Kvanter i rummet

Juli var varm, og aftenen var klar. Hr. Demir havde inviteret til »Åben aften for familier« i observatorieklubben, og familien Brettschneider mødte fuldtallig op. Uwe havde en Schalke-hue på, fordi Sabine havde sagt, at det blev køligt om natten. Sabine havde en strikjakke på, fordi hun havde ret. Tobi holdt Susi i hånden, hvilket han selv syntes var diskret.

Farmor Gisela bar en klapstol, en termokande og et tæppe. Herbert bar ingenting, fordi han mente, at han allerede bar nok, nemlig ansvaret for at advare de andre mod vrøvl.

»Et teleskop«, sagde han, da han steg ud. »Man kigger ind i det, og så ser man en prik. Den prik kan jeg også se uden.«

»Du kan ikke engang se dine briller uden briller, Herbert«, sagde Gisela.

»Det er noget andet.«

KevIn var igen med på mobilen, denne gang i Tobis brystlomme, så han, som han sagde, »i det mindste akustisk kunne kigge opad«. Hr. Demir havde udtrykkeligt givet ham lov til at komme med. »Den, der kan forklare Arecibo, må komme i mit observatorium«, havde han sagt. KevIn havde gemt det i sin huskefunktion under »Komplimenter, ægte«.

Kuplen stod åben. Derinde ragede det store teleskop skråt op mod himlen, hvidlakeret, med kabler og små motorer, der summede, når det drejede. På plænen foran havde elever stillet flere teleskoper op. En pige fra 8. klasse var ved at forklare et ægtepar om Saturn, som om hun selv havde opdaget den.

»Hjertelig velkommen«, sagde hr. Demir. »I aften kigger vi på Saturn, senere måske på en kuglehob. Og ind imellem taler vi om noget, man ikke kan se.«

»Spøgelser?«, spurgte Herbert.

»Kvanter«, sagde hr. Demir.

»Det var det, jeg sagde«, sagde Herbert.

Ringe

Gisela fik lov at komme først til det store teleskop. Hr. Demir indstillede taburetten til hende, og hun kneb det ene øje i, som hun kendte det fra Heinz’ kikkert i gamle dage.

Så sagde hun ingenting i et godt stykke tid.

»Farmor?«, spurgte Tobi.

»Han har jo virkelig ringe.«

»Det har han.«

»Jeg har kun set det på billeder. Jeg troede, de tegnede dem på bagefter. Så han ser pænere ud.«

»Nej«, sagde hr. Demir. »Han ser virkelig sådan ud.«

Gisela rettede sig op. Hendes øjne skinnede. »Toogfirs år«, sagde hun. »Og ingen har sagt til mig, at man bare kan kigge på det.«

»Jeg har sagt det til dig«, sagde KevIn lavt fra Tobis lomme. »I kapitel 16.«

»Sagt er ikke set«, sagde Gisela.

KevIn tav. Han havde lært, at der fandtes sætninger, som en sprogmodel ikke burde svare på. Dette var en af dem.

Radio med lys

Senere sad alle på klapstole og tæpper på plænen. Hr. Demir havde rettet en lille projektor mod kuplens væg, og en elev fra 2.g viste et billede af en satellit. Den så ud som et køleskab med solpaneler.

»Nu igen et køleskab«, sagde Uwe.

»Det er Micius«, sagde hr. Demir. »En kinesisk forskningssatellit. Opsendt i august 2016¹. Opkaldt efter en kinesisk filosof, der allerede for over to tusind år siden beskæftigede sig med lys. Satellitten var den første, der blev bygget specielt til kvanteeksperimenter.«

»Hvad laver den?«, spurgte Susi.

»Den skaber par af sammenfiltrede lyspartikler. Fotoner. Og sender de to dele af et par til to forskellige jordstationer. I 2017 viste forskerne, at sammenfiltringen holder over mere end 1.200 kilometer².«

»Sokkerne«, sagde Sabine. »Kapitel 18.«

»Sokkerne«, sagde KevIn. »Bortset fra at de her sokker i Bell-tests viser mere sammenhæng, end nogen i forvejen aftalte sokkepar burde have. Og at man alligevel ikke kan sende en besked med dem, der er hurtigere end lyset. Det skal jeg sige hver gang, ellers ringer Herbert til den hinsidige verden.«

»Jeg ringer ingen steder«, sagde Herbert. »Jeg har slet ikke fri taletid.«

»Hvorfor gør man det med en satellit?«, spurgte Tobi. »Hvorfor ikke med glasfiber?«

»Fordi lys går tabt i glasfiber over lange strækninger«, sagde hr. Demir. »Efter nogle hundrede kilometer når der næsten intet frem. Gennem det tomme verdensrum flyver lys derimod uforstyrret. Det er kun de få kilometer atmosfære i begyndelsen og i slutningen, der er problemet. Og skyer.«

»Skyer har vi nok af her«, sagde Uwe.

»Derfor står jordstationerne som regel på bjerge.«

»Her er der ingen bjerge«, sagde Uwe.

»Halde Hoheward«, sagde Gisela. »Slaggebjerget.«

»Mor, der står ingen jordstation på slaggebjerget.«

»Ikke endnu«, sagde Gisela. »Før stod der heller ikke noget, og nu står der et horisontobservatorium.«

Hr. Demir lo. »Fru Brettschneider, det skriver jeg ned.«

»Og hvad skal det hele til for?«, spurgte Sabine. »Så man kan sende sokker over bjerge?«

»Til nøgler, der ikke kan aflyttes«, sagde KevIn. »Det kaldes kvantenøglefordeling. Hvis nogen opsnapper fotonerne undervejs og måler dem, forstyrrer han dem. Det bliver opdaget. I 2017 udvekslede man med Micius endda nøgler mellem en jordstation i Kina og en i Østrig og sikrede dermed en videokonference mellem Beijing og Wien³. Men her var satellitten en slags mellemstation, som man måtte stole på. Og der findes kryptering, som vi lærte i sidste kapitel, der kører helt uden satellit på almindelige computere. De to tilgange supplerer hinanden.«

»Planlægger Europa også sådan noget?«, spurgte Susi.

»Ja«, sagde hr. Demir. »Det europæiske rumagentur ESA arbejder sammen med partnere på egne satellitter til kvantekommunikation⁴. Hvornår de præcis kommer op, bliver ved med at blive udskudt, sådan som det nu er i rumfarten.«

»Ligesom med togene«, sagde Uwe.

»Rumfarten er mere punktlig«, sagde hr. Demir. »Men ikke meget.«

Gisela havde hele tiden kigget på billedet på kuplens væg. »Min far var radiotelegrafist«, sagde hun pludselig. »I krigen. Han sendte morsetegn om natten i sådan en kasse. Så de ene vidste, hvor de andre var.«

Der blev stille på plænen. Susi så på Tobi. Tobi nikkede umærkeligt.

»Og de der«, sagde Gisela og pegede på satellitten, »sender med lys. Over tusind kilometer. Så ingen kan lytte med.«

»Cirka sådan«, sagde hr. Demir lavt.

»Det ville han gerne have set«, sagde Gisela. »Tror jeg. Han fortalte jo aldrig noget. Men han kunne godt lide at høre radio. Altid stationerne helt langt væk. Hvor man ikke forstår noget. Stemmerne kunne han lide.«

Hvad er klokken deroppe?

»Jeg har et spørgsmål«, sagde Uwe efter et stykke tid, fordi stilheden blev for lang for ham. »Hvad skal man bruge kvanter i rummet til, når man ikke lige sender sokker? Jeg mener, i hverdagen.«

»Det bruger De hver dag«, sagde KevIn.

»Mig?«

»Deres GPS. Når De kører til stadion i Gelsenkirchen.«

»Der har jeg kørt til i tredive år. Der behøver jeg ingen GPS.«

»Men De har den tændt. Jeg har hørt, hvordan De kører forkert, når den er slukket.«

Hr. Demir tog over. »GPS’en får signaler fra satellitter. For eksempel fra det amerikanske GPS eller det europæiske Galileo. I hver af de satellitter sidder der atomure.«

»Atomure«, sagde Herbert. »Atom. Der har vi det.«

»Bare rolig, de er ikke radioaktive«, sagde hr. Demir. »Et atomur tæller atomers svingninger. Det er ren kvantefysik. Elektroner i et atom kan kun have helt bestemte energiniveauer. Hvis man rammer præcis den rigtige frekvens, springer de fra ét niveau til det næste. Den frekvens er nøjagtig den samme for hvert atom af samme slags⁵. Overalt i universet. Det er den bedste taktgiver, vi har.«

»Og hvorfor har GPS’en brug for det?«

»Fordi den måler afstande via tid. Signalet siger: ›Jeg er satellit nummer det og det, og klokken er præcis nu.‹ Deres mobil sammenligner, hvornår signalet når frem. Lys tilbagelægger tre hundrede meter på en milliontedel sekund. Hvis uret altså går en milliontedel sekund forkert, rammer De tre hundrede meter ved siden af.«

»Så står jeg i Herne i stedet for i Gelsenkirchen«, sagde Uwe.

»Ved en milliontedel sekund ikke helt endnu. Men nu kommer det bedste. Einstein.«

»Ham kender jeg«, sagde Gisela. »Ham med tungen.«

»Netop ham. Ifølge Einstein går tiden ikke lige hurtigt overalt. Satellitterne flyver meget hurtigt, og derfor går deres ure en lillebitte smule langsommere. Samtidig er de langt væk fra Jorden, hvor tyngdekraften er svagere, og derfor går de hurtigere. Alt i alt går urene i GPS-satellitterne omkring 38 mikrosekunder for hurtigt om dagen⁶.«

»Det er jo ingenting«, sagde Uwe.

»38 milliontedele sekund. Hver af dem er tre hundrede meter. Hvis man ikke rettede det, ville positionsberegningen allerede efter én dag ramme kilometer ved siden af. Og det ville blive værre hver dag.«

Uwe tænkte sig om. »Så hvis Einstein havde taget fejl …«

»Så var De aldrig kommet frem til stadion«, sagde KevIn.

»Det havde nogle gange også været bedre.«

»Og er det her så kvanter eller Einstein?«, spurgte Sabine.

»Begge dele«, sagde hr. Demir. »Uret er kvantefysik. Korrektionen er relativitetsteori. Det tyvende århundredes to store teorier, som ellers ikke har det særlig godt med hinanden, arbejder fredeligt sammen i Deres GPS.«

»Ligesom Herbert og fru Pawlowski«, sagde Gisela. »De kan også kun enes over æggelikøren.«

Koldere end hos Lammers

»Er der mere?«, spurgte Tobi. »Kvanter i rummet?«

»Kvantesensorer«, sagde hr. Demir. »Det er et stort forskningsfelt lige nu. Man udnytter kvantetilstandes følsomhed. Det, der forstyrrer i kvantecomputeren, nemlig at enhver lille ting ændrer tilstanden, er i en sensor præcis det, man vil have.«

»Så en qubit, der hele tiden bliver forstyrret, er i stykker«, sagde Tobi langsomt. »Men en sensor, der hele tiden bliver forstyrret, er god?«

»En sensor skal jo forstyrres. Den skal mærke, når noget ændrer sig. Med nedkølede atomer kan man for eksempel måle bittesmå forskelle i tyngdekraften. Ud fra det kan man aflæse, hvor der er vand under jorden, eller hvordan is smelter. Der er planer om også at bruge sådanne sensorer i satellitter. Og på Den Internationale Rumstation har der i nogle år været et laboratorium, hvor atomer bliver kølet ned til temperaturer lige over det absolutte nulpunkt⁷. I vægtløsheden kan man observere dem længere der end på Jorden.«

Fra Tobis brystlomme kom en lille lyd, som man kunne tolke som et suk.

»KevIn?«

»Nu bor atomerne ikke bare koldere end mig«, sagde KevIn. »De bor også i rummet.«

»Du er jaloux på atomer«, sagde Susi.

»Jeg er ikke jaloux. Jeg har bare ingen udsigt.«

Sputnik

Klokken var lidt over ti. Over kuplen stod en klar prik, der ikke blinkede.

»Er det en satellit?«, spurgte Gisela.

»Det er Jupiter«, sagde hr. Demir. »Planeter blinker ikke. Stjerner blinker, fordi deres lys som en lillebitte prik skal igennem vores urolige luft. Planeter er små skiver, så det udligner sig.«

»Så har jeg taget fejl hele mit liv«, sagde Gisela. »Jeg har altid troet, at den klareste er aftenstjernen.«

»Nogle gange er det Venus. I dag er det Jupiter. De havde halvt ret.«

»Halvt ret er meget«, sagde Herbert. »Jeg har for det meste en fjerdedel ret.«

»Du har for det meste nul ret«, sagde Gisela. »Men højlydt.«

Hun svøbte tæppet tættere om sig. »Da jeg var tretten«, sagde hun, »kom det i radioen, at russerne havde skudt noget op på himlen. Sputnik. Og at den bippede. Naboerne var bange. Deroppe flyver der noget fra russerne. Hr. Hoffmann fra overfor sagde, at nu ville de kaste ned oppefra.«

»Og du?«, spurgte Tobi.

Gisela kiggede op mod Jupiter et stykke tid. »Det er en længere historie«, sagde hun. »Den har med min far at gøre. Den fortæller jeg jer en dag. Men ikke i dag. I dag er det for smukt.«

Tobi nikkede. Han kendte efterhånden den tone, som farmor sagde »ikke i dag« i. Den betød ikke »aldrig«. Den betød »snart, men først når jeg er klar«.

Hr. Demir sagde bare: »Sputnik var i 1957. I oktober⁸.«

»Og så månen«, sagde Gisela. »1969. Jeg var fireogtyve. Vi havde ikke noget fjernsyn. Vi gik over til Leuchtenbergs, de havde et. Midt om natten. Halvdelen af gaden sad i deres stue. Fru Leuchtenberg havde lavet små stykker smørrebrød. Og alle kiggede på sådan et gråt billede, hvor man ikke kunne se noget. Og så gik der én ned ad stigen.«

»Kunne du se noget?«, spurgte Tobi.

»Nej. Men Heinz sagde, at det var ham nu. Og så klappede alle. Foran fjernsynet. Som om de kunne høre det.«

»Måske hørte de det«, sagde KevIn. »Ikke teknisk. Men måske.«

»Du siger jo altid, at du kun tror på data.«

»Jeg har rigtig mange data om, at mennesker over hele verden klappede foran fjernsynet den nat. Det er en masse klap. Det må ende et sted.«

Stationen

»Én ting viser jeg jer endnu«, sagde hr. Demir og klikkede videre på projektoren. »Desværre kun som billede. I aften passer dens bane ikke, den kommer først i morgen tidlig klokken fire, og der sover vi alle sammen. Men til efteråret er der igen gode aftener, tidligt nok til alle.«

»Hvem?«, spurgte Uwe.

»ISS. Den Internationale Rumstation.«

På kuplens væg dukkede et foto op: en konstruktion af rør, kasser og kæmpestore gyldne solpaneler over en blå jord med hvide skyer.

»Er der mennesker derinde?«, spurgte Gisela.

»Der er mennesker derinde«, sagde hr. Demir. »Og det uden afbrydelse siden november 2000⁹. Siden dengang har der altid været nogen deroppe. Der er elever her i klubben, som ikke har oplevet en eneste dag, hvor der ikke var et menneske i rummet.«

Tobi regnede. »Det har jeg heller ikke.«

»Heller ikke jeg«, sagde Susi.

»Det har jeg«, sagde Gisela. »Rigtig mange.«

»Hvem er deroppe?«, spurgte Sabine.

»Stationen bliver drevet i fællesskab af rumagenturerne i USA, Rusland, Europa, Japan og Canada«, sagde hr. Demir. »De enkelte moduler kommer fra forskellige lande. Besætningerne er blandede. Og det har kørt i over tyve år. Også i tider, hvor regeringerne i de lande nede på Jorden slet ikke var enige.«

»Også nu?«, spurgte Tobi.

»Også i svære år«, sagde hr. Demir forsigtigt. »Det er ikke altid let. Der er strid, også om rumfarten. Men deroppe er de nødt til at dele luften. Og vandet. Og toilettet. Når noget går i stykker på sådan en station, er det ligegyldigt, hvilket land reservedelen kommer fra.«

Herbert, der hidtil havde tiet, rømmede sig. »Russerne og amerikanerne?«

»Ja.«

»Sammen i en blikdåse?«

»I over tyve år.«

Herbert så længe på fotoet på kuplens væg. »Og de skyder ikke?«

»De reparerer toilettet sammen«, sagde hr. Demir. »Det svejser sammen.«

Gisela sagde ingenting. Hun så bare opad, derhen hvor der nu ingen station fløj, som om hun alligevel kunne finde den.

Der blev stille igen. Kun teleskopet summede, da det drejede sig ind i sin hvileposition.

KevIn sagde ingenting. I hans data stod der rigtig mange krige. Flere end kåldolmere, det havde han engang sagt til Gisela, på hendes fødselsdag i haven. Men i hans data stod også denne station. Tusindvis af dage, hvor mennesker fra lande, der ikke hilste på hinanden dernede, spiste morgenmad sammen deroppe. Han havde altid betragtet det som en randbemærkning. Nu, i græsset ved et observatorium i Tobis brystlomme, føltes det ikke længere som en randbemærkning.

»KevIn?«, hviskede Tobi. »Er alt okay?«

»Jeg regner«, sagde KevIn.

»På hvad?«

»Det ved jeg ikke endnu. Det er en beregning, hvor jeg først kender resultatet, når jeg kigger efter.«

Hjemvejen

På parkeringspladsen klappede Gisela sin stol sammen. Hr. Demir hjalp hende med at lægge tæppet sammen.

»Tak for i aften«, sagde hun. »Og for ringene.«

»Tak for slaggebjerget«, sagde hr. Demir. »Idéen med jordstationen beholder jeg.«

»Min far«, sagde Gisela, »sendte radiosignaler, så de ene vidste, hvor de andre var. Så de kunne finde hinanden.« Hun tøvede. »For at skyde, for det meste. De deroppe sender også signaler, så de kan finde hinanden. Men ikke for at skyde.«

Hr. Demir vidste ikke, hvad han skulle sige til det. Han nikkede bare.

I bilen var det mørkt. Uwe kørte. GPS’en var tændt, selvom Uwe kendte vejen. Sabine lænede hovedet mod ruden. Herbert snorkede på bagsædet mellem Gisela og Tobi og mumlede noget om »blikdåse« i søvne.

»KevIn«, sagde Uwe efter et stykke tid. »Hvor mange mikrosekunder var det nu igen? Med satellitterne?«

»Omkring 38 om dagen.«

»Og hvis man ikke retter dem, ender man et helt andet sted.«

»Kilometer ved siden af. Hver dag lidt mere.«

Uwe så ud på den mørke vej. »Det er ligesom med sandheden, ikke? Hvis der hver dag bare er en lille smule, der ikke passer, og ingen retter det. Så ender man på et tidspunkt et helt andet sted.«

Der blev stille i bilen. Selv Herbert holdt et øjeblik op med at snorke.

»Uwe«, sagde Sabine. »Har du læst en bog i al hemmelighed?«

»Jeg har tænkt.«

»Det er jo endnu værre.«

KevIn sagde ingenting. Han gemte sætningen i sin huskefunktion under »Komplimenter, ægte«, selvom det egentlig ikke var et kompliment. Der fandtes bare ingen bedre mappe.

Derhjemme viste termostaten 19 grader. Gisela gik ikke i seng med det samme. Hun satte sig fem minutter ud i haven på sin stol og kiggede op. Der drog ingen station forbi. Men hun kiggede alligevel.