Det fantes ikke så fint utstyr som i dag til å gjøre undersøkelser med, og det vanskeligste var å studere slikt man ikke kan se, som elektriske bølger og magnetiske felt.
Særlig nordlyset var en stor gåte – hvordan kunne himmelen lyse i grønt og rødt midt på vinteren?
Mange forklaringer
Per Helge Nylund, jobber ved Tromsø Museum og synst Nordlyset er det beste med mørke-tiden. Foto: NRK
Mange hadde prøvd å forklare hvordan nordlyset oppsto – man hadde trodd det var gjenskinn fra sola eller fra vulkanutbrudd, andre mente det var lysende skyer av gass – men ingen visste det sikkert. Kristian Birkeland tenkte at han måtte finne det ut, og forsking om nordlyset ble hans viktigste arbeid for resten av livet.
Første røntgenbilde i Norge
Først studerte han stråler i laboratoriet sitt. Det var katodestråler, og til og med røntgenstråler. Kristian Birkeland var den første i Norge som tok et røntgen-bilde, i 1896. Birkeland oppdaget at katodestrålene forandret retning hvis de kom nær en magnet. De fikk også lufta til å lyse i stripemønstre, og det lignet på nordlys. Jordkloden i seg selv er en stor magnet. Kan hende var det en sammenheng mellom jordmagnetismen, katodestråler fra verdensrommet og nordlyset?
Målte høyden på nordlyset
På Tromsø Museum kan du prøve Kristian Birkelands nordlyseksperiment. Fot:o NRK
Så ville Birkeland finne ut hvor høyt over bakken nordlyset er. Han reiste til Alta i Finnmark, hvor han fikk bygget et observatorium oppe på fjellet Haldde. Der bodde han sammen med noen assistenter hele vinteren 1899-1900. De tok fotografier av nordlyset fra forskjellige steder samtidig, og prøvde å regne ut høyden. Dette eksperimentet ble ikke helt vellykket, men noen år seinere gjorde en av Birkelands assistenter, Carl Størmer, det på nytt og fikk gode resultater. Derfor vet vi at nordlyset vanligvis opptrer mellom 100 og 150 kilometer over bakken.
Kunstig verdensrom
Birkeland med sitt kunstige verdensrom. Foto: Norsk Hydro
Birkeland bestemte seg for å gjøre noe helt nytt: Han ville lage et kunstig ”verdensrom”, og se om han kunne lage nordlys inne i det. Han bygget en solid metallkasse med glassvegger, den likner litt på et akvarium – uten vann eller fisker. I stedet er det en metallkule inni kassen, og inni metallkula er det en magnet. Når Birkeland pumpet lufta ut av kassen, ble det akkurat som en mini-verdensrom med en mini-jordklode. Birkeland sendte elektrisk strøm gjennom kassen, og da dukket det opp mini-nordlys rundt mini-jordkloden. Nå visste Birkeland at nordlyset hadde med elektro-magnetiske krefter å gjøre, og at det oppstår i veldig tynn gass, helt i ytterkanten av jordas atmosfære. Birkeland laget flere slike mini-verdensrom. Ett av dem er på Norsk Teknisk Museum i Oslo, og på Tromsø Museum kan du se en kopi, som du selv kan lage mini-nordlys i.
Forut for sin tid
Birkeland brukte terellaen til å studere andre himmelfenomen enn nordlyset. Her har han fått til planeten Saturns ringer. Foto: Norsk Hydro
Kristian Birkeland forklarte hvordan nord-lyset blir til. Teorien hans sier at nordlyset dannes fordi elektron-stråler fra sola suges inn mot jorda og får atmosfæren til å lyse opp i ringer rundt de magnetiske polene. Dessverre var det ikke så mange som var interessert i hans forskning mens han levde. Først mange år seinere, på 1960-tallet, klarte moderne fysikere å bevise at Birkelands teori om nordlyset var helt riktig.
Også oppfinner
For å skaffe penger til å drive forskingen sin om nordlyset, gjorde Kristian Birkeland oppfinnelser som han kunne selge. Han fant opp et røntgenapparat og et stråleteppe som kunne brukes på sykehus, et mekanisk høreapparat, kaviar av torskerogn, radiotelefon, elektriske brytere og mye annet nyttig.
Kanon ble til Norsk Hydro
Birkeland drev også med annen forskning, han fant ut hvordan man kunne lage kunstgjødsel av luft! Foto: Norsk Hydro.
Kristian Birkeland ville også lage en lydløs elektromagnetisk kanon til bruk for det militære, men den ble mislykket. Da han skulle demonstrere kanonen, kortsluttet den. Et blått lyn kom ut av munningen, og det hørtes et kjempesmell! Men Birkeland ga seg ikke. Han brukte i stedet kanonen i sin aller viktigste oppfinnelse: Metoden for å framstille kunstgjødsel. Ved hjelp av de elektriske utladningene fra kanonen kunne Birkeland lage salpeter, som bøndene kan gjødsle jorda med. Sammen med foretningsmannen Sam Eyde startet Birkeland en fabrikk som skulle lage kunstgjødsel. De kalte den Norsk Hydro, og den finnes ennå (og i dag gjør den mye mer enn bare å lage kunstgjødsel).
Døde før han fikk Nobelprisen
Birkeland gjorde reiser til Egypt og til Japan for å forske. På en av disse reisene, i 1917, døde han plutselig. Vennene hans hjemme i Norge hadde forslått at Birkeland skulle få Nobelprisen i fysikk. Hvis han ikke hadde dødd så plutselig, ville han antakelig ha fått den. I dag kan du se Kristian Birkeland ofte – for det er bilde av ham på 200-kroner-seddelen. Han har små, runde briller og en stor bart. Neste gang du ser ham på pengeseddelen, kan du tenke på at det var han som løste nordlysets gåte!
Du kan lese mer om Kristian Birkeland på Internett: Birkeland
Det finnes også en stor bok om Birkeland. Den heter
”Nordlysets gåte: Beretningen om Kristian Birkeland
– pioneren som ofret alt i vitenskapens tjeneste” og er skrevet av Lucy Jago. Spør på biblioteket, så får du låne den.
Sendes i Newton søndag 19. desember 2004 kl 18.30 på NRK1.