Da telekabelen ble lagt over Atlanterhavet

Lord Kelvin. (Foto: wikipedia)

Kronikk i Fredrikstad Blad 15.09.2014; "Forskeren forteller" på forskning.no.

Før 1858 måtte man bruke skip for å kommunisere mellom Europa og Amerika, og det tok omtrent 10 dager å få overbrakt en beskjed mellom kontinentene.

Samme år ble den gamle og nye verden for første gang knyttet sammen med en telekabel lagt langs Atlanterhavets havbunn. En av pionerene som fikk realisert den transatlantiske telekabelen var Lord Kelvin.

Ikke bare satt han i styret i Atlantic Telegraph Company, firmaet som la denne over 3000 kilometer lange kabelen, han utviklet også mye av utstyret som ble brukt og de matematiske ligningene som beskrev strøm og spenning i en slik kabel.

I dag brukes Kelvins ligninger for å forstå en enda mer fundamental form for kommunikasjon: Hjernecellers aktivitet.

Lordens bakgrunn

Han ble født som William Thomson i Belfast i 1824, og han er kanskje aller mest kjent for sine teorier innenfor termodynamikk, som i 1892 gjorde at han fikk tittelen Baron of Largs in the County of Ayr.

Siden det allerede fantes en Lord Thomson så måtte William Thomson bytte navn da han ble adlet. Historien skal ha det til at han var så stolt av sitt arbeide med den transatlantiske telekabelen og ligningene som beskrev dens fysikk at han sterkt vurderte å kalle seg Lord Cable.

Dessverre ble ikke det noe av, og han har i stedet blitt kjent som Lord Kelvin, et navn han tok etter elven Kelvin som rant forbi laboratoriet hans i Glasgow.

I ettertid assosieres navnet hans med temperaturskalaen han fikk oppkalt etter seg, og få er klar over hans arbeid for å tilrettelegge for kommunikasjon på tvers av kontinentene.

Thomson og Whitehouse

Historien om den transatlantiske telekabelen var ikke utelukkende en suksesshistorie. Allerede før man forsøkte å legge første kabel var det disputter mellom William Thomson og Wildman Whitehouse, sjefsingeniøren i Atlantic Telegraph Company.

Thomson hadde brukt sin bakgrunn innen fysikk blant annet til å regne ut at det ville ta tid å sende signaler over en så lang kabel: ”If a cable 200 miles long showed a retardation of one-tenth of a second, one of similar thickness that was 2000 miles long would have a retardation 100 times as great, or ten seconds.”

Whitehouse, som var utdannet lege og var selvlært innenfor ingeniørfaget, stolte ikke på Thomsons utregninger. Whitehouse ble såpass indignert av Thomsons utregninger at han uttalte at kabelen i så fall ville være både praktisk og kommersielt umulig å gjennomføre.

Men heldigvis viste Thomsons utregninger også at det var en løsning på problemet. Hvis man senket motstanden i kabelen ved å bruke det reneste kopperet, ville signalet likevel gå relativt raskt over Atlanteren, slik at det var mulig å sende bokstaver med en frekvens på én bokstav per 3,5 sekunder.

Whitehouse, som var vitenskapelig leder for prosjektet, valgte å overse Thomsons innvendinger, men på bakgrunn av sine beregninger ble Thomson likevel valgt inn som styremedlem i Atlantic Telegraph Company i desember 1856.

Utfordringer og ingeniørkunst

Første forsøk på å strekke kabelen over Atlanterhavet endte da kabelen knakk etter 610 kilometer. Thomson fulgte igjen opp med sin brilliante matematiske tilnærmingsmetode og regnet ut kreftene som rev og slet i kabelen under en slik legging, han regnet ut hvilken bane kabelen ville følge under vann og vinkelen den ville treffe havbunnen med ved en gitt utleggingshastighet.

Han utviklet også en mottaker som var følsom nok til å motta de svake signalene han hadde beregnet at kabelen ville gi, en mottaker som kunne erstatte Whitehouse apparatur.

Kartet viser hvor kabelen fra 1858 ble lagt. (Foto: Wikipedia)

Whitehouse fortsatte å overse Thomsons innvendinger, men styret lyttet til Thomson og i neste forsøk, i 1858, la de kabelen slik Thompson foreslo og med den kopperrenhet som Thomson anbefalte.

Etter mange strabaser lå endelig den første kabelen ferdig over Atlanteren 5. august 1858.

Transatlantisk kommunikasjon

Kabelen knyttet nå de to kontinentene sammen og den første beskjeden ble sendt mellom den gamle og den nye verden, hvorpå Dronning Victoria og president James Buchanan sendte hver sin melding og gratulerte hverandre med dette nye vidunderet.

President Buchanans skrev: ”May the Atlantic telegraph … prove to be … an instrument destined by Divine Providence to diffuse religion, civilization, liberty, and law throughout the world.”

Gleden var imidlertid kortvarig. På vestsiden av kabelen satt Thomson og på østsiden satt Whitehouse. Whitehouse insisterte på å bruke sin sender og mottaker og han insisterte på at signalet skulle sendes med en styrke på 2000 volt, noe som resulterte i at kabelen ble svidd av.

Allerede i september var det umulig å sende signaler gjennom kabelen. Pressen slaktet prosjektet, konspirasjonsteorier om at kabelen aldri hadde eksistert florerte, og selv fremtredende forskere gjorde narr av Thomson og Whitehouse.

James Clerk Maxwell, en annen av historiens største fysikere, diktet til og med en sangtekst om dette feilslåtte prosjektet. I ”The Song of the Atlantic Telegraph Company”, skriver han blant annet: ”No little signals are coming to me; Under the sea; Under the sea;” Men sangen ender optimistisk: “For we'll twine, twine, twine; And spin a new cable, and try it again; And settle our bargains of cotton and grain; With a line, line, line,— A line that will never go wrong.”

Om Thomson ble inspirert av sangen vites ei. Whitehouse fikk sparken og med Thomson ved roret ble de to kontinentene igjen knyttet sammen i 1866, og vi har vært sammenknyttet siden. Thomson og andre ledere for prosjektet ble slått til riddere 10. november 1866.

Hjernecellers kommunikasjon

Lord Kelvin var en tusenkunstner. Ikke bare var han en fantastisk fysiker og matematiker, han var også en praktisk anlagt ingeniør som stadig oppfant apparatur for å løse praktiske problemer.

For de fleste vil han bli husket som Lord Kelvin, og assosiert med temperatur og termodynamikk. For meg vil han for alltid være Lord Cable, mannen som gjorde transatlantisk telekommunikasjon mulig og som også, helt utilsiktet, la grunnlaget for å kunne forstå hvordan hjernens mikroskopiske kabler fungerer.

Hadde han levd nå ville han garantert brukt sine ligninger til å studere dette universets mest spennende og komplekse organ, sjelens bosted: hjernen.

"Hjernekabler." Den hvite streken er 0.1 mm lang. (Foto: Wikipedia) 

-----------
Kronikken ble skrevet i forbindelse med Forskningsdagene (17.-28. september 2014), som hadde kommunikasjon som tema. Det var arrangementer over hele landet. Vi i Letten Centre/GliaLab ved Det medisinske fakultet ved UiO hadde utstilling på Universitetsplassen i Oslo 19.-20. september (bod nr. 31).