Artikelen

Artikel 47: De nachtelijke hemel

Door de lichtvervuiling kunnen wij in Nederland de sterrenkemel niet meer in volle glorie zien, dit heeft als gevolg dat de kennis over sterrenbeelden flink is verminderd. Dit komt omdat de nachtelijke hemel bijna altijd wordt verlicht door lampen, waardoor veel sterren niet meer zichtbaar zijn.
Vroeger (toen lichtvervuiling nog niet bestond) was men vertrouw met de sterrenhemel en zagen ze allemaal mythische figuren met verwijzing naar het goddelijke. Zo ontstonden er sterrenbeelden die allemaal een vaste plaats hadden tussen de andere sterren.

Het woord astronoom betekent ‘hij die de sterren benoemt’ (uit Grieks). Astronomie is niet hetzelfde als Astrologie
Griekenland is de bakermat van de astronomie.

Belangrijkste astronomen:
Eudoxus -> eerste die sterrenbeelden beschrijft
Hipparchus -> eerste die systematisch sterren catalogiseert en onderzoekt. Hij heeft een systeem bedacht om de helderheid te beschrijven. De groep met magnitude 1 zijn 2 keer zo helder als die met magnitude 2. Die zijn weer 2x zo helder als de sterren met magnitude 3. Nu gebruiken we dit systeem nog steeds alleen met iets andere getallen. Groep 6 is 100x zwakker dan groep 1, dus wanneer de magnitude met 1 toeneemt, neemt de helderheid met 2,516 keer groter wordt.
Ptolemaeus (= Almagest, de griekse naam) -> lijst met 48 sterrenbeelden (op 1 na wordt dit nog steeds gebruikt)
Al_Battani -> bekendste Arabische astronoom (maankraker Albategnius)
Al-Sufi -> neemt de ideeën van Almagest in een boek op
Er zijn nu 88 ‘officiële’ sterrenbeelden.

Artikel 48: De hemelglobe

Helderheid van de sterren die je ziet wordt bepaald door de afstand en de grootte.
Sterren lijken lichtpuntjes aan een hemelkoepel zonder diepte.

Als we naar een hemelkoepel kijken, kunnen we het volgende constateren:
- De hemel wordt begrens door de horizon. In het midden vind je de zenit, het punt recht boven je hoofd.
- Oost en west zijn verwisseld, dit komt omdat de hemel boven je hoofd zit. Om de sterrenkaart goed te kunnen lezen, moet je hem eigenlijk boven je hoofd houden met de bovenkant van de kaart naar het noorden gericht. Je zult zien dat oost en west dan goed zitten.
- De poolster staat in het midden en maakt deel uit van de Kleine beer.
- De witte band die over de hemel loopt, is de Melkweg. Alleen met een telescoop is vast te stellen dat deze uit talloze sterren bestaat.
- De Eclipta is de lijn waarlangs de planeten, zon en maan bewegen.
De sterrenhemel verandert al in de loop van de nacht. Dit komt door de draaiing van de aarde. In 24 uur maakt de aarde een heel rondje. Van sommige sterren ligt de gehele cirkel boven de horizon. Dit zijn circumpolaire sterren(beelden). Deze staan elke nacht aan de hemel. Er zijn ook sterren waarvan een groot gedeelte onder de horizon ligt, deze worden niet-circumpolaire sterren(beelden).
De Poolster is zo belangrijk omdat hij tamelijk helder is, een beetje eenzaam aan de hemel staat en vrijwel precies boven het noorden staat. De Poolster staat in het verlengde van de aardas en daarom verandert zijn positie aan de hemel niet.
Om bewegingen van sterren aan de hemel te begrijpen kun je beter een hemelbol gebruiken dan een hemelkoepel. Op ontdekkingsreizen werd er altijd een hemelglobe gebruikt. Als de hemelglobe juist werd gedraaid, kon altijd de hemelkoepel worden weergegeven. Je kunt met een hemelglobe ook onderzoeken wanneer sterren opkomen en ondergaan door hem te draaien.
Het Amizut is niets anders dan de kompasrichting (noord 0°, oost 90° etc.). Met de hoogte wordt de hoek bedoeld tussen de ster en de horizon. Om de hoogte te meten zijn er verschillende meetinstrumenten. Een van de oudste is het Astrolabium. Dit werd vooral gebruikt in astronomische observatoria, dit instrument moest worden opgehangen. Op de draaibare wijzer zaten twee kijkgaatjes waarmee kon worden gericht op een ster. De bijbehorende hoek kon dan worden afgelezen op een schaal langs de rand.


Artikel 50: Zon en aarde

Streken dichter bij de evenaar zijn warmer. Dit komt omdat daar de zonnestralen recht op het aardoppervlak vallen en dus over een klein oppervlak worden verdeeld.
In een warme omgeving reageert het lichaam door de arbeid te staken, dit om oververhitting tegen te gaan.
Dat is de reden van de siësta in streken die richting de evenaar liggen.

Meer last van ziektes in warme/tropische streken:
Voorbeelden;
Slaapziekte (verspreiding via tseetseevlieg). Het eencellige zweepdiertje dat wordt meegedragen door de vlieg en dat de ziekte veroorzaakt, bezit de mogelijkheid zijn antigenen te veranderen waardoor het onvindbaar wordt voor immuunsysteem. De ziekte moet dus worden bestreden met geneesmiddelen of door de overbrenger te doden.
Malaria (verspreiding via malariamug). De ziekte wordt overgebracht door een mug en is eigenlijk goed te behandelen. Niettemin zijn er wereldwijd miljoenen slachtoffers.
Bilharzia (vermeerdering via slakjes). Dit wormpje vermenigvuldigt zich door duizenden larfjes af te zetten die zich hechten aan de huid en binnendringen als men zich dan gaat krabben. Ze nestelen zich in het lichaam, groeien uit tot wormpjes, die gaan paren. De vrouwtjes leggen duizenden eitjes die richting lever of ingewanden gaan. De lever wordt vernield, er ontstaan ingewandsbloedingen, de spijsvertering en de ontlasting worden belemmerd. Het slachtoffer kan niet meer werken en raakt zo verzwakt dat hij uiteindelijk sterft met onduidelijke doodsoorzaak.

In koudere streken gaan parasieten die nodig zijn voor verspreiding dood door ‘winterkou’ . De winter is dus heel belangrijk voor ons.

De seizoencyclus wordt veroorzaakt door de beweging van de aarde om de zon.
Plaatje 50-3 (winter noordelijk halfrond, zomer zuidelijk halfrond): Het valt niet in te zien dat het voor het noordelijk halfrond midwinter is. Het gebied binnen de noordelijke poolcirkel is helemaal donker, het gebied binnen de zuidelijke poolcirkel helemaal licht. De plek die de meeste energie vangt en waar de stralen dus loodrecht invallen bevindt zich niet op de evenaar, maar op de steenbokskeerkring.
Pas over een kwart jaar zal de plaats van de loodrechte interval op de evenaar liggen. Na een half jaar is de situatie omgekeerd en is het zomer op het noordelijk halfrond en winter op het zuidelijk halfrond.
Wij danken de winter (de seizoenen) dus aan de scheve stand van de aardas, deze is ontstaan door een enorme botsing van de aardas met een ander hemellichaam. Mogelijk is toen een grote hoeveelheid materie losgeslagen waaruit de maan later ontstond.
Als de aardas rechtop had gestaan zouden wij geen seizoenen hebben gekend. Overal zou de dag even lang duren als de nacht

Eratosthenes (275 – 194 voor Chr. ) was de eerste die de temperatuurverschillen behorende bij de seizoenen in kaart bracht.
- Hij bepaalde de hoek die de zon ten opzichte van de aarde maakte in Alexandrië (Cyrene, nu Libië) Dit deed die na een tip dat als de zin op zijn hoogste punt stond (21 juni), de bodem van de put te zien was. Hieruit constateerde hij dat de aarde loodrecht op de put moest staan (bleek 7°)
- Hij berekende daarna (met een schets) wat de omtrek van de aarde moest zijn
Localisering:
Eratostenes: deed een eerste poging tot het vaststellen van breedte- en lengtegraden.
Hipparchos: verbeterde dit met een poging om ‘klimata-lijnen’ rond de aarde te trekken. Zijn indeling wordt nog steeds gebruikt.
Ptolemaeus (vader van de moderne geografie): bepaalde van vele plaatsende locatie en maakt een eerste wereldkaart op basis van positiebepaling door middel van breedte- en lengtegraden.
Seizoenen

Artikel 52: De maan aan de hemel

Model dat zicht op de maan verklaart gaat uit van:
- Een rechte aardas
- Een ‘rechte’ baan van de maan rond de aarde
- Draaiing van de maan om zijn as in 4 weken
- Draaiing van de maan om de aarde in 4 weken
Werkelijkheid:
- Een scheve aardas
- Een ‘hellende’ baan van de maan rond de aarde
- Draaiing van de maan om zijn as in 27,3 dagen
- Draaiing van de maan om de aarde in 27,3 dagen
Om te positie van de maan aan de nachtelijke hemel te bepalen neem je het punt in het midden van maan.
Dit punt is het ‘te verwachten’ middelpunt als de maan vol is/zou zijn.

De maan bekijken:
Galilei: op de maan zijn bergen en zeeën
Riccioli: gaf namen aan de bergen, zeeën en kraters.
Met ontstaan van grotere telescopen zag met kraters in de ‘zeeën’ -> onwaarschijnlijk dat hier water was.
Newton: kwam met theorie over zwaartekracht -> maan kon geen atmosfeer vasthouden -> zeer hoge temperatuur overdag -> vloeibaar water was onmogelijk

De maan bekijken, huidige uitzichten:
huidige kraters zijn ontstaan door inslagen van meteorieten.
4,5 miljard jaar geleden:
- Vele inslagen maakten oppervlakte vloeibaar -> lichte stenen kwamen naar oppervlak -> hoogvlaktes
- Zeer grote meteorieten sloegen bekkens die zich vulden met lava -> basaltvlaktes -> ‘zeeën’
Eerste mens op de maan; Neil Armstrong

Eb en vloed door de maan
- Doordat er energie van de maan gaat zitten in het ‘maken’ van ‘eb en vloed’ raakt deze steeds verder van de aarde vandaan -> de kracht waarmee aarde en maan elkaar aantrekken zal steeds minder worden en uiteindelijk zal de aarde haar maan verliezen.

Artikel 56: Wereldbeeld

Hoe is ‘de mens’ gekomen tot het huidige wereldbeeld?
1. Bevolking Noord-India (-> goden)
- Meru, de ‘berg der bergen’ waar de goden woonden en dit was het middelpunt waar 7 andere bergketens heen lagen. Voorbij de zevende keten lagen aardse continenten en daaromheen wentelden de zon, maan en sterren. De zijden waren naar de 4 windstreken gericht en de zijde naar de mensen was van blauw saffier (blauwe lucht). De andere zijden waren van blauw, kristal en robijn.

2. Mesopoptamië (-> goden)
- iedere grote stad had een Ziggurat (hoge plek, voor gemak goden om af te dalen)
Bekendste is toren van Babel (van Pieter Brueghel de Oude)

3. Turkije (goden -> ‘oer’-zaken (oorzaken))
- Thales van Milete -> alles is water.
 Hij ging de veranderingen verklaren zonder alles op de goden te schrijven, dit was een zeer belangrijke verandering in de manier van denken.
 Hij ging zoeken naar een natuurwetenschappelijke verklaring.
 Hij dacht dat de aarde een platte schijf was, een schip in een enorme oceaan.
- Anaxagoras (500 – 429 v. Chr.)
 Aarde is een platte schijf
 Zon = gloeiende steen
 Maan krijgt licht van steen
 Zonsverduistering doordat de maan voor de zon schuift (klopt!)
 Wordt verbannen omdat de Grieken denken dat de hemellichamen de Goden zijn.
- Grieken:
 Maansverduistering doordat aard tussen zon en maan schuift (klopt)
 als aarde = platte schijf, dan meestal ovaalvormige schaduw (klopt niet)
 altijd ronde schaduw, dus aarde is rond
- Pythagoras
 bolvormige aarde, want bolvorm is volmaakt
 10 hemelse fatcoren: zon, maan, aarde, tegenaarde, 5 planeten, sterren -> alle sferen draaiden rond een groot centraal vuur (zon)
 ‘hemelse harmonie’ (muziek) die niet te horen is voor de mens

- Plato (4de eeuw voor Chr.)
 Waarnemingen leveren alleen indirecte informatie op -> afschaduwingen van de werkelijkheid
 Zintuigen geven een vals beeld
 ‘idee’ is wat er werkelijk is -> alleen te achterhalen door erover te denken.
 Hemellichamen bewegen zich in cirkels in een oneindige, gelijkmatige beweging.

- Aristoteles (4de eeuw voor Chr.)
 Men komt tot de waarheid middels zintuiglijke waarneming!
 Bolvormige aarde:
o Schepen onder de horizon kunnen zien ‘verdwijnen’
o Sterrenhemel verandert
 ‘ondermaans’ -> wereld van het tijdelijke en vergankelijke
o De wereld van de 4 elementen, aarde en water zijn de zwaarste.
o Aarde en water gericht naar het middelpunt van de kosmos
o Vuur en lucht zijn licht en zijn naar boven gericht
o Aarde als centrum van heelal
 ‘bovenmaans’ -> eeuwige onvergankelijke wereld van de hemellichamen
o Een vijfde vorm van materie: de kwintessens (quita essentia) oftewel ether.
o Hemellichamen hebben een natuurlijke cirkelvormige beweging zonder begin en eind
Deze geocentrische denkbeelden hielden stand tot de 15e eeuw. (geocentrisch = aarde als middelpunt)

Artikel 57: Geocentrisch of heliocentrisch?

Wetenschappelijk denken vanaf de Romeinse tijd:
- Romeinen konden niet gezien worden als wetenschappers.
- Christendom: de Bijbel geeft alle geoorloofde antwoorden.
- Dertiende eeuw: vertaling van het eerste werk van Aristoteles (Willem van Moerbeke)
- 1210: colleges over Aristoteles verboden door kerk.
- 1277: Tempelier publiceert lijst met ‘verfoeilijke vergissingen’ van Aristoteles.
Wereldbeeld
- 14de en 15de eeuw: geocentrisch wereldbeeld van Aristoteles werd aangehangen:
 Aarde staat stil, hemelsferen bewegen rond aarde
 Hemel is onvergankelijk, onveranderlijk en ontoegankelijk voor aardse wezens en voorwerpen.
 Enige mogelijke beweging aan de hemel is een eenparige cirkelbeweging.
Probleem geocentrische wereldbeeld (van Aristoteles):
- Voorspellingen doen bleek niet mogelijk
- De retrograde beweging van Mars is niet te verklaren.
- Volkomen ongeschikt voor astronomische waarnemingen.
Oplossing probleem geocentrische wereldbeeld door Grieken:
- Planeten hebben meerdere cirkelbewegingen
- Model Ptolemaeus om verschillende hemelverschijnselen te voorspellen -> toepassing van dit model haalde echter het model van Aristoteles steeds meer onderuit
- Bij toename eisen aan de voorspellingen van Ptolemaeus werd het model ingewikkelder en uiteindelijk lukte het voorspellen niet meer.
Na het bezwijken van de theorie van Ptolemaeus ging ook het Aristotelische wereldbeeld ten onder. Deze episode wordt aangemerkt als een wetenschappelijke revolutie.

Oplossing voor falen model Ptolemaeus:
Copernicus (1473 – 1543): kwam met heliocentrisch wereldbeeld -> alle planeten, inclusief de aarde, draaien om de zon.
Model maakte het mogelijk de plaat svan de planeten aan de hemel te voorspellen. Dit model had echter nog wel ‘hulpcirkels’ nodig om de plaats van de planeten te kunnen voorspellen! (klopte dus nog niet met het huidige wereldbeeld)
Met het heliocentrisch wereldbeeld kon de plaats van de planeten aan de hemel voorspeld worden.

Artikel 58: “Eppur si muove’
Riccioli (1598 – 1671) :
- Zon draait rond de aarde
- Planeten draaien om de zon en dus ook om de aarde
Galileo Galilei (1564 – 1642):
- Kundig op meerdere gebieden (instrumentmaker en hoogleraar)
- Een grondlegger van de moderne natuurkunde -> verrichtte systematische experimenten
- Vond bewijzen voor een heliocentrisch wereldbeeld
- Bouwden een telescoop op basis van die van Hans Lippershey:
o  Oculair (holle lens vlak bij oog)
o  Objectief (bolle lens op grotere afstand)
- Schokte anderen omdat hij Gods werk bespiedde
- Maan was niet volmaakt -> vertoonde kloven en dalen
- Zon was niet volmaakt -> vertoonde vlekken -> draait in 30 dagen om as
- Jupiter had 4 manen -> aarde was dus niet uniek als hemellichaam waar andere hemellichamen omheen draaiden. Ook andere hemellichamen konden het middelpunt van een cirkelbeweging zijn.
- Dit was het belangrijk bewijs vóór het heliocentrische wereldbeeld
- Schijngestalten van Venus: definitief bewijs vóór heliocentrisch wereldbeeld
- Retrogade beweging Venus
- Traagheidsbeginsel: als de aarde beweegt, dan beweegt alles er op met de aarde mee. (bv. Touwtje blijft recht naar beneden hangen in rijdende trein)
- Conflict met kerk over denkbeelden:
o Kardinaal Bellarmini (hoofd van Inquisitie)
o Paus Urbanus VIII -> naar aanleiding van het boek ‘de Dialoog’ waarin het orthodoxe denken als de figuur Simplicio werd voorgesteld.
o Orde van de Jezuïten
- Moest verklaren dat opvattingen alleen wiskundige beschrijving was (van Kardinaal Bellarmini), kreeg huisarrest voor de rest van zijn leven.
- Pas in 1992 geeft het Vaticaan zijn ongelijk toe

Artikel 59: Tycho Brahe en Johannes Kepler

Het antwoord op een aantal problemen kwam voort uit de samenwerking tussen een waarnemer en een theoreticus. Deze samenwerking tussen theorie en praktijk is kenmerkend geworden voor de moderne wetenschap en wordt nu nog steeds gebruikt op universiteiten
Tycho Brahe (1546 – 1601)
- Had interesse in astronomie
- Deed al op 17-jarige leeftijd een waarneming (bijzondere samenstand Saturnus en Jupiter) die bewees dat astronomische tabellen onnauwkeurig waren
- Stichtte een enorm wetenschappelijk centrum met een astronomisch observatorium:
 Muurkwadrant om de hoogte van een ster aan de hemel te meten. Dit deed hij met boogminuten. Een waarnemer keek door een gat in de muur en wanneer de planeet in het midden van het gat stond, schreef hij de resultaten op (in boogminuten)
- Astronomische metingen werden nauwkeuriger
- Belangrijke (voorbeeld)rol als empirisch onderzoeker
Johannes Kepler (1571 – 1630)
- Lutheraan en mysticus
- Wiskundeleraar
- Assistent van Brahe
- Kritische, intelligente onderzoeker -> baanbrekend wetenschappelijk werk
- Wetenschappelijke doorbraak op terrein van optica
- 3 wetten van Kepler:
1. Planeten bewegen in een ellips (= verzameling punten waarvan de som van de afstanden tot de brandpunten constant is)
om de zon. De zon staat in één van de brandpunten
2. In gelijke tijden doorloopt een planeet gelijke oppervlakten -> een planeet dichter bij de zon gaat sneller
3. De omlooptijd van een planeet neemt toe naar mate zijn afstand tot de zon groter is. De omlooptijd neemt sterker toe dan de afstand. Als de afstand toeneemt met de 2de macht, dan neemt de snelheid toe met de 3de macht.

Komeet:
- Baan is een platte ellips om de zon
- Een komeet is een soort van vuile ijsbol met een omvang van enkele km. Als de komeet te dicht in de buurt van de zon is, begint het ijs te verdampen. Gassen en stoffen worden door de druk van de zonnestraling worden weggeduwd waardoor er een staart ontstaat (die is dan natuurlijk van de zon afgekeerd). Als de komeet zich van de zon verwijdert, verdwijnt de staart weer.
- Hoe meer hij de zon nadert, hoe hoger de snelheid. Dit komt door de aantrekkingskracht van de zon. Voorbij het perihelium (de baanpositie met de kortste afstand tot de zon) neemt zijn snelheid weer af want nu remt de aantrekkingskracht de snelheid af.
- Hoe groter de afstand tot de zon, hoe lager de snelheid
- Men vermoedt dat de kometen meestal niet erg actief zijn omdat ze de meeste tijd ver van de zon verwijderd zijn.
- Edmont Halley vermoedde naar aanleiding van gedane waarnemingen als eerste dat kometen in een baan rond de zon bewegen. De komeet waar hij dit over voorspelde is naar hem vernoemd.

Komeet van Halley (1986):
- Bevat stofdeeltjes met een koolstofgehalte dat overeenkomt met de zon -> aanwijzing dat kometen gelijk met het zonnestelsel zijn ontstaan
Satellieten:
- naam van alles dat in een (stationaire) baan rond een planeet draait (dus ook de maan)
- de wetten van Ketler zijn algemener dan gedacht, ze gelden ook voor satellieten die om een zwaar hemellichaam draaien.
- er is sprake van 2 concentraties satellieten:
  0 satellieten die vlak om de aarde circuleren
  0 satellieten die zich in de geostationaire baan bevinden. Dit zijn satellieten die boven een vast punt om de aarde hangen, belangrijk voor tv en radio!!