Geschiedenis van de astronomie

Geschiedenis. Geschiedenis. Geschiedenis.

Enkele belangrijke astronomen.
Lijst van astronomen volgens Wikipedia.

Omtrek aarde volgens Eratosthenes Klik hier.

Uitleg over de in te vullen begrippen

EeuwAardeZonCirkelbaan
Kleine BeerZonsverduisteringTheoriegeocentrisch wereldbeeld
Heliocentristisch wereldbeeldSterrenwachtBewegingMars
EllipsStraalKrachtVerrekijker
Vrije valMechanicaTraagheidKwadraat
MassaGravitatieUniversumSterren
EvenaarVenusPlaneetHemellichamen
SchepenCirkelSchijngestalten maanRechthoekige driehoek
MiddellijnDeclinatieOmtrek cirkelLentepunt
Lengtemaat stadiePrecessieDraaitolDogma
SupernovaTelescoopSaturnusLichtsnelheid
Fysica

Bestudeer eerst bovenstaande cursus.
Vul de gaten in. Druk dan op de toets "Controleer" om je antwoorden te controleren. Gebruik wanneer aanwezig, de "Hints"-knop om een extra letter te krijgen, wanneer je het lastig vindt om een antwoord te geven. Je kan ook op de "[?]"-knop drukken om een aanwijzing te krijgen. Let wel: je verliest punten, wanneer je hints of aanwijzingen vraagt!

MEN KAN DE OEFENING OOK OPNIEUW MAKEN, DOOR MET DE RECHTERMUISTOETS OP HET SCHERM TE KLIKKEN EN DAN IN HET GEOPENDE VENSTER, ALS HET WOORD BESTAAT,TE KLIKKEN OP "VERNIEUWEN"
   16e eeuw      4      aardbol      Alexandrië      andere      beweging      brandpunten      cirkelbaan      cirkelvormig      derde eeuw      diameter      dogma      ellips      ellipsbaan      evenaar      fysica      geocentrische      geocentrisme      gravitatie      Greenwich      Griekenland      heliocentrische      heliocentrisme      helling      hemellichamen      kerk      Kleine Beer      kracht      kwadraat      leerling      lentepunt      lichtsnelheid      mars      massa’s      mechanica      omtrek      Oxford      planeet      platte      precessie      rechthoekige      relativiteitstheorie      ringen      schepen      schijf      schijngestalten      sferisch      stadiën      sterren      sterrenwacht      supernova      Syene      telescoop      theorie      tijdsverschil      tol      traagheid      universum      vaste sterren      venus      verrekijker      vijftig      voerstraal      vrije val      wereldbeeld      zon      zonsverduistering   
Aristarchus van Samos (ca. 310 v.C. - 230 v.C.)
Deze Griek, die in het midden van de voor onze tijdsrekening leefde, had al gezegd dat men de rotatie van de vaste sterrenbol zou kunnen vervangen door een rotatie in tegenovergestelde richting van de . De bewegingen van de planeten kon men ook beter verklaren als men aannam, dat in het middelpunt van de bol van de vaste sterren niet de aarde stond, maar de en dat de aarde jaarlijks een excentrische om de zon doorliep en de planeten hetzelfde deden. De moeilijk te begrijpen beweging van de planeten kon dan gemakkelijk worden verklaard als een perspectivisch effect, dat ontstond doordat men de cirkelvormige bewegingen van de planeten niet vanuit een vast punt in het heelal, maar vanuit een bewegend punt waarnam. Deze theorie vond echter in de oudheid geen bijval, daar zei in tegenspraak was met het geocentrisch principe. Voor Thales was de aarde een schijf die op een oneindige oceaan dreef. Hij schreef een boek over navigatie waarin hij het sterrenbeeld (met de Poolster) definieerde als een belangrijk hulpmiddel bij zijn navigatietechnieken. Zijn naam is ook verbonden aan de eerste bekende voorspelling van een . De cyclus van maansverduisteringen was toen al goed bekend.

Ptolemaeus (87 - 150 n. C.)
Ook Ptolemaeus verzette zich tegen de van Aristarchus en wees haar in zijn ‘Almagest’ af. Pas 1400 jaar na Ptolemaeus werd de theorie door Nikolaus Copernicus (1473 – 1543) weer opgenomen. Het grote werk van Copernicus “ de kring bewegingen van de hemellichamen “ verscheen in 1543, kort na zijn dood. Het veroorzaakte groot opzien en kritiek van de zijde van de gedachte.

Tycho Brache (1546 – 1601)
De Deense astronoom, die van 1575-1595 op zijn met de beste instrumenten van zijn tijd, astronomische waarnemingen verrichtte, wees de nieuwe theorie af omdat volgens hem als de aarde in een kring om de zon zou bewegen, dan moesten de tijdens deze omloop evenwijdige verschuiving ondergaan.
Hij nam van Copernicus wel aan dat de vijf planeten zich in excentrische cirkels om de zon bewogen en hij kwam tot een , dat tussen het systeem van Ptolemaeus en dat van Copernicus in staat.

Johannes Kepler (1571 - 1630)
Kepler een van Tycho Brache, (1571 – 1630), overtuigd aanhanger van Copernicus, kwam op grond van de waarnemingen van de planeten, die Tycho Brache gedurende 20 jaar gedaan had tot drie beroemde wetten voor de van de planeten, die een revolutie in de astronomie betekenden en de theorie van Copernicus voorgoed deden zegevieren.

De wetten van Kepler
Door een rekenkundige analyse van de door Tycho Brache uitgevoerde waarnemingen van de planeet kwam Johannes Kepler tot de conclusie, dat de beide grondstellingen van de astronomie van de oudheid niet konden worden gehandhaafd. Ook het tweede principe, dat van de gelijkmatige cirkelbewegingen, dat Copernicus nog had aangehouden, moest Kepler laten vallen om de nog bestaande tegenspraken tussen theorie en waarneming weg te nemen. Volgens Kepler bewegen de planeten en ook de aarde zich om de zon, echter niet langs cirkelvormige banen en ook niet gelijkmatig. De beide eersten wetten, die Kepler in 1609 in zijn geschrift “ nieuwe astronomie” publiceerde, luiden.
  1. Elke planeet beweegt zich in een om de zon, die in een van de van de ellips staat.
  2. De baansnelheid van de planeten is veranderlijk en wel zo, dat de zon naar de planeten leidende een gelijke perioden gelijke oppervlakten bestrijkt.
  3. De derde macht van de halve grote assen van de baanellipsen van de planeten zijn recht evenredig met de kwadraten van de omloopstijden.


Isaac Newton (1643 - 1727)
In het jaar 1610 werd de uitgevonden en in de beide volgende decennia legde Galilei (1564 – 1640), die dit instrument ook als eerste voor waarnemingen van de hemel gebruikte, de grondslag voor de moderne waarneming en experiment berustende fysica. Zijn conclusies en ontdekkingen (de belangrijkste waren de wetten betreffende de van lichamen en die betreffende de slingerbewegingen) maakte het een halve eeuw later de grote Engelse onderzoeker Newton mogelijk de grondbegrippen van de exact te formuleren.

In zijn boek “ de mathematische grondslagen van de natuurleer”(1687), toonde hij aan, dat de bewegingen van de hemellichamen zich in niets onderscheiden van die van aardse lichamen, behalve dan in grootte. Twee dingen maakte hem deze fundamentele conclusie gemakkelijker: in de eerste plaats de al door Galilei gevonden, maar eerst door hem, Newton, duidelijk geformuleerde wet van de en in de tweede plaats de mathematische definitie van het grondbegrip en het grondbegrip massa.

Newton bewees, dat de beweging van de maan om de aarde geschiedt onder invloed van de zwaartekracht van de aarde, die kracht, die ook de val van lichamen op aarde bewerkstelligt. Daarvoor was het slechts nodig, aan te nemen dat van de aarde uitgaande zwaartekracht met het van de afstand van het middelpunt afneemt. Verder kon Newton bewijzen, dat de planeten zich onder invloed van de zwaartekracht precies volgens de door Kepler geformuleerde wetten moesten bewegen. Deze ontdekking bracht Newton ertoe zijn wet van de algemene op te stellen: twee vrij in de ruimte beweeglijke trekken elkaar aan met een kracht waarvan de grote recht evenredig is met het product van de massa’s en omgekeerd evenredig met het kwadraat van de onderlinge afstand. Op grond van deze wet wordt de beweging van de hemellichamen in ons planetenstelsel een zeer ingewikkeld verschijnsel. Want als men aanneemt, dat elk hemellichaam de zetel is van een dergelijke gravitatie kracht, dan zal elk van die lichamen alle andere aantrekken.
De wetten van Kepler gelden slechts als men aanneemt, dat de zon en de planeet de enige hemellichamen zijn die op elkaar inwerken. De beweging volgens de wetten van Kepler wordt echter gestoord als ook andere lichamen (bijvoorbeeld andere planeten of manen) met hun eigen gravitatiekrachten ingrijpen.


Enkele belangrijke wetenschappers en astronomen

Thales van Milete (circa 625 - 545 v.C.)
Thales van Milete was de stichter van de Ionische school. Rond het einde van de zevende eeuw v.C. introduceerde hij de Egyptische astronomie in . Hun heelalbeeld was eenvoudig: centraal bevond zich de aarde, een platte drijvend op water.

Pythagoras (ca. 582 v.C. – ca. 500 v.C.)
Volgens hem waren alle hemellichamen, ook de aarde . De aarde bevond zich, zonder steun, in het midden van het . Nu ontstond een kosmologisch idee dat van grote invloed is geweest op de astronomie van de oudheid tot de middeleeuwen. Volgens dit idee waren de bevestigd aan een kristallen sfeer die dagelijks draaide rond een as die midden door de aarde ging. Elk van de zeven planeten – zon, mercurius, venus, maan, mars, jupiter en saturnus – bewoog eveneens op een eigen sfeer. Hij besefte ook dat de baan van de maan gekanteld is ten opzichte van het vlak door de van de aarde en hij was de eerste die zich realiseerde dat de avondster en de morgenster in feite een en dezelfde planeet is: .

Philolaus van Croton of Philolaos van Tarente (ca. 480 v.C.)
Van Philolaos is een vroege Griekse vorm van het Heliocentrisme bekend. Hij voegde een 10de (de “tegen-aarde”) toe. Dit was omdat men geloofde in de volmaaktheid van het getal 10 (omdat dit de som was van de eerste getallen). Hij veronderstelde verder dat de aarde en alle “planeten” (dus inclusief zon en maan) rondom een centraal vuur draaiden.

Aristoteles (384 - 322 v.C.)
Aristoteles bouwde verder op de ideeën van Eudoxus (ca. 400 - 347 v.C.) en Callipus (circa 370-310 v.C.) in verband met de sferen waarop de zich bevonden. De hemellichamen zelf moesten sferisch zijn, de perfecte en goddelijke vorm. Het bovenmaanse was goddelijk en onveranderlijk, het ondermaanse tijdelijk en aan veranderingen onderhevig. Op basis van vier waarnemingen kwam hij tot de conclusie dat de aarde rond moet zijn.
  1. Zo had hij waargenomen dat geleidelijk uit het zicht verdwijnen aan de horizon en dus niet plotsklaps van een platte aarde afvielen.
  2. Bovendien begreep hij dat bij een maansverduistering de maan door de schaduw van de aarde heen beweegt en die schaduw bleek te zijn.
  3. Zijn derde argument was dat in het noordelijk en zuidelijk halfrond een sterrenhemel te zien is.
  4. Volgens hem werden olifanten zowel aangetroffen in India (ten oosten van Griekenland) als in Marokko (ten westen van Griekenland). Zijn redenering hierbij was dat beide plaatsen niet al te ver van elkaar verwijderd zouden zijn op het oppervlak van een niet al te grote bol.

Kometen en meteoren waren volgens hem ondermaanse verschijnselen, een idee dat het tot de 16e eeuw en voor meteoren nog langer werd volgehouden.

Aristarchus van Samos (310 - 230 v.C.)
Aristarchus van Samos was wellicht een van de eersten die volledig begreep dat de van de maan en het optreden van zons- en maansverduisteringen het gevolg zijn van de geometrische verhoudingen tussen de drie. Hij beredeneerde dat bij exact eerste of laatste kwartier (bij halve maan dus) de aarde, zon en maan een driehoek moeten vormen. Door het meten van de hoek tussen de zon en de maan kon hij dan bepalen hoeveel keer verder weg de zon van de aarde staat dan de maan. Die hoek was volgens Aristarchos 87 graden, en daaruit besloot hij dat de zon 19 keer verder weg staat dan de maan.
Tijdens een maansverduistering bepaalde hij het tussen het ogenblik waarop de maanrand voor het eerst de aardschaduw raakt en het ogenblik waarop de maan totaal verduisterd is. Dit tijdsverschil vergeleek hij met de duur van de totaliteit en hij concludeerde dat beide tijdsintervallen precies hetzelfde zijn. Bijgevolg moet de afmeting van de aardschaduw op de afstand van de maan precies gelijk zijn aan twee keer de van de maan. Omdat hij ervan uitging dat de aardschaduw parallel is, kwam hij tot de vasrsrelling dat de maan ongeveer half zo groot moet zijn als de aarde en hij wist ongeveer hoe groot de aarde was.

Eratosthenes(276 - 195 v.C.)
Hij was een lid van de Alexandrijnse school. Eratosthenes heeft de van de aardas ten opzichte van het baanvlak nauwkeurig bepaald op 23 graden 51' 15", wat de wisseling van de seizoenen verklaart. Hij maakte ook een stercatalogus met 675 sterren. Zijn opmerkelijkste prestatie is de bepaling van de van de aarde (Zie bovenstaande figuur). Daar mat hij voor het eerst de omtrek van de aarde. Erastothenes wist dat er in (het huidige Aswan) een bron was, waarvan de bodem op het middaguur van de dag van het (21 juni) verlicht werd door de zon. Hij wist ook dat Syene op dezelfde meridiaan lag als . Hij gebruikte een gnomon (een soort stok, weergegeven als de toren van Alexandrië op deze afbeelding) en mat op 21 juni in Alexandrië de hoek tussen de gnomon en de schaduw. Deze hoek kwam uit op 7,2 graden; een vijftigste deel van de hoekomtrek van de aarde (360 graden). Uit de geometrie wist hij dat uit de kennis van deze hoek de omtrek van de aarde te berekenen was. Het enige dat hij nodig had was de afstand van Syene naar Alexandrië die hij dan met moest vermenigvuldigen.

Die grote afstand kon hij natuurlijk niet meten met een enorm meetlint. Daarom probeerde hij de afstand te meten met hulp van kamelen, maar die liepen niet met gelijke passen of gingen er vandoor. Erastothenes riep de hulp van koning Ptolemaeus. Die stelde hem Bematisten ter beschikking (Bematisten: waren specialisten in oud Griekenland wie werden opgeleid om afstanden te meten door hun stappen te tellen) die met 'exact' gelijke passen liepen. Zij bepaalden de afstand op 5.000 (Egyptische stadie is 157,5 m). Erastothenes bepaalde dus de omtrek van de aarde op 252.000 stadiën, wat 39.690 kilometer is. Dat komt tot binnen 320 kilometer overeen met de meest recente metingen met GPS-satellieten!

Hipparchus (190 v.C - 120 v.C.)
Tijdens een zonsverduistering bepaalde Hipparchos de afstand tussen de aarde en de maan. Hij ontdekte onder andere de van de equinoxen: de verschuiving van de snijpunten van de hemelequator en de ecliptica onder invloed van de aantrekkende krachten van zon en zaan. Daardoor gedraagt de aarde zich als een en één precessiebeweging duurt ongeveer 26 000 jaar. Zo was ten tijde van de bouw van de pyramides de ster Thuban poolster.

Ptolemeus (circa 150)
Heeft de astronomische kennis van de Grieken samengevat in zijn Almagest, wat het standaardwerk zou blijven tot in de . Om de ingewikkelde beweging van de planeten aan de hemel te kunnen verklaren, was Ptolemeus verplicht om steeds meer en meer epicykels in te voeren. Dit lukte hem wonderwel, maar het systeem werd zo ingewikkeld dat het elke schijn van realiteit ging verliezen. Het systeem van Ptolemeus noemt men het : alle lichamen bewegen rond de aarde die in het centrum van het heelal staat..

En zo bleef het dan haast zestien eeuwen onveranderd. In Europa werd er niets nieuws aan toegevoegd. De opvatting van Aristoteles was voor de katholieke kerk haast een en in de Arabische wereld werden de werken van de Grieken en van Ptolemeus bewaard, vertaald en gecopieerd. Na de 13e eeuw begon de interesse voor de wetenschap geleidelijk weer toe te nemen. Namen zoals Roger Bacon (1214 - 1294), Sacrobosco (ca. 1200 - 1256) en Regiomontanus (1436 - 1476) dienen hier vernoemd te worden. Daarnaast groeide een conflict tussen gezag en waarneming. Een revolutie was op komst.

Copernicus (1473 - 1543)
Het basisidee voor zijn theorie herschreef hij herhaalde malen maar hield dit ook geheim. Niet de aarde, wel de zon was het middelpunt van het heelal (). De aarde en de andere planeten draaien in cirkelbanen rond de zon. De schijnbare bewegingen van de hemellichamen zijn dus een gevolg van de beweging van de aarde zelf. Er was tegenstand van andere astronomen. Men kon zich een beweging van de aarde niet voorstellen en men bedacht allerhande valse gevolgtrekkingen hiervan. Voor de kerk was er blijkbaar niets aan de hand. De hypothese van Copernicus diende voor berekeningen maar kwam niet met de werkelijkheid overeen, zo luidde hun standpunt. Toch loste ook dit werk alle problemen niet op. Er bleven fouten bestaan in de baanberekeningen van de planeten.

Tycho Brahe (1546 - 1601)
Hij observeerde een en kon onmogelijk een parallax van een komeet bepalen. Kometen moesten dus, in tegenstelling tot de leer van Aristoteles, bovenmaans zijn. Tycho was niet tevreden met het wereldbeeld van Copernicus, meer omwille van godsdienstige dan om wetenschappelijke redenen. Hij stelde een eigen wereldbeeld op waarin de planeten rond de zon draaien maar deze, samen met de planeten, draait rond de Aarde. Het was een soort geoheliocentrisme. Maar bovenal bepaalde Tycho uiterst nauwkeurig posities van hemellichamen, en vooral dan van de planeet .

Johannes Kepler (1571 - 1630)
Deze posities kwamen na Tycho’s dood in handen van Johannes Kepler. Kepler worstelde hier een aantal jaren mee in de hoop een degelijke baan te berekenen voor de planeten, zodat de voorspellingen van hun posities nauwkeuriger werden. In het begin hield Kepler vast aan cirkelbanen, maar in uiterste wanhoop nam hij een aan. En toen vielen alle puzzelstukken in elkaar. Kepler is beroemd om zijn drie planeetwetten. Hij was tevens een veelschrijver en een vurig aanhanger van de theorie van Copernicus.

Galileo Galilei (1564 - 1642)
Hij is de vader van de experimentele wetenschap. Hij had een broertje dood aan theorieën die niet op ervaring en op waarneming waren gebaseerd. Hij leverde baanbrekende bijdragen aan de mechanica en gebruikte voor het eerst een zelfgemaakte voor hemelwaarnemingen. Hij zag dat Venus een volledige fasecyclus vertoonde en dat er kraters en bergen op de maan voorkomen, vlekken op de zon, dat er vier satellieten rond jupiter draaiden. Hij verdedigde hevig, misschien té hevig, de stelling van Copernicus waardoor hij, ook omwille van zijn waarnemingen, in conflict kwam met de . Het boek van Copernicus kwam op de Index Librorum (1616) en het onderwijzen van zijn theorie werd verboden. Ook boeken van Kepler en van Galilei kwamen op de Index te staan. Nu brak een tijd aan van waarnemingen en ontdekkingen. Studies van de maan, van de zon, van de planeten alsook ontdekkingen van nieuwe satellieten en nieuwe rond saturnus volgden elkaar snel op. De werd bepaald en ideeën over het ontstaan van het zonnestelsel begonnen op te duiken. Wat er echter nog ontbrak was het fundament van dit alles. Waarom draaien de planeten rond de Zon? Waarom in ellipsvormige banen? Waarom vloog de maan niet weg van de aarde?

Isaac Newton (1643 - 1727)
Newton heeft fundamentele doorbraken in de veroorzaakt. Hij bestudeerde de theorie van het licht (was de eerste die wit licht via een prisma in zijn kleuren ontbond), hield zich met chemie bezig maar ook met chronologie en theologie. Hij was een knap wiskundige die, samen met Leibniz (1646 - 1716), het infinitesimaalrekenen heeft uitgevonden. Hij heeft ook de spiegeltelescoop bedacht. Maar zijn grootste verdienste ligt in het opstellen van de theorie van de algemene . Deze verklaart waarom de maan rond de aarde draait, waarom de planeten rond de zon draaien, waarom een appel van een boom valt. De theorie kan de drie wetten van Kepler en de mechanica-experimenten van Galilei uitleggen. Getijden, de vorm van de aarde en de precessie worden nu duidelijk.

Een aantal onderzoekers ontwikkelden hieruit een mechanisch wereldbeeld. Men was ervan overtuigd dat het heelal een perfect Zwitsers uurwerk was. Men dacht dat de hoofdzaken in de fysica ontdekt waren en dat alles nu neerkwam op het invullen van nog enkele onbelangrijke details. Maar een nieuwe revolutie stond voor de deur. Steeds groter werd het aantal afwijkingen van de klassieke theorieën. Niet dat deze afwijkingen zo groot waren. Ze vormden wel een vervelende zaak die maar niet wou verdwijnen.

Edmund Hally (1656 - 1742
Edmond Halley was een Brits astronoom, hoogleraar te (1705) en directeur van de sterrenwacht van (1720). Halley bepaalde de positie van 340 sterren aan de zuidelijke hemel, resulterende in de catalogus stellarum Australium. Hij ontdekte dat de kometen van 1531, 1607 en 1682 dezelfde komeet was, die elke 76 jaar terugkeert. Deze komeet is nu bekend als de komeet van Halley. Ook ontdekte Halley de eigenbeweging van sterren, en drukte hij de Principia van Isaac Newton. Halley suggereerde om de venusovergangen van 1761 en 1769 te gebruiken om de astronomische eenheid te bepalen met behulp van parallax.

Albert Einstein (1879 - 1955)
En toen ontstond in het begin van de 20e eeuw de kwantummechanica met het onzekerheidsbeginsel van Heisenberg (1901-1976) en met bijdragen van onder andere Niels Bohr (1885 - 1962) , Max Planck (1858 - 1947), Schrödinger (1887 - 1961). Men kon exact voorspellen dat het ging gebeuren, wat er ging gebeuren, maar er bleef een onzekerheid in het waar en wanneer. Rond diezelfde tijd kwam Albert Einstein (1879 - 1955) op de proppen met zijn . Het was een gravitatietheorie die geldig is in systemen die erg versneld worden (of zich bevinden in de nabijheid van zeer grote massa’s) en voor objecten die met een snelheid vergelijkbaar met (maar kleiner dan) de lichtsnelheid bewegen. In zulke systemen schiet de gravitatietheorie van Newton tekort. In zijn theorie legt Einstein het verband tussen de structuur van de ruimte en de in deze ruimte aanwezige materie. Nu werd het mogelijk mathematische heelalmodellen op te stellen. Deze werden berekend door onder andere De Sitter (1872 - 1934), Friedman (1888 - 1925) en Lemaître (1894 - 1966). Een derde hoofdrolspeler, die iets later op het toneel verscheen, was de hoge energiefysica en de studie van de elementaire deeltjes. Het mag dan op het eerste gezicht verwonderlijk lijken maar de elementaire bouw van de materie en de evolutie van het heelal zijn erg nauw met elkaar verbonden. Tenslotte vergeet men niet de huidige wetenschapper Stephen Hawkings (1942 - 2018).