Fred Hoyle, beroemd maar omstreden astrofysicus, is overleden.

[Foto: Mark Hurn / Institute of Astronomy, statue of Sir Fred Hoyle / CC BY-SA 2.0]

Fred Hoyle werd geboren op 14 juni 1915 te Bingley in Yorkshire (Groot-Brittannië). Zijn vader was een wol-handelaar. Als kind had Hoyle al belangstelling voor sterrenkunde: op zijn negende kon hij zijn weg vinden tussen de sterren.

Hoyle studeerde wiskunde te Cambridge, waar hij een primus onder de studenten werd. In 1939 maakte hij zijn thesis over quantumelectrodynamica, een domein van de theoretische natuurkunde dat het gedrag van elementaire deeltjes (vooral elektronen) bestudeert. Hoyle raakte echter gefascineerd door het werk van Eddington, Jeans en Hubble, de vaders van de moderne astrofysica, en hij concentreerde zich op de studie van de structuur van sterren.

Steady State

Tijdens de oorlog werkte Hoyle samen met Bondi en Gold aan militaire projecten. Uit discussies tijdens die periode ontstond zijn theorie van de Steady State of het stationair heelal. Die zou hij, samen met Bondi en Gold, blijven verdedigen "tegen" de bekende theorie dat het heelal ontstaan is uit een oerknal of "Big Bang". Hoyle was trouwens de uitvinder van de term "Big Bang", die hij in de vijftiger jaren ironiserend gebruikte tijdens een radio-interview voor de BBC (de naam verloor evenwel al snel zijn ironiserende betekenis).

Hoyle lanceerde de Steady State theorie in 1948. In essentie zegt de theorie dat het heelal er altijd hetzelfde uitziet, in tegenstelling tot wat de Big Bang voorhoudt. Dat betekent dat het heelal geen begin heeft gehad en ook geen einde zal hebben. Om te compenseren voor de kosmologische uitdijing van het heelal, stelde Hoyle dat er voortdurend nieuwe materie tussen de vliedende sterrenstelsels wordt gecreëerd. Een vreemd idee, maar voor Hoyle niet vreemder dan dat alles uit één oeratoom voorkomt, zoals de Big Bang theorie beweert. Deze astronomische discussie had een zekere filosofische achtergrond. De Big Bang kan als een schepping worden beschouwd en werd als theorie het eerst verdedigd door de Belgische priester-astronoom Georges Lemaître en later goedgekeurd door de paus. In de Steady State is het heelal nooit geschapen, het is er altijd geweest. Hoyles geestesgenoot Hermann Bondi was een militante atheïst.

Tijdens de jaren vijftig en het begin van de jaren zestig kon de Steady State theorie nog profiteren van de verwarring rond kosmologische waarnemingen: zowel tellingen van radiobronnen als de afstanden tot allerlei exotische sterrenstelsels waren niet nauwkeurig bekend. Maar midden de jaren zestig werd het duidelijk dat kosmologische waarnemingen niet consistent waren met de ideeën van Hoyle, Bondi en Gold. Alles wees erop dat het heelal vroeger fundamenteel verschilde met zoals het nu is. Het Big Bang model zou snel het meest overtuigende worden voor het ontstaan van het heelal. Hoyle bleef echter steeds de meest hardnekkige criticus van de Big Bang en droeg daarbij indirect bij tot het onderzoek naar het ontstaan van het heelal.

Nog in 2000 publiceerde hij samen met Geoffrey Burbidge en Jayant Narlikar een boek (A different approach to Cosmology: from a static universe through the Big Bang towards reality ­ Een andere benadering van kosmologie: van een statisch heelal via de Big Bang tot de werkelijkheid) waarin hij een compromis tussen de Steady State en de Big Bang voorstelt.

Elementen

Tijdens de jaren vijftig deed Hoyle bijzonder belangrijk onderzoek naar het onstaan van de chemische elementen in sterren. Dit werk culmineerde in een bijzonder lang ­ nu klassiek geworden ­ artikel van Geoffrey en Margaret Burbidge, William Fowler en Fred Hoyle ("B2FH") over "nucleogenese", het ontstaan van elementen via kernreacties - vandaag spreken we van "nucleosynthese". Het B2FH-artikel ontleedt alle mechanismen waardoor in het inwendige van de sterren lichtere elementen worden omgezet in zwaardere. Bij dit monumentale werk was Hoyle de theoreticus van dienst: hij stond in voor de complexe wiskundige modellering van de snelheid van kernreacties. Dit verklaarde waarom bepaalde elementen in het heelal meer of minder voorkomen dan andere. Zo slaagde hij erin te verklaren hoe heliumkernen omgezet worden in koolstofkernen.
Het B2FH-werk leidde uiteindelijk tot het toekennen van de Nobelprijs voor natuurkunde aan William Fowler in 1983, maar niet aan Hoyle, die toen een controversieel figuur was geworden in wetenschappelijke kringen. Zo had hij in 1974 het Nobelprijscomité op de korrel genomen omdat zij de Nobelprijs natuurkunde dat jaar hadden toegekend aan Hewish en Ryle voor de ontdekking van de pulsars, terwijl die eigenlijk ontdekt waren door Jocelyn Bell, een studente van Hewish.

Cambridge

Sinds 1945 was Hoyle verbonden aan de universiteit van Cambridge, als lector en als hoogleraar sterrenkunde. Naast zijn interesse voor kosmologie en nucleosynthese, deed Hoyle nog onderzoek naar de structuur van de Zon, sterrenstelsels en quasars, en ontwierp bij samen met Narlikar, een van zijn studenten en medewerkers, een nieuwe theorie voor de zwaartekracht.
Gedurende de jaren zestig richtte Hoyle te Cambridge het Institute of Theoretical Astronomy op. Hij werd er de eerste directeur van. Jongere leden van het instituut waren Hawking en Rees, die later bijzonder bekend zouden worden. Hoyle leverde ook een belangrijke bijdrage tot het oprichten van het Anglo-Australian Observatory. In 1972, na een conflict over financiering en aanstellingen, ging Hoyle met vervroegd pensioen. Dat jaar werd hij in de adelstand verheven. Sir Fred Hoyle werd vereeuwigd aan de hemel met de planetoïde 8077 Hoyle en met een standbeeld te Cambridge.

Nog meer controverse

Hoyle gebruikte zijn bijzonder originele en spitsvondige geest niet alleen voor sterrenkundige ontdekkingen. Alleen, of dikwijls samen met Chandra Wickramasinghe, professor wiskunde aan het University College van Wales, kwam hij op de proppen met originele maar wilde theorieën over de meest uiteenlopende onderwerpen. Zo schreef hij in de jaren tachtig een boek over Stonehenge, waarin hij naar voren bracht dat dit monument werd gebruikt om zons- en maansverduisteringen te voorspellen. In een latere theorie beweerden Hoyle en Wickramasinghe dat het aardse leven uit het heelal afkomstig was en op Aarde was gekomen via neerstortende kometen. In lijn hiermee beweerden ze in 1990 dat BSE en zelfs griepvirussen door zonneuitbarstingen uit het heelal naar de Aarde werden gedreven en dan uit de stratosfeer ³neerdwarrelden² om de mens te besmetten. In 1986 beweerden ze dat het 160 miljoen jaar oude fossiel van de archeopteryx, de legendarische oervogel en de trots van het British Museum, een vervalsing was, wat hen de woede van de paleontologen op de hals haalde. Op zeker moment verklaarden ze zelfs dat de evolutietheorie van Darwin verkeerd was. Dat betekent uiteraard nog niet dat de man die beweerde dat het heelal geen schepping behoefde een voorstander werd van het creationisme. Hoyle en Wickramasinghe werden zo berucht met hun controverses dat de term ³in tegenstelling tot de ideeën van Hoyle en Wickramasinghe² uitgroeide tot een standaarduitdrukking onder wetenschappers.

Science fiction

De fantasie van Fred Hoyle ging echter verder dan wetenschappelijke inventiviteit. Gespreid over dertig jaar schreef hij enkele succesvolle romans. Zijn meest bekende boek is wellicht October the First is too Late (Eén oktober is te laat), waarin Engeland en Hawaii in het jaar 1966 blijven, de Sovjetunie in de toekomst terechtkomt en het Amerikaanse continent naar de vijftiende eeuw wordt getransporteerd. Een andere bijzonder interessante roman is The Dark Cloud (De donkere wolk) uit 1957, waarin de Aarde terechtkomt in een donkere wolk, die daarenboven intelligent leven blijkt te bevatten. Hoyle schreef ook SF voor televisie en een toneelstuk voor kinderen. Daarnaast publiceerde hij een twintigtal populair-wetenschappelijke boeken, waaronder het bekende Fronteers of Astronomy (De grenzen van de sterrenkunde) uit 1955.

Origineel

Ondanks de controverses die hij veroorzaakte, was Sir Fred Hoyle een van de meest originele sterrenkundigen van de twintigste eeuw. Zijn bijdragen tot het onderzoek van de vorming van de elementen zijn op vandaag ­ na vijftig naar ­ nog steeds niet voorbijgestreefd. Zijn hardnekkige kritiek op onvolledige theorieën en zijn spitsvondigheid en capaciteit om klassieke paden te verlaten en "anders" te denken hebben vele anderen ertoe aangezet om beter na te denken en problemen op te lossen, waardoor Hoyle een bijzonder grote ­ zij het indirecte ­ invloed heeft gehad op zijn tijdgenoten. "Hij leerde mij een belangrijk ding", aldus zijn oud-student John Gribbin, zelf een uitstekend wetenschapper en SF-schrijver: "Het is niet omdat iedereen iets gelooft dat je het moet geloven".

Dit artikel is gebaseerd op een artikel dat verscheen in "Heelal", het maandblad van de Vereniging Voor Sterrenkunde, in oktober 2001.