Top van pagina
Credit: NASA/Bill Dunford
Ontelbare generaties hebben naar de nachtelijke hemel gekeken om de fonkelende sterren en dansende lichtjes te observeren. Op donkere en afgelegen plaatsen, vóór de komst van de moderne metropolen van vandaag, moet de glinsterende nachtelijke hemel er werkelijk levend hebben uitgezien.
Eerdere dagen (en nachten)
Inheemse culturen over de hele wereld hebben lange tijd met het blote oog astronomische waarnemingen gedaan, waarbij vaak sterren, planeten en andere hemelverschijnselen werden waargenomen.
Deze gemeenschappen gebruikten hun kennis van de astronomie vaak voor:
- Navigatie
- Tijdwaarneming
- Landbouwplanning
- Spirituele en religieuze praktijken
Een nadere blik op de hemel
Oeroude astronomen uit de hele wereld deden veel vroege waarnemingen en voorspellingen. Historische verslagen bevatten vele sterrenkaarten, waaruit duidelijke pogingen blijken om de nachtelijke hemel in kaart te brengen en meer te weten te komen over het mechanisme van ons heelal.
Enige voorbeelden van vroege ontdekkingen zijn:
Planeten versus sterren
Babylonische astronomen in de eerste en tweede millennia voor Christus volgden vijf lichtpunten aan de nachtelijke hemel die anders bewogen dan de andere sterren deden. Zij concludeerden dat er iets fundamenteel anders bestond: deze vijf lichtpunten waren helemaal geen sterren. Historici en astronomen denken nu dat de Babyloniërs een van de eersten waren die de planeten Mercurius, Venus, Mars, Jupiter en Saturnus herkenden, die in verschillende perioden van het jaar met het blote oog zichtbaar zijn.
Een bolvormige Aarde
Al in de 6e eeuw v. Chr. documenteerden Griekse filosofen bewijs dat de Aarde een bol was. Zij merkten op dat de nachtelijke hemel er vanaf verschillende plaatsen op aarde gezien anders uitzag, wat duidt op het gebogen oppervlak van onze planeet. Zij zagen ook de ronde schaduw van de Aarde op de Maan tijdens maansverduisteringen. Deze filosofen waren zelfs in staat om de omtrek van de Aarde vrij nauwkeurig te berekenen. Zij deden dit door de lengte te meten van de schaduw die een voorwerp op precies hetzelfde moment, op twee verschillende plaatsen, wierp. Rekening houdend met de afstand tussen die twee locaties en het verschil in de lengtes van de schaduwen, berekenden zij dat de omtrek van de Aarde ongeveer 46.250 kilometer was. Dat ligt heel dicht bij de werkelijke waarde van 40.075 kilometer!
Heldere supernovae
In het jaar 185 documenteerden Chinese astronomen als eersten een supernova. Sindsdien zijn er verschillende supernova-explosies waargenomen, waaronder een bijzonder heldere in het jaar 1054, die (op zijn hoogtepunt) vier keer zo helder was als de planeet Venus, een van de helderste objecten aan de nachthemel. Sommige supernovae zijn zelfs helder genoeg om overdag zichtbaar te zijn!
Bewolkte sterrenstelsels
Het idee dat ons eigen sterrenstelsel – de Melkweg – slechts een van de triljoenen andere sterrenstelsels in het heelal is, dateert pas van ongeveer een eeuw geleden. Vóór die tijd dacht men dat nabije melkwegstelsels troebele regio’s van de Melkweg waren. De eerste gedocumenteerde waarneming van het naburige Andromedastelsel was in het jaar 964 door een Perzische astronoom die het beschreef als een “nevelige smurrie”. Eeuwenlang stond het in sterrenkaarten gewoon bekend als de “Kleine Wolk.”
De astrolabium, zoals deze die in 1553 werd ontwikkeld door de Franse klokkenmaker Jean Naze, is een navigatie-instrument waarmee de plaatselijke tijd en de plaats in breedtegraden kunnen worden bepaald op basis van de positie van hemellichamen. Hoewel de zon het meest wordt gebruikt, kunnen in totaal 58 erkende “navigatiesterren” helpen de plaats van de gebruiker te berekenen. Eén methode van astronavigatie maakt zelfs gebruik van de hoek van de maan om de tijd te berekenen, een belangrijk gegeven voor premoderne zeelieden die op onbekende zeeën reisden. (Credit: Marie-Lan Nguyen)
De Copernicaanse revolutie
Vóór de 16e eeuw werd algemeen aangenomen dat de aarde zich in het centrum van het zonnestelsel bevond en dat alle andere hemellichamen om de aarde heen draaiden. Dit staat bekend als het geocentrische model. Deze theorie kwam echter niet overeen met een aantal verwarrende waarnemingen van astronomen, zoals het pad van planeten die achteruit leken te bewegen op hun banen.
Wanneer we vanaf de aarde de planeten rond de zon waarnemen, lijken ze aan onze hemel niet altijd in één richting te bewegen. Soms lijken ze voor korte perioden achteruit te draaien. Dit wordt retrograde beweging genoemd en is een van de belangrijkste bewijzen dat de zon in het centrum van het zonnestelsel staat en dat alle planeten eromheen draaien.
In 1543 stelde de Poolse astronoom Nicolaus Copernicus een heliocentrisch model van het zonnestelsel voor waarin de planeten om de zon draaien. Dit model verklaarde de ongewone banen van de planeten die astronomen hadden waargenomen. De nieuwe theorie was een van de vele revolutionaire ideeën over de astronomie die tijdens de Renaissance naar voren kwamen.
Het werk van de astronomen Tycho Brahe en Johannes Kepler leidde tot een nauwkeurige beschrijving van de planeetbewegingen en legde de basis voor Isaac Newtons theorie van de gravitatie. Deze vooruitgang heeft het begrip van de mensheid van het heelal drastisch verbeterd. Hun observaties en onderzoeken werden versterkt door de uitvinding van de telescoop in het begin van de 17e eeuw. De Italiaanse astronoom Galileo Galilei populariseerde het gebruik van telescopen om hemellichamen te bestuderen en te ontdekken, waaronder de vier grootste manen van Jupiter. Ter ere van hem staan ze bekend als de Galileïsche manen.
Een uitdijend universum van kennis
In de daaropvolgende eeuwen formaliseerden astronomen over de hele wereld de studie van de hemel door gedetailleerde catalogi van sterren, sterrenhopen en nevels op te stellen. Nadat William Herschel in 1781 Uranus had ontdekt, opende hij in 1800 nieuwe onderzoeksterreinen door de ontdekking van infrarode straling – een soort licht dat voor het menselijk oog niet zichtbaar is.
Anderen profiteerden van de snelle vooruitgang op het gebied van optica en beeldvorming. In 1923 veranderde Edwin Hubble de wetenschappelijke kijk op het heelal fundamenteel toen hij met de Hooker-telescoop met een diameter van 2,5 m aantoonde dat de Andromedanevel zich tot buiten ons Melkwegstelsel uitstrekte.
Hubble’s ontdekking van de voortdurende uitdijing van het heelal maakte ook de weg vrij voor andere astronomen om over de oorsprong van het heelal te theoretiseren. De oerknaltheorie, voor het eerst voorgesteld door Georges Lemaître, werd later ondersteund door sterk bewijs: de ontdekking van de kosmische microgolf-achtergrond (CMB), vage “ruis” overgebleven van de enorme explosie waaruit alles in het heelal is ontstaan. De CMB werd bij toeval ontdekt door radioastronomen, slechts vijf jaar voor de maanlanding van de Apollo 11 in 1969.
Verbetering van de lancering en het ontwerp van satellieten stelde astronomen in staat nog meer gegevens te verzamelen over planeten binnen ons zonnestelsel in de tweede helft van de 20e eeuw. Verschillende ruimtesonde-robotcampagnes, waaronder Mariner, Venera en Voyager, gingen verder dan ooit tevoren.
Astronomie vandaag
De James Webb-ruimtetelescoop, een samenwerking tussen NASA, het Canadese ruimteagentschap en het Europese ruimteagentschap, is de meest complexe en krachtige ruimtetelescoop die ooit is gebouwd. Hij zal wetenschappers helpen het heelal beter te begrijpen vanuit zijn locatie in de ruimte. (Credit: NASA)
Tegenwoordige astronomen verzamelen gegevens over hemellichamen met behulp van enorme telescopen op de grond en in de ruimte. Deze moderne telescopen, uitgerust met enorme spiegels, stellen astronomen in staat om het licht van zeer zwakke en verre objecten op te vangen. Gespecialiseerde technieken en gevoelige wetenschappelijke instrumenten zijn ontwikkeld om niet alleen zichtbaar licht te bestuderen, maar ook het gehele elektromagnetische spectrum van licht, waaronder infrarood licht, radiogolven en röntgenstraling.
Grote, complexe telescopen en geavanceerde technieken hebben astronomen zelfs in staat gesteld om verschijnselen zoals zwarte gaten, verre exoplaneten en zwaartekrachtsgolven rechtstreeks waar te nemen.
Dankzij de pure grootte van zijn gouden spiegel van 6,5 meter is de James Webb-ruimtetelescoop de grootste ruimtetelescoop die ooit is gebouwd. Klaar om te lanceren in 2021, zal Webb zijn precisie-instrumenten gebruiken om in wolken van kosmisch stof te turen om infrarood licht van verre sterren en sterrenstelsels te verzamelen, waardoor Canadese astronomen een baanbrekende glimp opvangen van de vroegste momenten van ons universum en nooit eerder geziene planeten die rond andere sterren cirkelen.
Verken verder
- Astronomie in ons dagelijks leven
- Tips voor sterrenkijken
- De maan