Astronomiens begyndelse
og kendte astronomer

- Birgitte Arnvig -

Links

 

Danmark er et lille land med få indbyggere. Trods dette har vi gennem tiderne bidraget med nogle af verdens største astronomer og fysikere. Det kan vi være meget stolte af.

Astronomien fandt sin begyndelse længe før vor tidsregning i Australien. I ca. 12.000 år gamle klipper fandtes indgravninger, der formentlig viser den første kendte observation af en supernova. Den fandt sted på himlen i stjernebilledet Sejlet (Vela) for ca. 12.000 år siden.

Omkring 3-4.000 år f.Kr. dukker de første kalendere op i Kina og Babylon. De er konstrueret ud fra Månens faser. Senere bliver også Solen anvendt i kalenderne.

Fra 7-800 år f.Kr. grundlægger de babyloniske præster naturvidenskaben. Præsterne begynder at observere Solen, planeterne og Månen og beregner sig frem til både sol- og måneformørkelser.

Den egentlige astronomiske videnskab får rigtigt fodfæste i de næste 200 år - op til omkring 600 år f.Kr. Astronomien var nært knyttet til astrologien(stjernetydning), det var ofte ét og det samme.

Fra den astronomiske videnskabs begyndelse og i de næste par tusinde år opstiller astronomer og filosoffer mange verdensbilleder. Fælles for alle troede man, at Jorden befandt sig i universets centrum, hvor om resten af universet bevægede sig. Man kunne faktisk sige, at Jorden var universets navle.

Man var overbevist om at Jorden var flad og himlen en halvkugle. Og stjernerne var huller i himlen, hvor Guds lys strålede. Andre verdensbilleder var mere komplicerede. Her bevægede Solen, Månen, planeterne og stjernerne sig udenom Jorden i skaller. Den ene kugleskal efter den anden måtte rette op på de unøjagtigheder, der var i forhold til observationerne.

 

Cladius Ptolemæus (virkede omkr. 140 e.Kr.)

Hele affæren med kugleskallerne afsluttes af Claudius Ptolemæus i år 150 e.Kr. Han udgiver sit store værk "Almagesten".

I Ptolemæus' Univers sidder hver planet på sin kugleskal. I oldtiden havde man kun observeret 7 "planeter" i denne rækkefølge: Månen, Merkur, Venus, Solen, Mars, Jupiter, Saturn. Herefter var der ikke flere skaller. Uden om disse syv skaller befandt stjernerne sig i en sfære. Og alleryderst sad den kraft, der forsynede skallerne med kraft til at bevæge sig. Den katolske og den lutheranske kirke var henrykte, fordi kraften, der drev skallerne, var bevis for at Gud eksisterede.

For at få sin teori til at passe, tyder meget på, at Ptolemæus har opdigtet observationer og forfalsket materiale. Ptolemæus lavede et af verdens første stjernekataloger med 1.028 observationer af stjerner.

Nicolaus Copernicus (1473-1543)

Herefter lå astronomien i dvale, indtil Copernicus kort før sin død i år 1543 forelagde sit verdensbillede i sin bog "De revolutionibus orbium cølestium" - Om himmellegemernes bevægelse. I Copernicus' verdensbillede befandt Solen sig i centrum sammen med Jorden og Månen. Stjernerne bevægede sig rundt om Solen. Copernicus' kunne ikke forklare stjernernes placering i forhold til Jorden og Solen. Derfor antog han, at stjernerne måtte være meget langt borte. Den katolske kirke var modstander af bogen, og forbød den i over 200 år. Og ordet revolution, der betyder omdrejning, fik herefter en helt ny betydning. Først længe efter Copernicus' død ophævede kirken forbudet.

 

Thyco Brahe (1546 - 1601)

 

Thyco Brahe er dansk og bliver født 3 år efter Copernicusí død. Det viser sig, at han får stor betydning for astronomien. Som 13-årig ser han en solformørkelse. Han bliver dybt imponeret over den præcision, hvorved man kan forudsige solformørkelser. De næste par år læser han videre på Københavns Universitet. 15 år gammel fortsætter han til Leipzig. Hvor han bruger alle sine sparepenge på bøger og instrumenter. Da instrumenterne ikke lever op til hans krav, bygger han selv sit første instrument - jakobsstigen, i en alder af 17 år. Jakobsstigen bruges til at måle planeternes og stjernernes højde på himlen. Den blev senere brugt til at navigere på havet.

 

I 1572 sker der en markant ændring i Thyco Brahes liv. En aften i november opdager han en ny stjerne på himlen i stjernebilledet Cassiopeia. Han måler afstanden fra den nye stjerne til andre stjerner. Og noterer den nye stjernes egenskaber. Året efter udgiver han sin berømte bog "De nova stella" - Den nye stjerne. Det var egentlig ikke hans mening at offentliggøre resultaterne.

Som alle andre af Thyco Brahes iagttagelser var disse også af forbløffende stor nøjagtighed. Thyco Brahes optegnelser af objekters placering på himlen er utroligt præcise.

Efter udgivelsen tager Thyco Brahe sydpå for at observere. Her er der større forståelse for astronomien. Frederik den Anden, der er konge i Danmark, synes ikke, det er nogen god ide. Han giver Thyco Brahe et tilbud han ikke kan afslå og forærer ham øen Hven. Her kan han arbejde i fred og ro og skal ikke betale skat. Desuden får han godser i Norge og Danmark, samt penge til at leve for. Så længe han vil. Det eneste Thyco Brahe afkræves, er nogle få beskedne forpligtelser overfor kongen, ellers kan han gøre, som han vil.

I 1576 bliver grundstenen lagt til Uranienborg på Hven. Det tager fire år at bygge observatoriet - et overdådigt slot med renæssancemøbler i uanede mængder, forgyldte tapeter, kæmpe kaminer, biblioteker, trykkeri, laboratorium og meget mere. Og det var stadigvæk ikke nok for Thyco Brahe.

Fire år senere bygger han Stjerneborg. Et observatorium bestående af fem kupler. Hvor hans instrumenter kan stå i fred, beskyttet mod vind, vejr og rystelser.

Thyco Brahe skabte et stort forskermiljø på Uranienborg, som det der mange år senere opstod omkring Niels Bohr på hans institut.

Thyco Brahe udarbejder et katalog med præcis 1.000 stjerner, og han opstiller sit eget tychoniske verdensbillede. Udfra den overbevisning at Jorden er i universets centrum. Solen og Månen kredser om Jorden, og stjernerne kredser rundt om Jorden, Solen og Månen.

I 1577 opdager han et nyt himmelfænomen - en komet. Han viser at kometerne ligger længere væk end Månen. Han kunne ikke godtage Corpernicus' verdensbillede. For hvis Copernicus havde ret, så måtte stjernerne ligge så langt væk, at der ville være ufattelige store tomrum mellem planeterne og stjernerne.

I 1588 dør Frederik den Anden. I starten får det ingen betydning for Thyco Brahe. Dog har han gennem årerne fået sig en del fjender, der stille og roligt bearbejder den unge 11 årige konge, Christian den Fjerde. Otte år efter bliver Christian den Fjerde kronet og ved samme lejlighed bliver Thyco Brahe frataget støtte fra kongen. Han må forlade Hven med sin familie. Først tager han til København, men kort tid efter tager han til Hamburg og bor hos sin ven Henrik Rantzau.

Herefter flytter han til Prag i 1599. Her tilbringer han resten af sit liv på det slot, kejser Rudolf den Anden har stillet til rådighed. Han fortsætter med sine astronomiske observationer, indtil sin død i 1601. Uranienborg forfalder og ender i løbet af 50 år som en øde mark.

 

Johannes Kepler (1571-1630)

 

Thyco Brahe ansætter kort før sin død Johannes Kepler. Han får til opgave at bevise det thyconiske verdensbillede. Thyco Brahes meget præcise optegnelser fik stor betydning for Kepler. Det er ud fra disse optegnelser og notater, at Kepler senere kan fremsætte sine meget berømte tre love:

1) Planeterne bevæger sig rundt om Solen i ellipsebaner, hvor Solen befinder sig i det ene brændpunkt.

2) Sammenligner man planeternes bevægelser i to lige store tidsrum, vil det areal der overstryges i tidsrummet være lige store.

3) Kvadratet på planetens omløbstid divideret med middelafstanden fra Solen i tredje potens, vil være konstant for alle planeterne.

I 1604 observerer Kepler en ny supernova på den nordlige halvkugle. Det er ellers et yderst sjældent fænomen i vores mælkevej. Der er i hvert fald kun seks supernovaer, der er kendt fra historisk tid. De fandt sted i årene 185, 1006, 1054, 1181, 1572, 1604. Kepler udgiver, ligesom Thyco Brahe, sine observationer af supernovaen.

 

Galileo Galilei (1564-1642)

 

I Italien sidder en af fysikkens store fædre og læser Keplers bog. Han bliver meget interesseret i astronomi. Galilei er tilhænger af Copernicus verdensbillede.

I Holland har nogle brilleslibere udviklet et instrument. Det kan forstørre ting man kigger på. Galilei bygger på den baggrund den første kikkert i 1609. Et 120 cm langt rør med en diameter på 5 cm. En revolution indenfor astronomien. Galilei udvikler hurtigt sin kikkert til at kunne forstørre 30 gange. Uanset hvor Galilei retter kikkerten, åbner en ny verden sig for ham. Galilei observerer Månens faser, solpletter på Solen, mælkevejens usynlige (for det blotte øje) stjerner, Jupiters nye måner samt meget mere. Galileis observationer fører ham til et nyt verdensbillede - det Heliocentriske system, som er det system vi kender i dag, med Solen (Helios) i centrum. Det syntes den katolske kirke ikke om.

Det var ikke kun astronomi der interesserede Galilei. Som ung sad han under en gudstjeneste i Pisas domkirke. Her studerede han en svingende lysekrone. Ved at tælle sine pulsslag, opdagede han, at udsvinget havde samme svingningstid, uanset hvor stort udsvinget var. Det tog lysekronen den samme tid at svinge frem og tilbage - uanset om det var et stort udsving eller et lille udsving. Det førte ham senere til opfindelsen af penduluret.

Det var også Galilei, der opdagede, at tunge legemer ikke falder hurtigere end lette legemer. Og han opstillede faldloven: Faldlængden er proportional med faldtiden i anden potens. Hvilket senere bliver grundlaget for Newtons Mekanik. Galilei udvikler også en hydrostatisk vægt, der kan bestemme massefylde.

 

Ole Rømer (1644-1710)

70 år efter Thyco Brahes død kommer en ny dansker til, det er Ole Rømer. Han er født i Århus og flytter 17 år gammel til København. Her skal han studere matematik og fysik.

 

En fransk fysiker Jean Picard har fået til opgave, at bestemme Thyco Brahes Uranienborgs nøjagtige beliggenhed. Ud fra beliggenheden kan man sammenligne andre målinger med Thyco Brahes målinger. Ole Rømer bliver assistent på jobbet.

Senere får han til opgave i 1671 at bearbejde og udgive Thyco Brahes observationer. Ole Rømer tager til Paris, hvor han studerer Jupiters måner. Han finder uregelmæssigheder i tidspunkterne for formørkelserne af månerne. Ole Rømer finder at lyset tøver - dvs. lyset har en hastighed - en epokegørende opdagelse! Efter flere forsøg beregner Ole Rømer sig frem til, at det tager Solens lys 8 minutter at nå Jorden.

Ludvig den Fjortende, der er kejser i Frankrig, er meget begejstret for Ole Rømer. Han bliver kronprinsens matematiklærer. Ole Rømer konstruerer et meget fint ur til Ludvig den Fjortende. På uret ses planeternes placering i forhold til hinanden. I dag kan uret ses på slottet Versailles i Frankrig.

Christian den Fjerde byggede i 1637 Rundetårn, hvor der på toppen ligger et observatorium. Det viser sig senere, at det ikke er et særligt godt sted at have et observatorium, da der kommer mange rystelser fra hestevognene, der kører i gaden.

Herhjemme bliver Rømer professor i astronomi ved Københavns Universitet og får observatoriet på Rundetårn, hvor man i øvrigt i dag kan få lov at observere i en lille kikkert på toppen. Senere flytter Rømer sit observatorium til Kongshøj i Vridsløsemagle, hvor observationsforholdene er bedre.

Ole Rømer opfandt passageinstrumentet. Det blev brugt til at aflæse stjernernes maksimale højde på himlen (kulminationen). Instrumentet fik stor betydning indenfor astronomien. Derudover fik Ole Rømer i 1698 indført ens mål for vægt og længde i landet. Og i år 1700 blev den gregorianske kalender indført i Danmark og Norge. Ole Rømer blev, ligesom Thyco Brahe, en stor og berømt person inden for astronomien. Han døde i 1710, 66 år gammel. Rømers observatorium gik tabt. Først i 1978 fandt Claus Thykier resterne af observatoriet og gjorde det til et museum.

 

Isaac Newton (1642-1727)

Newton bliver født i England, det år Galilei dør, og han bliver en af verdens største fysikere. Han beskæftigede sig med at undersøge lys og fandt, at lys kunne spaltes gennem et prisme. Lyset blev opdelt i farver. Han arbejdede meget med optik, men Månens bevægelse rundt om Jorden interesserede ham også. Han mente, at der måtte være en tyngdekraft, der holdt Månen på plads. Da Jordens masse ikke var særlig nøjagtigt bestemt, blev Newtons beregninger ikke gode. Først da Pichard i 1670 beregnede Jordens størrelse, kunne Newton bestemme massen af Jorden. Han regnede igen og fik denne gang gode resultater af beregninger over kraften mellem Jorden og Månen. Newtons gravitationslov lyder:

Enhver stofpartikel i verdensrummet tiltrækker enhver anden stofpartikel med en kraft. Kraften er proportionel med masserne og omvendt proportional med kvadratet på afstanden. Sagt med andre ord: To stofpartikler tiltrækker hinanden - uanset hvad. Kraften, hvormed de tiltrækker hinanden, afhænger af massen af partiklerne og afstanden mellem dem.

I 1687 udkom Principia, hvor Newton formulerede den klassiske mekanik. Heri forklarer han om planeternes bevægelse omkring Solen. Den klassiske mekanik består af tre love:

1. lov, Inertiens lov - Hvis et legeme ikke påvirkes af nogen ydre kraft, så vil legemet bevæge sig efter en ret linie eller ligge stille.

2. lov: Acceleration af et legeme er proportionel med den kraft der påvirker legemet.

3. lov: To legemer vil altid påvirke hinanden med lige store og modsatrettede - aktion / reaktion.

Newton byggede også et spejlteleskop i 1671.

 

Charles Messier (1730-1817)

Charles Messier var fransk astronom. Han observerede stjernehimlen og opdagede bl.a. 14 kometer. Desuden fandt han mange stjernetåger og galakser(mælkevejssystemer). Han udgav derfor i 1771 sit verdensberømte katalog, Messierkataloget, som var det første katalog, der blev udgivet over stjernetåger og stjernehobe, og det indeholdt 103 objekter. I dag anvendes stadigvæk numre fra kataloget. F.eks. er Andromedagalaksen Andromedagalaksen nr. 31 i kataloget og betegnes derfor som M31. Den kugleformede stjernehob Hercules har nr. M13.

 

William Herschel (1738-1822)

William Herschel er født i Hannover. Da franskmændene besætter Hannover under syvårskrigen lykkes det William og hans bror at flygte til England. William Herschel er amatørastronom. Han lever ved at spille, komponere og undervise i musik. Han lejer en kikkert, men da han ikke synes, den er god nok - og ikke har råd til at købe en ny - udvikler han spejlteleskopet. Han bygger en ny kikkert, der er lang bedre end de hidtil kendte.

Astronomien tager nu for alvor fart.

I 1781 opdager han et grønligt himmellegeme i stjernebilledet tvillingerne. Det viser sig at være planeten Uranus. Herschel bliver med ét berømt for sin opdagelse. Han fortsætter med at bygge teleskoper og finder bl.a. 2 måner omkring Uranus. Sammen med sin søster Caroline udgiver han et katalog med 434 dobbeltstjerner. Senere observerer de stjernetåger og forbedrer astronomen Charles Messiers katalog. Det nye katalog indeholder 2.500 stjernetåger.

 

Ejnar Hertzsprung (1873-1967)

Danskeren Ejnar Hertzsprung bliver født i 1873. Han undersøger specielle stjerner, der varierer hurtigt i lysstyrke - det er cepheiderne. Han placerer solsystemet i udkanten af Mælkevejen, og får langt om længe endeligt slået fast, at vi ikke befinder os i universets centrum.

 

Hertzsprung begynder at undersøge sammenhæng mellem stjernernes størrelse, farve og temperatur og fremlægger i 1911 et diagram over denne sammenhæng. Amerikaneren H. N. Russel gør nogenlunde det samme. Diagrammet bliver senere kaldt for Hertzsprung-Russel diagrammet. Det ikke bare inddeler stjernerne efter størrelse, farve og temperatur, men beskriver også deres udvikling.

Albert Einstein (1879-1955)

 

Albert Einstein blev født i Ulm i Tyskland, den 14. marts 1879. Han var ikke specielt dygtig i skolen, men det lykkedes ham, at blive optaget på Den Tekniske Højskole i Schweiz. I 1909 bliver han professor i teoretisk fysik ved universitet i Zürich.

 

I 1905 udgiver han den specielle relativitetsteori, der kæder rum og tid sammen. 10 år senere i 1915 udkommer den almene relativitetteori, der indeholder sammenhængen mellem gravitation og rummets krumning. Einstein viser, at Newtons Mekanik blot er et særtilfælde af relativitetsteorien, og den gælder kun for systemer med lav hastighed. Under en solformørkelse i 1919 bevises Einsteins almene relativitetsteori, da beregninger viser, at lyset fra Venus' afbøjes i Solens gravitationsfelt, grundet rummets krumning. Resultatet af Einsteins arbejde gør, at han får nobelprisen i 1923.

 

Niels Bohr (1885-1962)

Niels Bohr var dansk og blev født i 1885. Bohr forbedrede atommodellen.

Han grundlagde det periodiske system, der inddeler grundstofferne efter deres kemiske egenskaber. Bohr skabte en vigtig del af grundlaget for den senere forskning indenfor atomfysikken. Bohr interesserede sig meget for fission. På Niels Bohr Instituttet i København skabte han et internationalt forskermiljø, hvor forskere kom fra hele verden.

Bohr fik Nobelprisen i 1922 og døde i 1962.

 

Edwin Hubble (1889-1953)

I 1929 påviser den amerikanske Edwin Hubble universets udvidelse. Det er ikke længere planeterne og stjernerne i mælkevejen, der er det interessante, men det uden for mælkevejen. Dér findes milliarder af galakser, som igen består af stjerner ligesom vores egen mælkevej. Alle disse galakser bevæger sig væk fra hinanden i en rivende fart. Jo længere væk galakserne er fra hinanden, jo hurtigere bevæger de sig også væk. Lyset fra galakserne har bevæget sig i millioner og milliarder af år. Det betyder, at vi kigger tilbage i tiden, når vi betragter dem - til dengang lyset blev udsendt, nemlig for milliarder af år siden.

 

Kortfattet oversigt over kendte astronomer og fysikere

Thyco Brahe, dansker (1541-1601). Thyco Brahe efterlod vigtige observationer til Johannes Kepler. Thyco Brahes observationer var meget præcise. Thyco Brahe byggede observatoriet Uranienborg og Stjerneborg på Hven.

Johannes Kepler, tysker (1571-1630). Ud fra Thyco Brahes observationer kunne han udlede sine tre love.

Ole Rømer, dansker (1644-1710). Han studerede i Paris. Her fandt han frem til, at lyset tøvede - lyset havde en hastighed.

Galileo Galilei, italiener (1564 - 1642). Blev inspireret af Kepler. Han var en af fysikkens store fædre. Han opfandt bl.a. penduluret og den hydrostatiske ligevægt. Fremsatte faldloven og udviklede kikkerten.

Isaac Newton, englænder (1642-1727). Blev født i det år Galilei døde. Ud fra Galileis faldlov og Keplers love kunne Newton fremsætte sine tre love, der udgør den klassiske mekanik.

Charles Messier, franskmand (1730-1817). Var den første astronom, der udgav et katalog over 103 stjernetåger og stjernehobe. I dag angives disse objekter stadig efter Messier katalog f.eks. er M31 andromedagalaksen.

William Herschel, tysker (1738-1822). Herschel opdager planeten Uranus i 1781, og konstruerer mange spejlteleskoper. Han bliver en stor pioner indenfor astronomien. Han observerer - sammen med søsteren Caroline, der assisterer ham hele livet - et stort antal dobbeltstjerner og stjernetåger.

Ejnar Hertzsprung, dansker (1873-1967). Kortlægger solsystemets placering i Mælkevejen og kan endelig fastslå at solsystemet ikke befinder sig i Universets centrum.

Albert Einstein, tysker (1878-1955). Einstein beviser at Newtons Mekanik kun gælder i systemer med lav hastighed. Han beviser i sin almene relativitetsteori, at rummet krummer. I den specielle relativitetsteori i 1905 viser Einstein, at lysets hastighed er konstant, uanset hvorfra i verdensrummet, vi ser lyset. Einstein kæder rum og tid sammen og får i 1923 Nobelprisen.

Niels Bohr, dansker (1885-1962). Opstiller Bohrs atommodel om atomernes opbygning og placering. Han arbejdede i mange år med spektre og grundlægger det periodiske system, hvor grundstofferne opdeles efter kemiske og atomare egenskaber. Niels Bohr får Nobelprisen i 1922. Bohr og Einstein arbejdede tæt sammen.

Edwin Hubble, amerikaner (1889-1953). Viste med sikkerhed i 1929, at universet udvider sig, og fremsatte en lov derom. Forskere er stadigvæk på jagt efter den faktor, der bestemmer, hvor hurtigt universet udvider sig.