Γκρότε Ρέμπερ

Τα πρώτα χρόνια

Ο Ρέμπερ γεννήθηκε στο Χουέτον (Wheaton) του Ιλινόι, ένα προάστιο του Σικάγου και απεφοίτησε από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας Armour (το σημερινό Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Ιλινόι) το 1933 με πτυχίο ηλεκτρολόγου μηχανικού. Στη συνέχεια εργάσθηκε για διάφορους κατασκευαστές ραδιοφωνικού εξοπλισμού στο Σικάγο (ως το 1947), ενώ ταυτόχρονα ήταν ραδιοερασιτέχνης.
Μαθαίνοντας για τη δουλειά του Καρλ Τζάνσκι το 1933, ο Ρέμπερ αποφάσισε ότι σε αυτό το πεδίο ήθελε να εργασθεί και έκανε αίτηση στα εργαστήρια της «Bell», όπου δούλευε τότε ο Τζάνσκι. Ωστόσο ήταν η περίοδος της μεγάλης οικονομικής ύφεσης και δεν υπήρχαν ελεύθερες θέσεις εργασίας εκεί.

Οι πρώτοι πειραματισμοί

Το καλοκαίρι του 1937 ο Ρέμπερ έχοντας διαβάσει τα άρθρα του Τζάνσκι, αποφασίζει να προσπαθήσει να συλλάβει τα ραδιοσήματα που εξέπεμπε ο Γαλαξίας μας σαν ένα ερασιτεχνικό πείραμα. Αντιλαμβανόμενος ότι χρειαζόταν ειδικό εξοπλισμό, πήρε την απόφαση να σχεδιάσει κάτι που είχε ήδη προταθεί από τον Τζάνσκι: μια παραβολική ανακλαστική κεραία σε σχήμα δίσκου. Όπως ακριβώς το κοίλο κάτοπτρο ενός κατοπτρικού τηλεσκοπίου ανακλά και συγκεντρώνει τα κύματα του φωτός σε μια εστία στον κεντρικό του άξονα, έτσι και ο ανακλαστήρας του Ρέμπερ θα ανακλούσε με τη μεταλλική του επιφάνεια τα ραδιοκύματα από μια ορισμένη διεύθυνση και θα τα συγκέντρωνε σε μια μικρή ραδιοφωνική κεραία στο κέντρο, η οποία με τη σειρά της θα τροφοδοτούσε ένα δέκτη. Χωρίς να το συνειδητοποιεί, ο Ρέμπερ σχεδίαζε αυτό που με το σχήμα του (η ακριβής ονομασία είναι παραβολοειδές εκ περιστροφής) έμελλε να προσδώσει σε όλα τα σύγχρονα ραδιοτηλεσκόπια τη χαρακτηριστική τους μορφή, και να γίνει μάλιστα κατά την τελευταία εικοσαετία γνώρισμα της συνηθισμένης εικόνας των πόλεων, στη μικρή του κλίμακα, με τις σε σχήμα «πιάτου» κεραίες για τη λήψη των εκπομπών της δορυφορικής τηλεόρασης.
Αφού ολοκλήρωσε τη σχεδίαση, ο νεαρός μηχανικός ζήτησε μια εκτίμηση κόστους από μια εταιρία κατασκευής γεφυρών. Η τιμή τους (7.000 δολάρια της εποχής εκείνης) ήταν υπερβολική για κάποιον που μόλις ξεκινούσε τη σταδιοδρομία του, κι έτσι ο Ρέμπερ αποφάσισε να κατασκευάσει ο ίδιος τον δίσκο του. Με τη βοήθεια δύο ανδρών ύψωσε ένα παράδοξο στην όψη κατασκεύασμα στην αυλή του σπιτιού του, στο Χουέτον. Το κάτοπτρο είχε διάμετρο 9,45 μέτρα και εστιακή απόσταση 6,1 μέτρα. Συναρμολογημένο από 45 τεμάχια γαλβανισμένου μεταλλικού φύλλου, ήταν βιδωμένο σε 72 απλωμένα ακτινικά ξύλινα δοκάρια κομμένα σε παραβολικό σχήμα. Το πρότυπο αυτό ραδιοτηλεσκόπιο αποτελούσε ένα μεσημβρινό αστρονομικό όργανο, δηλαδή μπορούσε να στραφεί μόνο κατά τη διεύθυνση βορρά-νότου. Όταν έβρεχε, συγκέντρωνε αρκετό νερό το οποίο στράγγιζε από το μικρό άνοιγμα στο κέντρο. Αυτό οδήγησε μερικούς γείτονες στη σκέψη ότι το περίεργο μηχάνημα αποσκοπούσε στον έλεγχο του καιρού, ενώ όταν ένα αεροπλάνο παρουσίασε μηχανικό πρόβλημα πάνω από την κεραία υπήρξε η υπόνοια ότι ήταν μυστικό στρατιωτικό δημιούργημα σχεδιασμένο για αντιαεροπορική δράση!
Τον Σεπτέμβριο 1937, μετά από 4 μήνες εργασίας, ο Ρέμπερ και οι βοηθοί του ολοκλήρωσαν το ραδιοτηλεσκόπιο με κόστος 1.300 δολάρια. Ο μηχανικός άρχισε την προσπάθειά του να καταγράψει ραδιοκύματα από το διάστημα. Εξαιτίας παρεμβολών από τις αναφλέξεις των μηχανών των αυτοκινήτων, έκανε τις παρατηρήσεις του συνήθως από τα μεσάνυκτα μέχρι την αυγή. Επιστρέφοντας από την ημερήσια εργασία του στην εταιρεία του, πήγαινε στο κρεβάτι ενωρίς και κοιμόταν μέχρι τα μεσάνυκτα, οπότε άρχιζε τις παρατηρήσεις του με το ραδιοτηλεσκόπιο. Προμηθεύθηκε λυχνίες από το Πανεπιστήμιο του Σικάγου και τελειοποιούσε σταδιακά τους δέκτες του. Μετά από μερικές προσπάθειες χωρίς αποτέλεσμα στην αρχή, δοκίμασε μικρότερα μήκη κύματος από τα 14,6 μέτρα του Τζάνσκι. Ξεκίνησε με τα βραχύτερα μήκη κύματος που θεώρησε καλό να ερευνήσει (λ = 9 cm) και αύξανε από εκεί και πέρα το μήκος κύματος με μεγάλα βήματα. Το καλοκαίρι του 1938 τον βρήκε στα 33 cm, χωρίς ακόμα να έχει ανιχνεύσει τίποτα. Οι κόποι του ανταμείφθηκαν επιτέλους την άνοιξη του 1939 σε μήκος κύματος 1,87 μέτρο (συχνότητα 160 MHz). Αμέσως βελτίωσε τον εξοπλισμό του και άρχισε να κατασκευάζει ένα ραδιοχάρτη του Γαλαξία μας. Επιβεβαίωσε ότι τα ισχυρότερα ραδιοκύματα προέρχονταν από τον Τοξότη, ενώ εντόπισε άλλες έντονες εκπομπές από τους αστερισμούς Κύκνο, Κασσιόπη και Πρύμνα. Ο Ρέμπερ άρχισε να δημοσιεύει τα ευρήματά του το 1940 (η πρώτη του επιστημονική ερευνητική δημοσίευση, που έγινε στο Astrophysical Journal), αλλά ο Β΄ Παγκόσμιος Πόλεμος είχε ήδη αρχίσει και ο νέος κλάδος δεν έτυχε, για μια ακόμα φορά, μεγάλης προσοχής, αφού και μεγάλο μέρος του επιστημονικού δυναμικού, ακόμα και των αστρονόμων, ήταν απασχολημένο σε αμυντικά ερευνητικά προγράμματα. (Σύμφωνα πάντως με τον Thorne απέρριψε μία προσφορά θέσεως ερευνητή από το Αστεροσκοπείο Γιέρκς.) Το αποτέλεσμα υπήρξε ότι επί μία σχεδόν δεκαετία ο Γκρότε Ρέμπερ είχε το μοναδικό ραδιοτηλεσκόπιο στον πλανήτη και ο ίδιος ήταν ο μόνος ραδιοαστρονόμος πάνω στη Γη. Η εργασία του πάντως είχε ως αποτέλεσμα την «έκρηξη» της ραδιοαστρονομίας αμέσως μετά τη λήξη του πολέμου.
Κατά την περίοδο αυτή ο Ρέμπερ σημείωσε ένα αίνιγμα που δεν βρήκε την εξήγησή του παρά τη δεκαετία του 1950. Η αρχική θεωρία για την εκπομπή ραδιοκυμάτων από το διάστημα ήταν ότι οφειλόταν σε ακτινοβολία μέλανος σώματος, η οποία εκπέμπεται από όλα τα σώματα. Σε μια τέτοια περίπτωση, αυτή η ακτινοβολία θα ήταν πολύ περισσότερη στο ορατό φως, εξαιτίας της παρουσίας αστέρων και άλλων θερμών σωμάτων. Ωστόσο ο Ρέμπερ διεπίστωσε ότι κάτι τέτοιο δεν ισχύει, ανιχνεύοντας σημαντική ένταση ακτινοβολίας χαμηλής ενέργειας, που αντιστοιχεί στα ραδιοκύματα. Την επόμενη δεκαετία η ακτινοβολία συγχρότρου προτάθηκε ορθώς ως η ερμηνεία αυτών των μετρήσεων.
Το 1943 ο Ρέμπερ απεφάσισε να ξεφύγει από το ασυνήθιστο ωράριο παρατηρήσεων που είχε επιβάλει στον εαυτό του προκειμένου να στρέψει το ραδιοτηλεσκόπιό του προς τον `Ηλιο. Η ένταση των ηλιακών ραδιοκυμάτων ήταν τόση ώστε λίγο έλειψε να προκαλέσει βλάβη στο καταγραφικό του όργανο. Μετά τον πόλεμο θα μάθαινε ότι το 1942 Βρεταννοί επιστήμονες είχαν επισημάνει ισχυρά και συνεχή παράσιτα ενώ εργάζονταν πάνω σε μια νέα στρατιωτική εφεύρεση, το ραντάρ. Νόμισαν τότε ότι τα παρενέβαλλε ο εχθρός ώστε να μη μπορούν να χρησιμοποιήσουν τη συσκευή για την ανίχνευση των αεροπλάνων του, ενώ όπως αποδείχθηκε ο «ένοχος» ήταν ο Ήλιος. Σήμερα πιστεύεται ότι και ο Τζάνσκι θα μπορούσε να είχε ανιχνεύσει ηλιακές εκλάμψεις στα ραδιοκύματα, αλλά στις αρχές της δεκαετίας 1930-39 ο `Ηλιος βρισκόταν στο ελάχιστο του ενδεκαετούς κύκλου δραστηριότητάς του. Μέχρι και το 1947 ο Ρέμπερ εργάσθηκε πάνω σε βελτιωμένους ραδιοχάρτες του Γαλαξία, ανιχνεύοντας εκπομπές νεφελωμάτων. Το 1948 αποδέχθηκε τη θέση του επικεφαλής του πειραματικού τομέα μικροκυμάτων στο Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια και μετακόμισε με την παραβολική κεραία του στο Στέρλινγκ της πολιτείας αυτής, όπου την πούλησε στο Εθνικό Γραφείο Προτύπων των ΗΠΑ (National Bureau of Standards) και την εγκατέστησε στις εκεί εγκαταστάσεις του Γραφείου, πάνω σε μια περιστρεφόμενη βάση. Αυτό του επέτρεψε να κατευθύνει την κεραία σε οποιοδήποτε πλέον σημείο του ουρανού.