Pieter C. van der Kruit
Jacobus Cornelius Kapteyn
In mei 1922 werd in Rome de eerste vergadering gehouden van de International Astronomical Union
(I.A.U.), een van de eerste van zulke disciplinaire wetenschappelijke
organisaties. De Franse astronoom Baillaud, die de conferentie voorzat,
hield een openingstoespraak waarin hij de drie belangrijkste zaken de
revue liet passeren die in zijn vijftig jaar van actieve
wetenschapsbeoefening een revolutie teweeg hadden gebracht in de
astronomie. Ook nu nog zijn - na bijna een eeuw - in onze ogen twee
daarvan voor de hand liggend, namelijk de uitvinding van de fotografie
en de bouw van reuzentelescopen, met als klap op de vuurpijl de kort
daarvoor geopende 100-inch telescoop op de bergtop Mount Wilson bij Los
Angeles. Als derde noemde Baillaud het Sterrenkundig Laboratorium van
Kapteyn in Groningen.
Kapteyn, die leefde van 1851 tot 1922, was zeker bij deze bijeenkomst
aanwezig geweest, als zijn gezondheid hem er niet van had weerhouden.
Hij overleed een maand later, maar op zijn sterfbed had hij zich nog
beziggehouden met de voorbereidingen. In zijn tijd een van de meest
vooraanstaande astronomen ter wereld, is hij thans bijna vergeten. De
Amerikaanse astronoom-historicus Owen Gingerich ging onlangs na in
hoeverre Kapteyn wordt genoemd in studieboeken voor beginnende
studenten in de sterrenkunde aan Amerikaanse universiteiten. Weliswaar
wordt de Nederlander genoemd in zeven van de tien introductory textbooks
die Gingerich bekeek, maar in alle gevallen werd hij alleen genoemd als
de tegenpool van de Amerikaanse astronoom Harlow Shapley, die de basis
legde voor ons moderne begrip van de structuur van ons Melkwegstelsel.
Kapteyns model voor de verdeling van de sterren in de ruimte, na
jarenlang zwoegen opgesteld aan de hand van tellingen van sterren over
de gehele hemel, bleek onjuist en Shapley had het in grote lijnen bij
het rechte eind. Kapteyns model bleek een veel te kleine afmeting te
geven, omdat er absorptie van sterlicht is als gevolg van stof in de
ruimte tussen die sterren. Ironisch genoeg precies de grote zorg van
Kapteyn, die jarenlang had gezocht naar aanwijzingen ervoor, omdat hij
besefte dat het de bijl aan de wortel van zijn levenswerk zou kunnen
zijn. Alhoewel jonge astronomen nu over de gehele wereld leren dat
Kapteyns model incorrect was, zijn slechts weinigen van hen bekend met
zijn publicaties over het zoeken naar aanwijzingen voor de aanwezigheid
van deze interstellaire absorptie, laat staan met zijn andere
verdiensten.
Leidende positie
En toch zijn er voor zijn historische betekenis nog wel andere
aanwijzingen dan de uitspraak van Baillaud. Was hij niet in staat
gebleken om praktisch de gehele astronomische wereld te mobiliseren
voor een project, bekend als het Plan of Selected Areas,
waarbij in zorgvuldig gekozen gebieden een census zou worden gemaakt
van de sterren tot zo zwak als praktisch mogelijk was? En was hij niet
vanuit een uiterst nadelige positie uitgegroeid tot een vertrouweling
van George Ellery Hale, de bouwer van de reuzentelescopen in de
Verenigde Staten, en tot een zeer geziene jaarlijkse gast (en dan ook
nog als betaalde research associate) op de Mount Wilson
Sterrenwacht in Californië? Voor Nederland geldt dan nog in het
bijzonder dat Kapteyn door zijn persoonlijkheid, vasthoudendheid en
visie de basis legde voor de leidende positie die ons land sinds zijn
tijd in de astronomie wereldwijd heeft bekleed. En dat terwijl hij
begon toen er in Groningen geen astronomische traditie bestond.
Er zijn zeker factoren aan te wijzen die de behandeling van Kapteyn in
de Amerikaanse handboeken verklaarbaar maken. Zo werd zijn kort voor
zijn dood verschenen First attempt at a theory of the arrangement of motions of the Sidereal System
eigenlijk daarvóór al tegengesproken door Shapleys werk aan de
zogenoemde bolvormige sterrenhopen, dat een veel groter schaal voor het
Melkwegstelsel aangaf dan Kapteyns aanpak kon geven. Hij kreeg nooit de
kans zijn levenswerk in die context te zetten. In zijn nadeel werkte
vervolgens ook dat de focus van astronomisch onderzoek verschoof van
het zorgvuldig tellen en catalogiseren van sterren in Europa in
zogenaamde Durchmusterungen, naar de fascinerende ontdekkingen
met de reuzentelescopen in de Verenigde Staten, gecombineerd met het
‘God’s own country’-syndroom van de Amerikaanse maatschappij. Maar deze
factoren mogen toch het zicht op de rol van Kapteyn in de nationale en
internationale ontwikkeling van de astronomie niet belemmeren.
‘Two star streams’
Zoals al even aangestipt ging Kapteyns pad aanvankelijk niet over
rozen. Als direct gevolg van de wet op het hoger onderwijs van 1876,
waarbij werd bepaald dat de drie door de overheid gefinancierde
universiteiten te Groningen, Leiden en Utrecht elk een leerstoel in de
astronomie zouden hebben, werd hij in 1978 op zevenentwintigjarige
leeftijd benoemd tot hoogleraar sterrenkunde en theoretische mechanica
in Groningen. Maar in die stad was geen sterrenwacht en de universiteit
was zelfs niet in staat om haar astronoom fondsen van enige betekenis
te bieden voor wetenschappelijk onderzoek. Kapteyn nam echter het heft
in eigen handen en besloot om een deal te sluiten met zijn uiteindelijk
levenslange vriend Sir David Gill in Kaapstad. Gill was onder de indruk
geraakt van de mogelijkheden van de fotografische plaat om sterren te
tellen en te catalogiseren. Hij zou zijn platen naar Groningen sturen,
waar die dan door Kapteyn werden uitgemeten. Uiteindelijk resulteerde
dit in de Cape Photographic Durchmusterung,
die in drie delen werd gepubliceerd met het laatste deel in 1900,
wellicht symbolisch precies het laatste jaar van de negentiende eeuw.
Dertien jaar slavenarbeid, het gedetailleerd uitmeten van de platen,
brachten Kapteyn zo dan eindelijk internationale erkenning.
Een volgende stap was zijn ontdekking van systematische bewegingen van
de sterren in de omgeving van de zon. Deze ontdekking, door hem
aangeduid als ‘two star streams’ en openbaar gemaakt op een groot
astronomisch congres tijdens de St. Louis International Exposition
in 1904, verbaasde de hele astronomische wereld. Alhoewel de
uiteindelijk correcte interpretatie later door Karl Schwarzschild en
niet door Kapteyn zelf werd gegeven, geldt dit nog steeds als een van
de grootste ontdekkingen aan het begin van de twintigste eeuw. Kapteyn
ontwikkelde methoden om tellingen van sterren aan de hemel van
verschillende schijnbare helderheden te interpreteren als een
ruimtelijke verdeling. Daartoe onderzocht hij de systematische
eigenschappen van sterren, die bij schattingen van afstanden behulpzaam
konden zijn en stelde hij een methode op om uit de gemiddelde
bewegingen van sterren statistische afstanden te bepalen (de zogenaamde
‘seculaire parallax’). En ook was hij de eerste die de bewegingen en de
verdeling van de sterren in de ruimte met elkaar in verband bracht in
de vorm van een consistent dynamisch model, waarmee hij de basis legde
voor de studie van de dynamica van ons Melkweg-stelsel. Hiermee
gewapend kon hij een eerste bepaling doen van de gemiddelde dichtheid
van de materie in de omgeving van de zon, een aanpak die later door
zijn leerling Jan Hendrik Oort werd verbeterd. Dit wetenschappelijk
werk alleen al maakte Kapteyn tot een van de meest vooraanstaande
astronomen van zijn tijd.
Angelsaksische oriëntatie
De blijvende bijdragen van Kapteyn zijn echter te vinden op andere
terreinen, hoewel ze mogelijk werden gemaakt door zijn
wetenschappelijke reputatie. In de eerste plaats geldt dit voor zijn
eerder genoemde Plan of Selected Areas.
Kapteyn realiseerde zich dat verdere vooruitgang alleen mogelijk was
door een gecoördineerde inspanning van de belangrijkste sterrenwachten
over de gehele wereld om in zorgvuldig gekozen gebieden, verdeeld over
de hele hemel, tellingen en metingen van andere eigenschappen van
sterren te doen tot zo zwak als met de vigerende technieken mogelijk
was. De steun van George Ellery Hale heeft daartoe ongetwijfeld
essentieel bijgedragen. Kapteyns in 1906 gepubliceerde plan, dat na
zorgvuldige voorbereiding werd gesteund door de directeuren van in
feite alle vooraanstaande sterrenwachten ter wereld, omvatte het
bepalen van de helderheden van zo’n tweehonderdduizend sterren in die Selected Areas,
en daarnaast voor de helderste helft daarvan ook nog eens de beweging
aan de hemel, de snelheid ten opzichte van ons en de soort (het
‘spectraal type’). Veel van de daarvoor benodigde fotografische platen
werden uitgemeten op Kapteyns Astronomical Laboratory (door hem omschreven als een ‘sterrenwacht zonder telescopen’). Het Plan of Selected Areas kan gelden als een van de eerste voorbeelden van internationale wetenschappelijke projecten.
Kapteyn liep ook voorop op een ander gebied. In zijn tijd stond de
Duitse wetenschap model voor de academische wereld. Internationale
congressen werden over het algemeen in het Duits gehouden, terwijl
Duits ook over het algemeen de taal was waarin internationaal werd
gepubliceerd. Kapteyn toonde vanaf vroeg in zijn wetenschappelijke
carrière een meer Angelsaksische oriëntatie. Dit opmerkelijke feit zou
zeker eens onderwerp dienen te zijn van meer diepgaand onderzoek.
Het is niet overdreven te stellen dat Kapteyn de vader is van de
Nederlandse sterrenkunde die in de twintigste eeuw tot zo’n grote bloei
kwam. Toen hij begon als hoogleraar in Groningen was de Nederlandse
astronomie internationaal vrij onbetekenend. Er waren twee
sterrenwachten, te Leiden en Utrecht, die waren gewikkeld in een
onderlinge machtsstrijd, maar wel samen de oprichting van een
sterrenwacht in Groningen voor Kapteyn blokkeerden. Als resultaat van
Kapteyns internationale contacten en oriëntatie op de Verenigde Staten
kwam er een beweging op gang voor (jonge) Nederlandse astronomen om
bezoeken te brengen aan Amerikaanse sterrenwachten of zelfs om daar een
carrière na te streven. In de meeste andere wetenschapsgebieden is die
trend veel later op gang gekomen.
Kapteyns betekenis voor de Nederlandse astronomie is ook af te meten
aan de kwaliteit van zijn promovendi. Tot hen behoorden Willem de
Sitter (later directeur van de Leidse Sterrenwacht) en zijn opvolger
Pieter van Rhijn, Jan Hendrik Oort, Peter van de Kamp, Bart Jan Bok en
Adriaan van Maanen, die allen belangrijke rollen speelden in de
Amerikaanse of Nederlandse astronomie. Onlangs werd in Leiden een
symposium gehouden ter gelegenheid van de honderdste geboortedag van
Nederlands grootste astronoom, Jan Hendrik Oort. Tijdens dit symposium
werd een voordracht verzorgd door de nestor van de Nederlandse
astronomie, Adriaan Blaauw, de derde directeur van het Sterrenkundig
Laboratorium ‘Kapteyn’. Blaauw merkte op dat voor Oort gold dat zijn
eerste prioriteit de Leidse astronomie was, de tweede de internationale
sterrenkunde en pas op de derde plaats de Nederlandse. Oort beschouwde
zich altijd als een leerling van Kapteyn, maar in dit opzicht
verschilde hij van zijn leermeester. Uit wat we van Kapteyn weten komt
eerder het beeld naar voren dat zijn eerste prioriteit de
internationale sterrenkunde was, de tweede de Nederlandse en pas de
derde de Groningse.
Biografie
Van Kapteyn is nooit een kritische biografie verschenen. Zijn dochter
Henriëtta schreef de ontroerende maar zeer gekleurde biografie Leven en werken van J.C. Kapteyn
(1928). Dit werk is ook toegankelijk voor een internationaal publiek,
want een Engelse vertaling van de Amerikaanse historicus E.R. Paul werd
uitgegeven door Kluwer Academic Publishers. Maar helaas is deze
vertaling zeer onbetrouwbaar. Kapteyns leerling Willem de Sitter, later
directeur van de Leidse Sterrenwacht, en de historicus Johan Huizinga
(de familie Huizinga was goed bevriend met Kapteyn) zijn zeker van plan
geweest een biografie te schrijven. Waarschijnlijk ter voorbereiding
daarvan is een groot deel van Kapteyns archief, met name de hele
correspondentie behalve die met David Gill, door hen verzameld en naar
het westen van het land getransporteerd. De biografie is echter nooit
geschreven en de verzamelde correspondentie is verloren gegaan,
waarschijnlijk vernietigd bij het bombardement van Rotterdam in 1940.
Gelukkig zijn we er onlangs in geslaagd om via een inventaris van
archieven over de hele wereld en fotokopieën het Kapteyn-archief weer
grotendeels compleet te maken.
Misschien is nu de tijd rijp voor een kritische biografie. In die
richting wijst ook het symposium ‘The Legacy of J.C. Kapteyn’ dat
tijdens de viering van het 385-jarig bestaan van de Rijksuniversiteit
Groningen in 1999 werd gehouden. Internationaal vooraanstaande
historici van de natuurwetenschappen en historisch geïnteresseerde
astronomen hebben bij die gelegenheid de invloed van Kapteyn belicht.
De proceedings van dat symposium zijn onlangs gepubliceerd door Kluwer Academic Publishers onder de titel The Legacy of J.C. Kapteyn: Studies on Kapteyn and the Development of Modern Astronomy
onder redactie van P.C. van der Kruit en K. van Berkel. Van de
inzichten van deskundigen zoals die op het symposium zijn
gepresenteerd, heb ik in het bovenstaande vrijelijk gebruikgemaakt.
Pieter C. van der Kruit is wetenschappelijk directeur van het Kapteyn Instituut van de Rijksuniversiteit Groningen.