Begin jaren twintig was Minnaert met behulp van alle mogelijke vrijstellingen opnieuw afgestudeerd in de natuurkunde en had hij zich op zijn promotie gestort. Hij wilde met zijn tweede dissertatie40in de wis- en natuurkunde aantonen dat Julius' opvattingen wel degelijk harde fysica waren. In zijnVoorwoord beloofde hij de overledene ‘dat het mijn streven zal zijn in Uw geest verder te werken’. De invallende promotor Ornstein had zich bereid getoond het reeds door Julius toegekendecum laude over te nemen. Minnaert had een artikel van Ornstein en Zernike opgepakt, waarin zij de grondslagen hadden gelegd voor de wiskundige behandeling41van enkele van Julius' opvattingen.
Eerst definieerde Minnaert nog eens de termen die hij gebruikte.42Als een evenwijdige straal licht valt op een optisch glad planparallel stuk glas, dus met evenwijdige voor- en achterkant, dan kaatst het in
één richting terug (normale terugkaatsing) en de doorgelaten straal wordt in een bepaalde richting gebroken (normale breking). Als de glasplaat van bobbeltjes is voorzien zoals in matglas, dan kaatst het licht in verschillende richtingen terug al naar de wijze waarop de individuele lichtstralen (fotonen) tegen de bobbeltjes kaatsen (onregelmatige terugkaatsing) en hetzelfde geldt voor het doorgelaten licht
(onregelmatige breking).
Neemt men het geval dat niet slechts het oppervlak, maar het hele medium onregelmatig is, dan zal de dichtheid van plaats tot plaats variëren. Minnaert nam als voorbeeld een niet homogene, geconcentreerde oplossing van keukenzout. Dan zullen individuele lichtstralen op iedere plaats weer een andere afbuiging krijgen. De aanvankelijk evenwijdige lichtbundel spreidt uit, wordt breder: dit noemt Minnaert onregelmatige straalkromming.43Als het licht door een medium loopt waar de storende deeltjes in omvang vergelijkbaar zijn met de golflengte van het licht zoals sigarettenrook in de huiskamer of stof in de dampkring, spreekt men van
verstrooiing.44Minnaerts betoog moest het mathematische en kwantitatieve fundament leggen onder twee zonneverschijnselen die Julius kwalitatief had verklaard.
Het eerste, de lichtverdeling over de zonneschijf, kon hij ondanks veel
indrukwekkend rekenwerk niet nader tot een oplossing brengen. Het tweede was het vraagstuk van de scherpe zonnerand. Als de zon een gasbol is met een geleidelijke variatie in dichtheid, hoe komt het dan dat ze een scherp begrensde schijf vertoont? Hierop liet hij een scherpzinnige berekening los: hij gebruikte daarbij een zelf afgeleide formule voor de ‘uitspreidingscoëfficiënt’, substitueerde zijn schattingen en concludeerde: ‘Nabij de schijnbare fotosfeergrens eist de theorie van Julius dat de uitspreidingscoëfficiënt over een hoogteverschil van 700 kilometer 125 maal kleiner worde; bij gelijkblijvende ‘roering’ in de dampkring, is daartoe voldoende dat de dichtheid in de verhouding 11 tot 1 dale. Dit is heel wat aannemelijker dan de verhouding 10.000 (over 200 km) van Schwarzschild en 100.000 (over 200 km) van Stewart en Russell. De grondgedachte van Julius is aldus volkomen bevestigd.’
De getallen die bij Julius' veronderstellingen hoorden leken dus realistischer te zijn dan die van zijn concurrenten. Voor zo'n grote inspanning lijkt dat een schamel resultaat. Het is opmerkelijk dat de
spectrograaf, het instrument dat de harde gegevens moest leveren voor Julius' theorie, geen enkele rol speelt in de verhandeling.
Minnaerts dissertatie leverde allerminst de argumenten om Julius' theorie weer tot leven te kunnen wekken. Het was voor Ornstein zelfs de vraag wat hij met het Heliofysisch Instituut moest beginnen. Hij had medio jaren twintig het hele
laboratorium op de schop genomen: dat kon met een nieuwe uitrusting alscentrum van fotometrie doorstarten. Het ministerie had twee brieven gestuurd na het overlijden van Julius: een bedankbrief naar de familie en een ophefbrief voor wat betreft de hoogleraarsfunctie naar de faculteit. Het bestuur wilde onder leiding van Ornstein van die opheffing niets weten, wilde er juist een hoogleraar bij. Het compromis tussen nul en twee werd gevonden in de bestendiging van de functie van Julius. Er ontspon zich een langdurige intrige die, tegen de zin van Ornstein, leidde tot de benoeming van de theoretisch fysicus H.A. Kramers.
Ook hetHeliofysisch Instituut was op 19 november 1925 een aandachtspunt geweest in de zelfbewuste brief aan de minister.45Het faculteitsbestuur wilde het handhaven vanwege de grote kwaliteiten van Minnaert, die tot lector benoemd zou moeten worden. Wel werd het instituut formeel onderschikt aan hetFysisch Laboratorium en kon het lectoraat van Minnaert zijns inziens voorlopig onbetaald blijven. Curatoren waren in hun nopjes en stemden toe: ‘De toekenning van de persoonlijke titel van lector aan Dr Minnaert menen wij op de gronden, welke door de Faculteit worden aangevoerd, eveneens krachtig te mogen ondersteunen.’ Minnaert werd een jaar later, op 5 november 1926, toch benoemd tot lector en privaatdocent met een salaris van fl. 4.400 per jaar.
Minnaert rondde het jaar daarop de tweede helft van Julius' leerboek af, waarbij hij gebruik maakte van diens publicaties en ‘van alles wat hij mij in onze dagelijkse gesprekken meedeelde’. De passage waarin Minnaert de golflengten van de fraunhoferlijnen met die van de aardse emissielijnen vergelijkt, verdient de aandacht.46 De centra van de zonnelijnen vertonen inderdaad een minieme verplaatsing naar het rood, verschillend van lijn tot lijn, meestal tussen de 0,0010 en 0,020 Å,
toenemend met de golflengte. Dat was letterlijk in overeenstemming met Einsteins hypothese omtrent de roodverschuiving! Minnaert incasseerde die roodverschuiving echter botweg voor Julius47en schreef letterlijk: ‘Deze verklaring van de roodverschui-
ving laat geen plaats voor de door Einstein gepostuleerde relativiteitsverschuiving. Waar immers de metingen reeds veeleer kleinere verschuivingen opleverden dan door de relativiteitstheorie geëist, blijft er na aftrekking van de dispersieverschuiving zeker veel te weinig over.’ Zowel Julius als Einstein hengelde naar een
roodverschuiving in de orde van grootte van 0,01 Å, zij het dat ze verschillend van karakter waren (zie de Appendix). Minnaert wees hier Einsteins claim af, omdat er eenvoudigweg geen plaats was voor twee effecten!
Minnaert eindigde het boek met een ode aan Julius' theorie die ‘uitkomt met een minimum van onderstellingen’. Hij leek op het oog nog steeds een partijganger van Julius,maar was het op dat moment niet meer! Hij had in zijn openbare les over de geschiedenis van de zonnefysica van de afgelopen eeuw48gesproken en zich de vrijheid van nieuwe inzichten veroorloofd. Hij had als inspiratiebronnen met name de Deen N. Bohr, de Brit A.S. Eddington en de Duitser K. Schwarzschild genoemd en had voor een lector een tamelijk ambitieus onderzoeksprogramma ontvouwd. Hij wilde ‘de gehele samenstelling van het Fraunhoferspectrum en de verhouding der sterkten van alle Fraunhoferlijnen berekenen uit eenvoudige veronderstellingen betreffende temperatuur, druk en samenstelling der lagen’. Dat was een levenswerk en meer dan dat. Hij had het vermogen zich een ambitieus doel te stellen, dus op een termijn van tientallen jaren te denken, en beschikte bovendien over het vereiste doorzettingsvermogen. Hij gordde zich reeds aan voor de aanval op de algemeen aanvaarde Rowlandschaal van intensiteiten.