De geschiedenis van de sterrenkunde1. Archeoastronomy: de studie over het ontstaan van de wetenschap

Het lijdt geen twijfel dat sinds de mens zich bewust werd van de beweging van de hemelobjecten, hij die beweging heeft trachten te begrijpen. Er kan terecht beweerd worden dat sterrenkunde aan de grondslag ligt van de wetenschap. Ongeveer 5000 tot 6000 jaar geleden was de mens een praktisch wezen voor wie de landbouw van cruciaal belang was. Het bestuderen van de hemel werd dan ook in veel gevallen gedaan in functie van deze landbouw. We geven 2 voorbeelden om dit te illustreren.

Stonehenge, gebouwd in verschillende fasen tussen 3200 v. C. en 2000 v.C. Waarschijnlijk werd het gebruikt voor astronomische doeleinden omdat sommige stenen speciale gebeurtenissen aangeven zoals de opkomst en de ondergang van de midzomer en midwinter zon.

Ongeveer 5000 jaar geleden viel de eerste dag waar de blauwe ster Sirius

zichtbaar was net voor de zon opkwam na een aantal dagen van onzichtbaarheid ( de heliakische opkomst) samen met de jaarlijkse overstroming van de Nijl. Deze overstromingen waren essentieel voor de landbouw en de opkomst van Sirius werd daarom nauwkeurig bestudeerd.

De luchtschachten in de konings- en koninginnekamer van de piramide van Cheops wijzen in de richting van heldere sterren van de toenmalige hemel. De vraag of dit toeval is of niet is nog steeds

onbeantwoord.

Het belang van Egypte voor de sterrenkunde in het algemeen is zeer beperkt: de invoering van het zonnejaar bestaande uit 365 dagen is misschien wel het enige vermeldenswaardige. De pseudowetenschap

vergelijkt graag de stand van de piramiden op het Gizeh-plateau met de stand van de gordelsterren van het sterrenbeeld Orion, resulterend in allerhande fantastische theorieën i.v.m. het

ontstaan van de beschaving. Echter, hun stand wordt bepaald door de geologische structuur van het plateau en daar komt slechts per toeval Orion bij kijken. De bouwwerken staan op het hardste deel van het plateau en de piramidebouwers kunnen terecht ‘Hard-rock ingenieurs’ genoemd worden.

De Chinese sterrenkunde was gebaseerd op een particuliere wereldvisie. In China dacht men dat de hemelgebeurtenissen een reflectie waren van de manier waarop dekeizer regeerde. Onverwachte gebeurtenissen werden als negatief beschouwd. Het gevolg is

dat de Chinese archieven een schat bevatten van data vannovae, supernovae, kometen en zoneclipsen.

De Maya waren uitstekende waarnemers van de hemel. Zij gebruikten hun kennis omtoekomstige gebeurtenissen te voorspellen. Hun voornaamste waarnemingen en berekeningenzijn beschreven in de Dresden Codex (foto hiernaast). De foto hieronder toont het Maya-observatorium van Chitzen Itza.

In Mesopotamia (Irak nu) vinden we de oudste records van sterrenkunde (tot 10.000 jaar oud). De Babyloniërs hebben misschien wel de grootste invloed gehad op de moderne sterrenkunde.

Ter illustratie: thans gebruiken we hun sterrenbeelden. Zoals in veel oude culturen werd de sterrenkunde bedreven in functie van astrologie. De Babyloniërs bewaarden hun waarnemingen op kleitabletten. Een voorbeeld is het Venus

Tablet dat hier is afgebeeld . Een grote doorbraak was hun invoering van het graden-systeem om hoeken te meten. De Grieken namen dit over alsook hun sterrenbeelden

In China dacht men dat een zoneclips betekende dat een draak de zon opat.

Achtergrondfoto: een maaneclips boven Stonehenge

Hypparchos(circa 160 v.C.)

Pythagoras (circa 500 v.C.)

Thales van Milete (circa 625-545 v.C.)

Geschiedenis van de sterrenkunde2. De Grieken

Zoals in Egypte was de sterrenkunde in de vroege periode van de Griekse beschaving vooral een praktische sterrenkunde, eveneens met het oog op de landbouw. Overdracht van kennis uit Mesopotamië in de 6de en de 5de eeuw v.C. en de ontwikkeling van de meetkunde lagen aan de basis van de ‘moderne’ Griekse sterrenkunde. Hieronder geven we een paar mijlpalen in de verdere ontwikkeling ervan.

Thales van Milete ontwikkelde de theorie van de platte Aarde die centraal stond in het heelal.

Pythagoras is bij de meesten bekend wegens zijn beroemde stelling. Maar hij was eveneens een astronoom. Volgens hem waren alle hemellichamen, ook de Aarde sferisch. De Aarde bevond zich in het midden van het universum. De sterren waren bevestigd aan een kristallen sfeer die dagelijks draaide rond een as die door het midden van de Aarde ging. De zeven planeten - Zon (dus ook als planeet beschouwd), Mercurius, Venus, Maan, Mars, Jupiter en Saturnus - bewogen eveneens op een eigen sfeer. Dit kosmologisch beeld is van grote invloed geweest voor de astronomie van de oudheid en de middeleeuwen.

Aristarchus was een wiskundige en sterrenkundige die het best bekend is als de eerste die een universum verdedigde waar de zon in het centrum stond. Hij was echter de enige astronoom van de Griekse wereld met dit idee. Aristarchos van Samos kan terecht de voorloper van Copernicus worden genoemd.

Aristarchos van Samos (circa 300 v.C.)

Eratosthenes (276-195 v.C.)

Aan Eratosthenes danken we de allereerste bepaling van de omtrek van de Aarde (de methode wordt geïllustreerd hiernaast). De omtrek (en de daaruit resulterende aardstraal) was correct tot op 1% van de huidige waarde en was veel beter dan de waarde die veel later door Columbus werd gebruikt.

Hipparchus ontdekte de precessie van de equinoxen, hij is de vader van de zogenaamde epicykeltheorie waarin het hemellichaamuniform bewoog op een cirkel (de epicykel) en waarvan het centrum op zijn beurt op een andere cirkel (de deferent) bewoog (zie bijhorende figuur). Hij bestudeerde eclipsen en stelde een sterrencatalogus samen met nauwkeurige posities. Een satelliet naar hem genoemd heeft dit werk onlangs overgedaan en uitgebreid.

Ptolemeus heeft de astronomische kennis van de Grieken samengevat in zijn Almagest. Het

universum van Ptolemeus (foto hiernaast) gaat uit van het geocentrisme van Pythagoras en de

epicykeltheorie van Hypparchos. Dit zou het standaarduniversum blijven tot in de 16de eeuw.

Claudius Ptolemeus(87-150 n.C.)

Achtergrondfoto: de gordelsterren van Orion (NASA)

Isaac Newton(1643-1727)

Tycho Brahe(1546-1601)

Johannes Kepler (1571-1630)

Galileo Galilei (1564-1642)

Nicolas Copernicus(1473-1543)s

Albert Einstein (1879-1955)

Het heliocentrisch universumVan Copernicus

De geschiedenis van de sterrenkunde3. Vanaf de 16de eeuw

Het geocentrisch model van het universum van Ptolemeus werd door de katholieke kerk verheven tot godsdienstig dogma en dit dogmawerd algemeen aanvaard tot in de 17de eeuw. Hieronder geven we een paar mijlpalen in de geschiedenis van de sterrenkunde vanaf de 16de eeuw.

Ironie van het lot: het was een Poolse katholieke priester, Nicolas Copernicus, die het geocentrisme in vraag stelde en het heliocentrisme (zie figuren hiernaast) propageerde.

Tycho Brahe was een uitzonderlijk waarnemer en bepaalde uiterst nauwkeurig de posities van hemellichamen, vooral van de planeet Mars. Tycho Brahe was geen voorstander van het heliocentrisme van Copernicus, vooral om godsdienstige redenen. Hij stelde zelf een alternatief voor, een soort geoheliocentrisme, gebaseerd op de vroegere epicycles.

Kepler was een vurig aanhanger van het heliocentrisme van Copernicus. Hij gebruikte de waarnemingen van Tycho Brahe om uiteindelijk zijn drie beroemde wetten te formuleren.

Galilei gebruikte als eerste een zelfgemaakte telescoop voor sterrenkundige waarnemingen. Met zijn waarnemingen verdedigde hij de stelling van Copernicus maar werd daarvoor door de katholieke kerk veroordeeld.

Isaac Newton was eengeniale wiskundige en astrofysicus die vermoedelijkvia de wetten van Kepler detheorie van de algemene gravitatie heeft opgesteld. Hij heeft samen met Leibniz (1646-1716) het infinitesimaalrekenen uitgevonden, hij heeft de spiegeltelescoop bedacht en hij bestudeerde de fysica van het licht

In het begin van de 20ste eeuw ontstond de kwantummechanica met bijdragen van Heisenberg (1901-1976), Bohr (1885-1962), Planck (1858-1947) en Schödinger (1887-1961). Het was in deze periode dat Albert Einstein zijn relativiteitstheorie ontwikkelde.