Hoofdstuk 4 - Het heelal

H4 Het heelal

§1 Hoe is het heelal gebouwd?, blz. 244

§1.1 Wegwijs in tijd en ruimte, blz. 245
Vorm van de aarde
Sommige mensen waren al voor het begin van onze jaartelling overtuigd van het feit dat de aarde rond is, zoals de Griekse geleerde Eratosthenes (276-196 v Chr.). Hij zag dat wanneer zonnestralen ergens geen schaduw gaven dat verderop wel zo was. Door de afstand tussen die twee punten te bepalen en de hoek van de schaduw te weten, kon hij berekenen wat ongeveer de omtrek van de aarde moest zijn. Hij berekende dat het 40.000 km. moest zijn.
De zon
Het lijkt voor ons of de zon in het oosten opkomt en in het westen weer ondergaat. Dit lijkt zo omdat de aarde om haar as draait, de aarde draait dus van west naar oost. Er is dus een schijnbare beweging van de zon. Het oudste instrument om de hoogte van de zon te bepalen is de zonnewijzer. Hoe hoger de zon des te korter de schaduw. De maximale zonhoogte verandert het hele jaar door.
De sterrenhemel
De sterrenhemel beweegt ook schijnbaar. In de oudheid hebben mensen groepjes sterren benoemd, sterrenbeelden. De Poolster staat precies in het verlengde van de as van de aarde, daarom lijkt het of deze ster als enige stilstaat.
De maan
1969 – Mensen zetten voet op de maan. Voert ook een schijnbare beweging uit. Al vanaf de Oudheid is men ervan overtuigd dat de maan in een baan om de aarde draait. Door deze draaiing zien we zogenaamde schijngestalten van de maan.

§1.2 Het zonnestelsel, blz. 248
Er draaien 8 (een tijd geleden nog 9) planeten om de zon, dit noemen we het zonnestelsel. Ze draaien in ellipsvormige banen. Hoe groter de straal van de baan van de planeet om de zon, des te langer de omlooptijd. De zon is een grote gloeiende gasbol, de straal is 700.000 km. Dit is groter dan 2x de afstand maan-aarde. Alle planeten zijn veel kleiner dan de zon. De meeste planeten hebben manen, dit zijn dus hemellichamen die om een planeet draaien.

§1.3 Oude denkbeelden over het heelal, blz. 250
Sterrenkunde in het oude Griekenland
De meeste wetenschappers waren ervan overtuigd dat alles om de aarde draaide, de aarde was het middelpunt van het heelal. Dit geocentrische model werd door Ptolemaeus (120-180 na Chr.) uitgewerkt. Dit model werd tot ongeveer 1500 na Chr. geaccepteerd.
Het wereldbeeld van Ptolemaeus
Volgens de bijbel is de aarde het middelpunt van het heelal, dit kwam overeen met het wereldbeeld van Ptolemaeus. Kritiek om het wereldbeeld was kritiek op de bijbel, daardoor kon het idee zo lang standhouden. Astronomen kwamen later steeds meer problemen tegen die ze met het stelsel van Ptolemaeus niet konden verklaren, maar hielden toch maar aan de bijbel vast. St. Thomas van Aquino (1225-1274), katholiek theoloog en filosoof, liet zien dat de natuurwetten van Aristoteles overeenkwamen met het christendom.
Het wereldbeeld van Copernicus
Copernicus (1473-1543) schreef een boek, waarin hij zei dat de planeten om de zon draaien. Hij liet het pas aan het eind van leven publiceren, want hij wist dat het boek gezien zou worden als ketterij. Copernicus’ theorie had veel meer samenhang dan die van Ptolemaeus, maar het duurde ongeveer een eeuw totdat het door de astronomische wereld werd aanvaard.
Maatschappelijke ontwikkelingen in de zestiende eeuw
In de vijftiende eeuw ontstond er in Italië een beweging van geleerden, kunstenaars en rijke lieden, later ook edellieden en vorsten, die ontevreden waren over hun eigen tijd. Ze gingen de oude Griekse en Romeinse cultuur opnieuw bestuderen. Dit was het begin van de Renaissance, de wedergeboorte van de klassieke cultuur. In de vijftiende en zestiende eeuw breidde het zich over heel Europa uit. Aan het begin van de Renaissance moest de natuurwetenschap zich nog helemaal ontwikkelen, dit wordt de wetenschappelijke revolutie genoemd. Belangrijke kenmerken van de wetenschappelijke revolutie:
- Nieuwe manier van onderzoeken. Observeren, experimenteren en redeneren.
- Grote toename van kennis.
Van Copernicus tot Galilei
Tycho Brahe (1546-1601) was een Deense astronoom. Hij richtte een sterrenwacht op waar hij 21 jaar werkte. Hij onderwierp de waarnemingen waar iedereen vanaf Ptolemaeus mee werkte aan een nauwkeurig onderzoek en slaagde erin deze met het blote oog nauwkeuriger te maken. Zelf was hij geen aanhanger van Copernicus. Later ging hij naar Praag, waar hij stierf. Hij werd opgevolgd door Johannes Kepler (1571-1630), wel aanhanger van Copernicus. Hij wilde met de meetgegevens van Tycho Brahe de juistheid van het Copernicaanse stelsel bewijzen. Na een onderzoek van negen jaar moest hij opgeven dat de planeten eenparig zouden bewegen. Hij erkende als eerste dat de grondvormen van de banen van de planeten geen cirkels, maar ellipsen waren.

§1.4 Galileo Galilei ‘bewijst’ het gelijk van Copernicus, blz. 256
Zeventig jaar na het verschijnen van het boek van Copernicus, kwam Galilei (1564-1642) in de ban van Copernicus’ ideeën. Hij was wiskundigen en natuurkundige. Hij vond de verrekijker opnieuw uit en durfde openlijk voor zijn menig uit te komen en, zo nodig het conflict aan te gaan.
Heruitvinding van de Hollandse kijker
In 1609 hoorde Galilei dan een Hollander, Hans Lippershey uit Middelburg, een verrekijker had geconstrueerd. Aan de hand van beschrijvingen was hij in staat er zelf een te bouwen. Hij zag nu meer sterren, dan hij met het blote oog zag, hij zag dat Venus schijngestalten had en nam de planeet Jupiter als een schijfje waar. Hij publiceerde zijn bevindingen (1610) tegelijk met zijn waarnemingen dat de maan kraters had en dat de melkweg uit tienduizenden sterren bestond. In 1611 ging hij naar Rome. Sommige van de geleerden daar (Jezuïeten) zagen dat hij gelijk had en dat het stelsel van Ptolemaeus dus fout was. Nu moesten ze kiezen tussen dat van Copernicus of dat van Tycho Brahe. Ze kozen dat van Brahe, omdat daar de aarde in ieder geval nog in het midden stond. Galilei bespotte vaak openlijk mensen en raakte zo de gunst van de Jezuïeten kwijt. Uiteindelijk lukte het hem wel om ook de aanhangers van de kerk achter zich te krijgen. In zijn laatste boek beschreef hij een dialoog tussen drie mannen, 1 voor Copernicus, 1 bereid zich te laten overtuigen en 1 voor Ptolemaeus, hij gebruikte alle argumenten van de kerk. Galilei werd voor dit boek tot levenslang huisarrest veroordeeld (1633). Galilei heeft in zijn leven geen grote ontdekkingen gedaan, maar wel:
- Legde het fundament van de mechanica.
- Breidde het instrumentarium van de sterrenkundigen uit met de kijker.
- Was in staat om met de kerk een gevecht te voeren over de interpretatie van natuurwetenschappelijke waarnemingen en theorieën.

§2 Een nieuwe wetenschap wordt volwassen, blz. 261

§2.1 Hoe kun je iets bewijzen?, blz. 262
Deductie: Toepassen van een algemene regel op een specifieke situatie.
Copernicus, Kepler en Galilei redeneerden precies andersom, volgens inductie.
Inductie: Algemene regel afleiden uit een aantal specifieke gevallen.
Alleen het ‘bewijzen’, aantonen dat iets zonder enge twijfel juist is, was vaak het probleem. Galilei was niet in staat te bewijzen dat de aarde en de andere planeten om de zon draaien.

§2.2 Francis Bacon, blz. 263
Francis Bacon, Engelse filosoof, staatsman en schrijver (1561-1626). Hij formuleerde aan het begin van de zeventiende eeuw een duidelijke visie op de werkwijze die men in de nieuwe wetenschap moest hanteren.
- Verzamelen gegevens.
- Hypothese
- Testen van de hypothese.
- Als goed dan hypothese nieuwe wetenschappelijke theorie, als fout nieuwe hypothese.

§2.3 Christiaan Huygens, blz. 264
Christiaan Huygens (1629-1695), Nederlander, hield zich bezig met astronomie, optica, natuurkunde en wiskunde. Deed onderzoek naar telescopen, ging samen met zijn broer Constantijn lenzen slijpen. Ontdekte in 1655 een maan van Saturnus, Titan. Publiceerde zijn waarnemingen in 1659, Systema Saturnium.

§2.4 Sir Isaac Newton, blz. 265
Geboren in 1642, in Engeland. Ging studeren aan de universiteit van Cambridge, hij was geïnteresseerd in de werken van andere geleerden, Galilei, Descartes, Kepler enz… Toen in 1655 de pest in Londen uitbrak sloot de universiteit tijdelijk. Toen hij weer terug naar de universiteit ging had hij alle grote problemen opgelost, zoals de kleuren van het licht, wiskundige beschrijving van de beweging van alle voorwerpen op aarde en de beweging van de planeten, de gravitatie. Hij was toen24 jaar oud. Hij werd hoogleraar op de universiteit en werd lid van de Royal Society (of London for promoting Natural Knowledge) Vanaf 1702 was hij voorzitter. Door het tijdschrift dat ze uitgaven werden zijn ideeën over heel Europa bekend. In 1699 werd hij directeur van de Engelse munt. Hij stierf in 1726.
De betekenis van de Principia
Het boek van Newton over de wiskundige begindelen van de natuurfilosofie, wordt kortweg Principia genoemd. Het bestaat uit drie boeken. In de eerste twee staan wetten en regels van de mechanica, deze boeken zijn vooral gebaseerd op het werk van Galilei. Het derde boek gaat over de wetten van Newton. Hierin beschrijft hij ook de aantrekkingskracht tussen alle dingen, die je kunt berekenen met de formule: F = f x ( ( M1 x M2 ) : r² )
Popularisering van Newtons werk
De Franse schrijver Voltaire werd vanwege zijn satirische publicaties in 1725 verbannen naar Engeland, daar kwam hij in contact met de ideeën van Newton. In Frankrijk geloofden de meeste mensen op dat moment heel andere dingen dan in Engeland. Toen hij weer naar Frankrijk ging, vertaalde de markiezin du Châtelet de Principia in het Frans. In 1737 schreef Voltaire het boek: De filosofie van Newton voor iedereen, hierin stonden ook voorbeelden van de situaties, maar dan veel simpeler, zodat iedereen het kon begrijpen.

De methode van de natuurwetenschappen volgens Newton
Bij de beoefening van de natuurfilosofie moet je volgens Newton aan vier verschillende regels denken:
- Bij de bestudering van natuurverschijnselen gaan we alleen uit van ware oorzaken. Je neemt niet meer oorzaken als een verklaring dan strikt nodig zijn.
- Je moet dezelfde soort verschijnselen met dezelfde soort oorzaken verklaren.
- Eigenschappen van voorwerpen, waarmee men kan experimenteren, moet men beschouwen als universele eigenschappen van al deze voorwerpen.
- In de experimentele natuurfilosofie moet men de wetten die door inductie uit verschijnselen gevonden zijn óf als exact waar, óf als bijna exact waar beschouwen, tenminste zolang er geen tegenbewijs wordt gevonden. Is dat wel het geval, dan moet men deze wetten nauwkeuriger formuleren of als een bijzonder geval van en nieuwe wet zien.
Met Isaac Newton was de Copernicaanse revolutie afgerond.

§2.5 Een beter instrumentarium, blz. 272
William Herschel (1738-1822) bouwde en gebruikte spiegeltelescopen, hiermee kon je ook goed zwakke sterren bekijken.
Sterrencatalogi
Herschel nam voor zijn tijd enorm veel objecten aan de hemel waar en toonde als eerst aan dat de gravitatiewet van Newton ook buiten ons zonnestelsel werkzaam is. Hij stelde een catalogus samen waarin de sterren volgens afnemende helderheid gerangschikt waren.
Infraroodstraling
Hij liet zonlicht op een prisma vallen en legde 3 thermometers neer. Hij zag dat de hoogste temperatuur net voorbij het zichtbare rode deel van het spectrum was, hier was namelijk infrarood straling, ook wel warmte straling.
De ontdekking van de planeet Uranus
In 1781 ontdekte Herschel de planeet Uranus, het was de eerste nieuwe planeet die sinds de Oudheid ontdekt was. Herschel werd lid van de Royal Society of London.
Nevels aan de sterrenhemel
Het grootste deel van het werk van Herschel bestond uit het waarnemen van nevels, dit zijn objecten buiten het zonnestelsel. Hij werkte hier twintig jaar lang aan, samen met zijn zus Caroline. Er ontstond een catalogus van 2500 nevels voor het noordelijk halfrond.

§2.6 De afstand van de sterren, blz. 276
De Britse astronoom Edmond Halley (tijdgenoot van Newton) wist dat sommige sterren bewogen. Dit toont aan dat niet alle sterren op dezelfde afstand stonden, maar op welke afstand dat dan wel was, da wist hij niet. De Duitse astronoom Friedrich Bessel lukte het om in 1838de afstand van een ster te bepalen, met de parallaxmethode.

§3 Een moderne kijk op het heelal, blz. 277

§3.1 Bliep… Bliep…, blz. 278
De Sovjetunie heeft op 4 oktober 1957 de eerst kunstmaan gelanceerd, de Spoetnik 1. Snel daarop volgde ook de VS. In het begin waren allen deze twee grot landen in staat satellieten te lanceren. Tegenwoordig worden satellieten voor verschillende doeleinden gebruikt, wetenschappelijk onderzoek, communicatieverbindingen, de navigatie van vliegtuigen enz…

§3.2 Onderzoek van de ruimte, blz. 278
Tussen 1959 en 1971 was het programma van zowel de Sovjetunie als de VS gericht op de maan, de omgeving van de zon en de planeten Mercurius, Venus en Mars. In de latere jaren kwamen ook de grote planeten aan bod.

§3.3 Ons zonnestelsel, blz. 278
Ons zonnestelsel bestaat uit een ster die we zon noemen, de planeten Mercurius, Venus, aarde, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. Verschillende planeten hebben manen. Verder zijn er nog kometen, planetoïden en meteoroïden. Alles draait om de zon. Het hele zonnestelsel draait weer om het midden van ons melkwegstelsel, een platte schijf van 200 miljard sterren. Het dichtstbijzijnde melkwegstelsel in het Andromedastelsel, op 2 miljoen lichtjaar afstand.
Onze ster: de zon
De zon is onze belangrijkste bron van elektromagnetische straling, vooral warmte en licht. De zon bevat ongeveer 98%-99% van alle massa in ons zonnestelsel. De afstand tot de zon is 150 miljoen kilometer en ze heeft een middellijn van 1,4 miljoen kilometer. De zon is 1,3 miljoen x zo groot als de aarde. Buitenste zichtbare laag heet fotosfeer, is ongeveer 6000 °C, vertoon zonnevlekken = deuk in zonsoppervlak, hier temperatuur lager 4000 °C. Zonnevlekken ontstaan en verdwijnen volgens een cyclus die elf jaar duurt. Door reacties in de zon verdwijnt elke seconde 5 miljoen ton massa in de vorm van energie. De zon wordt dus steeds lichter. Boven fotosfeer is de atmosfeer van de zon. Tot 5000 km. boven het zonsoppervlak is chromosfeer en daarboven corona. We kunnen de atmosfeer alleen onderzoeken en zien tijdens een zonsverduistering. De zon schijnt al 4,6 miljard jaar en kan nog 5 miljard jaar doorgaan. Daarna zal de zon opzwellen omdat er andere reacties zullen gaan plaatsvinden. Uiteindelijk zal de aarde in de zon verdwijnen. Daarna rode reus, witte dwerg en dan nog een triljoen jaar afkoelen.
Mercurius
Staat het dichtst bij de zon en is het kleinst. Vanaf de aarde kunnen we geen details zien van Mercurius. Aan oppervlakte inslagkraters en bergen, bijna geen atmosfeer. Overdag 400 °C en ’s nachts kan de temperatuur dalen tot -180 °C, vooral omdat de atmosfeer d warmte niet kan vast houden.
Venus
Wordt bedekt door een dik wolkendek, wat uit druppeltjes zwavelzuur bestaat. Ongeveer zelfde afmeting, dichtheid en volume als de aarde, ook wel onze zusterplaneet genoemd. Geen oceanen, dikke atmosfeer die voornamelijk uit koolstofdioxide bestaat. Het is er 482 °C.
De aarde
Ook de aarde wordt vanuit bemande/onbemande ruimtevaartuigen door de mens onderzocht.
De maan
Het oppervlak bestaat bijna geheel uit kraters. Afstand tot de maan is 384.000 km. en de middellijn in 3400 km. In 1969 stond de eerste mens op de maan.
Mars
Wordt ook wel de rode planeet genoemd en is de vierde planeet vanaf de zon.
De planetoïdengordel
De planetoïdengordel ligt tussen Mars en Jupiter. Planetoïden zijn kleine planeetjes, die alle in een baan met dezelfde straal om de zon draaien. Het is materiaal wat bij de vorming van het zonnestelsel is overgebleven.
Jupiter
Jupiter is de grootste planeet van ons zonnestelsel. Hij bezit ook een ringenstelsel, maar het is te zwak om vanaf de aarde waar te worde genomen. Voor zover nu bekend heeft Jupiter 16 manen. (Op Jupiter komen vaak grote wervelstormen voor, dit kunnen we op foto’s zien.)
Saturnus
Saturnus is de op een na grootste planeet van ons zonnestelsel. Hij heeft net als Jupiter geen vast oppervlak, maar een rotsachtige vaste kern. Voor zover nu bekend heeft Saturnus 18 manen. Maan Titan is de grootste maan van ons zonnestelsel.
Uranus
Werd in 1781 ontdekt door William Herschel. Omdat de atmosfeer van Uranus veel methaan bevat wordt rood licht geabsorbeerd, zodat hij een blauwe kleur krijgt. Hij heeft minstens 15 manen en ook een ringenstelsel.
Neptunus
Werd in 1864 ontdekt door Johan Galle en Louis d’Arrest. Hij lijkt ook blauw door het methaan in de atmosfeer. Bezit ook een ringenstelsel.

§3.4 Ons melkwegstelsel
De melkweg is een soort band waar miljarden sterren dicht bij elkaar staan. Wij draaien om de zon, en de zon die draait weer met alle planeten om het midden van ons melkwegstelsel.

§3.5 De oerknal
De kosmologie bestudeert het heelal in zijn totaliteit, niet allen de geschiedenis, maar ook alles wat in het heelal aanwezig is. Ze kunnen het niet vergelijken en er niet mee experimenteren, ze kunnen alleen af wachten en hun waarnemingen interpreteren. Ze gaan ervan uit dat het heelal in alle richtingen en overal hetzelfde gebouwd is, homogeen en isotroop. Ze gaan er ook vanuit dat natuurwetten overal gelden. De bekendste theorie van het ontstaan van het heelal is de oerknal (de Big Bang), een grote explosie. Het heelal is 10-20 miljard jaar oud, in het begin was het klein en heet. Het heelal zette snel uit, daardoor koelde het af. Als men wil aantonen dat de theorie van de oerknal niet de juiste is, dan moet men een verschijnsel waarnemen dat in strijd is met de uitgangspunten van de theorie. De aanwijzingen dat het echt zo is gegaan worden tot nu toe alleen maar sterker.
De wet van Hubble
In 1929 nam de Amerikaanse astronoom Edwin Hubble de uitdijing van het heelal waar. Aan de hand van metingen stelde hij vast dat alle melkwegstelsel van elkaar af bewegen. En hoe verder ze van ons verwijdert zijn, des te groter hun snelheid.
De vorming van de elementen
Men neemt aan dat het heelal oorspronkelijk een soort soep was van de meet elementaire deeltjes die men kent: quarks. Er waren nog geen atoomkernen, neutronen of protonen. Waterstof was het eerste element dat na de oerknal is gevormd.
In den beginne
We kunnen licht van heel lang geleden zien, het bereikt ons nu, zoals het licht van de Andromedanevel, van 2 miljoen jaar geleden. Kort na de oerknal was het licht nog opgesloten, doordat het steeds maar weer tegen materie botste. Na enige tijd kon al het licht ontsnappen. Door de uitdijing van het heelal is de golflengte van het licht langer geworden en is de energie van de flits over een enorm gebied uitgespreid, het i microgolflengte. De ontdekking van deze straling was het definitieve antwoord op de oerknaltheorie. Geen enkele andere theorie kon deze straling voorspellen of verklaren.

§4 Gebruik van de ruimte, blz. 295

§4.1 Wat is een satelliet?, blz. 295
Een satelliet is elk voorwerp dat om een ander voorwerp draait, dus bv. de maan is een satelliet van de aarde. De aarde is weer een satelliet van de zon. Satellieten zorgen ervoor dat de moderne wereld kan draaien. Satellieten bouwen kost veel tijd en kennis en daarom zijn ze erg duur. Ze worden ontworpen met een bepaald doel, ze moeten een bepaalde opdracht uitvoeren. Zonnepanelen voorzien ze van energie. Er zijn drie klassen:
- Communicatiesatellieten
- Voor plaatsbepaling op aarde.
- Voor remote sensing, verzamelen data over aardoppervlak of atmosfeer, zoals weersatellieten, milieusatellieten en spionagesatellieten.
Er zijn twee soorten banen:
- Geostationaire satellieten. Staan boven de evenaar en gaan even hard als de aarde, daarom lijkt het alsof ze stil staan.
- Circumpolaire satellieten. Draaien in een baan om de aarde over de polen, doen er ongeveer 1,5 uur over om een heel rondje te doen.

§4.2 Satellietbanen, blz. 297
Newton gaf as eerste een verklaring voor de beweging van een satelliet. Als je iets wegschiet gaat het horizontaal verder. Als je iets zo ver weg schiet dat het door de kromming van de aarde buiten de aarde valt, dan is het een satelliet geworden en blijft het in een baan rond de aarde vallen (draaien). De snelheid moet dan wel 8 km/s zijn. Gaat het voorwerp nog harder, dan komt het in een ellipsbaan. Met een snelheid van 11 km/s kun je van de aarde wegkomen, je wordt niet meer door de zwaartekracht tegen gehouden.

§4.3 Ruimtevaarttechniek, blz. 298
Een raketmotor werkt eigenlijk net als een leeglopende ballon. Volgens Newton roept elke actie een reactie op. De lucht binnenin de opgeblazen ballon drukt in alle richtingen even sterk tegen de binnenkant van de ballon. Als de lucht door een opening ontsnapt, dan werkt tegelijkertijd nog wel de kracht op de tegenoverliggende kant van de ballon. Door deze kracht komt de ballon in beweging. Een raketmotor werkt hetzelfde. Via twee leidingen komen zuurstof en brandstof bij elkaar. In de motor wordt dit mengesel ontstoken. Daardoor bewegen de gassen met zeer grote snelheid uit de uitlaat en gaat de raket omhoog.
Elektromagnetische golven
Een satelliet maakt niet alleen gebruik van het zonlicht, maar ook van elektromagnetische golven. Licht is een golfverschijnsel. Alle golven hebben een andere golflengte, bv. zichtbaar licht, infraroodstraling en radargolven.
Communicatiesatellieten
Om vroeger signalen te verzenden werd gebruik gemaakt van steunzenders, die vangen een signaal op en zenden het versterkt weer uit. Tegenwoordig kunnen we satellieten gebruiken al steunzenders, zo kan het signaal veel verder worden verspreid. Deze satellieten heten communicatiesatellieten, de meeste hiervan zijn geostationair.
Hoe werkt een satellietzender?
Elke zender koopt bij de eigenaar van de satelliet het recht om de kanalen van de satelliet te gebruiken. De satelliet versterkt het signaal en stuurt het naar een bepaald gebied op aarde, met een schotelantenne kun je dat signaal ontvangen.

§4.5 Waar ben ik?, blz. 304
GPS: Global Positioning System. GPS bestaat uit 24 satellieten die in een baan van zo’n 20.000 km. om de aarde draaien. GPS is ontworpen door het leger van de VS. GPS wordt tegenwoordig door bv. de luchtvaart, de scheepvaart en voor wetenschappelijk onderzoek gebruikt. Geologen kunnen met GPS de kans op een aardbeving bepalen.

§4.6 Weersatellieten, blz. 306
Veel mensen zijn om verschillende redenen geïnteresseerd in het weer. In de meteorologie draait het om: een zo nauwkeurig mogelijke voorspelling van de temperatuur en de hoeveelheid regen en/of zon op een bepaalde plaats en op een bepaald tijdstip.
In de negentiende eeuw werd in veel landen een net van weerstations opgezet. Maar vaak had men pas resultaten als het weertype al voorbij was. Door satellieten kunnen we het weer nu vrij nauwkeurig voorspellen. Je kunt de volgende dingen met een satelliet waarnemen:
- Wolken, door veel foto’s achter elkaar te maken kunnen we de beweging van de wolken zien.
- Temperatuur van het aardoppervlak, doordat het aardoppervlak infrarode straling uitstraalt. Zo kan een satelliet ook de temperatuur van de wolken en van het zeeoppervlak meten.
- De hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer, dit hebben we nodig om te kunnen voorspellen of er wolken zich zullen gaan vormen.

§4.7 Technologie
De ontwikkeling van iets gebeurd in 4 stappen:
- Vaststellen van een behoefte of probleem.
- Zoeken naar een oplossing.
- De methode heeft meer mogelijkheden. Deze worden verder geëxploiteerd.
- Nieuwe eisen. Er ontstaan nieuwe behoeftes.
Deze cyclus wordt steeds herhaald, tot er een permanente oplossing is gevonden of totdat het probleem niet langer van belang is.

§4.8 De aarde onder de loep, blz. 308
De afgelopen jaren hebben satellieten de aarde nauwkeurig in kaart gebracht. De sensoren van deze satellieten meten zichtbare en infrarode elektromagnetische straling die vanaf de aarde de ruimte in terugkaatst. De verzamelde gegevens worden op aarde door de computer bewerkt. Deze gebruikt alle mogelijke technieken om de gegevens zo duidelijk mogelijk te laten zien, bv. een weerkaartje. Een andere manier zijn false-colour-foto’s. Infrarood heeft geen natuurlijke kleur, maar een bepaalde golflengte kunnen w wel een kleur geven.
De toekomst
Allerlei problemen hebben er ons van bewust gemaakt dat de aarde een kwetsbare planeet is. Het is een belangrijke taak voor onze moderne maatschappij om vast te leggen wat er in de natuur gebeurt en wat de gevolgen zijn van ons ingrijpen. Wereldwijde verandering (Global Change) treedt nu sterk op de voorgrond. Het is een verschijnsel dat het beste bewaakt eb waargenomen kan worden met satellieten. Global Change van de aarde als één geheel op en eist dat de atmosfeer, de hydrosfeer, de biosfeer, de lithosfeer en de cryosfeer alle in kaart worden gebracht.