder ved etableringen av Norsk Hydro.

De siste dagene i Tokyo vet vi at han hadde tatt mange sovetabletter. Offisielt var dødsårsaken hjertestans.

Kristian Birkeland ble kremert i Tokyo, og asken ble ført hjem til Vestre Gravlund i Oslo. På gravstenen hans står inskripsjonen:

Han bandt luftens kvelstoff
i den elektromagnetiske lysbue.
Han utfordret nordlysets natur,
solens elektriske stråling
og jordens magnetiske felt.

Kontakt:

Alv Egeland, professor emeritus

Les vår serie om gründere fra Universitetet i Oslo, "I Birkelands fotspor"

Mer på Titan.uio.no:

Se film om hvordan nordlyset blir til:

 

Skriv ny kommentar

Verifiser deg (din epost-adresse vil ikke bli vist offentlig)

Les også

internett, dekning, Asia

Gjør informasjon gratis med forenklet internett

Tilpasset internett der folk har dårlig råd eller det ikke finnes i dag, skal bidra til bedre helse, utdanning og økonomi.

Som gjesteland på G20-toppmøtet må Norge bidra til å endre verden, skrev st

Kelner, det er en partikkel i kvantefeltet mitt!?

Kelner, det er en partikkel i kvantefeltet mitt!?

- Partikkelfysikk ligner på et hvilket som helst annet yrke. Du går på jobb, du drikker kaffe, og du har dataproblemer. Sånn forklarer Anders Kvellestad jobben sin - på den enkleste måten. Men han kan også gi en litt grundigere innføring i partikkelfysikk og kvantefeltteori.