|
|
Ontdekken van wat er boven ons hoofd is
De Aardmens is
altijd al nieuwsgierig geweest naar wat er zich boven
zijn hoofd afspeelde. Hij had zijn Aarde nog niet in
kaart gebracht, of hij probeerde datgene wat hij waarnam als hij omhoog keek
te ontrafelen. Hij liet er allerlei theorieën op los. De Griekse filosoof
Aristoteles was van mening dat het heelal uit 55 con-centrische ringen
bestond met daarin sterren en planeten, en die in verschillende snelheden
rondom de Aarde draaiden.
 In
nevenstaande illus-tratie heeft hij de omgevingen van
de Zon, Maan en zichtbare planeten geordend. Opmerkelijk is de plaats
die hij de Zon had toegedacht, namelijk in een baan tussen die van Venus en
Mars in. Maar ook de Griekse astronoom
uit de tweede eeuw, Ptolemeus, steunde Aristoteles in zijn opvattingen, die
veer-tien eeuwen lang stand hielden. Van de Arabieren is bekend dat zij in de
Middel-eeuwen de astronomie in leven hielden. Zo zijn er in de geschiedenis allerlei vooraanstaande geleerden geweest die
hun eigen opvattingen over het heelal hadden. Die opvat-tingen werden met de
werkelijkheid bijgesteld, naarmate er meer
nauwkeurige instrumenten werden ontwikkeld, waarmee observaties konden
worden gedaan.
Verkijken
Een van die
Aardse geleerden die de wetenschap op het gebied van de astro-nomie een stuk
vooruit bracht was de Nederlander Christiaan Huygens (wis- en natuurkundige, 1629-1695). In die
tijd waren er velen die de telescoop hadden uitgevonden. Naar alle
waarschijnlijkheid werd de eerste telescoop in 1608 in Holland gemaakt door
Hans Lippershey, een brillenmaker uit Middelburg. Op een dag waren twee
kinderen in zijn zaak aan het spelen met enkele van zijn lenzen. Hij
constateerde, dat als ze bepaalde lenzen in een zekere positie hielden, het
weerhaantje op de kerktoren in de buurt veel groter leek. Hij monteerde de
lenzen in een buis en verkocht de uitvinding aan de Nederlandse overheid.
Maar het idee verspreidde zich zo vlug dat eind 1609 in Londen telescopen
werden gemaakt.
Galileo Galileï hoorde ook van de Hollandse uitvinding en maakte zelf ook
een telescoop. De telescopen werden steeds groter en onhanteerbaar.
Christiaan Huygens slaagde erin telescopen te ontwikkelen die hanteerbaar
waren voor één persoon. Hij verwierp het idee van houten pijpen en monteerde
de objectieflens op een ingekeepte paal. Door aan een koord te trekken kon
hij de lens omhoog of omlaag bewegen. Het oculair zette hij op enige
afstand. In plaats van één lens als oculair te gebruiken, nam hij een
combinatie van twee lenzen, hetgeen een duidelijker beeld opleverde. Met
deze ontwikkeling had hij een achromatisch stelsel uitgevonden die de
chromatische aberratie opheft. De chromatische aberratie, geeft beelden met
gekleurde vlekken aan de randen. Hij nam als eerste een satelliet van
Saturnus waar en ontdekte dat Saturnus door een platte ring was omgeven.
Het was Isaac Newton die in 1668 met een stelsel van spiegels de eerste
reflector maakte (spiegelkijker; dit in tegenstelling tot de
refractoren, de lenzenkijkers). Nadien zijn er talloze verbeteringen op dit ontwerp
aangebracht. Omstreeks het midden van de negentiende eeuw waren de meest
voorkomende telescopen refractors die gekoppeld waren aan een
uurwerkmechanisme, zodat ze automatisch de baan van een object langs de
hemel konden volgen.
De terugkeer naar de grote moderne telescopen (de zgn. reflectoren) begon
toen Foucault in 1856 astronomische spiegels maakte door een dun laagje
zilver aan te brengen op een glasoppervlak. Die methode wordt in grote
lijnen nog steeds toegepast. En omdat in 1934 bleek dat aluminium meer licht
reflecteert dan de verzilverde tegenhanger, werd er weer een stap vooruit
gezet in de ontdekking van nieuwe werelden. De grootste spiegel in de Hale
telescoop op de Mount Palomar, heeft een doorsnede
van 5 meter, is bedekt met aluminium en weegt 17 ton. Er kijkt nooit iemand
door deze telescoop, want er worden alleen maar foto's genomen.
Moderne telescopen
De belangrijkste eis voor een telescoop, voor zover die voor gewone
doeleinden wordt gebruikt, is dat hij in staat is kleine en verre
 voorwerpen
te vergroten. De astronoom zal zeker niet ontkennen dat dit uiterst
wenselijk is, maar de belangrijkste
functie van een telescoop op astronomisch gebied is eenvoudig het verzamelen
van licht. Het licht van de Zon, de Maan en de heldere planeten bereikt de
Aarde in zekere overvloed. Maar de hemel-lichamen waar de astronomen de
meeste belangstelling voor hebben, staan op zulke onmetelijke afstanden van
ons zonnestelsel, dat hun helderheid duizenden malen zwakker is dan dat van
de Maan.
Een sprong vooruit is de introductie van de radioastronomie.
.gif) ESO
New Technology Telescope (NTT) is een project van de Europese organisatie
voor astronomische research. ESO opereert zijn astronomische observaties
vanuit Chili.
Radioastronomie houdt zich bezig met radiogolven. Als een ster explodeert
en een supernova wordt, straalt zij een enorme hoeveelheid energie in de
vorm van licht uit. De ster lijkt veel helderder. Behalve het zichtbare
licht zendt de ster ook andere soorten straling uit: onzichtbare infrarode
stralen, ultraviolette
stralen en radiogolven. Al deze soorten straling worden sterker in het
supernova-stadium. De kracht van de explosie stuwt in een versnelde beweging
wolken van geladen deeltjes weg van de ster. Hierdoor ontstaan wervelende en
snel veranderende magnetische velden. Telkens wanneer
geladen deeltjes door magnetische velden bewegen, ontvangen ze energie die
ze uitstralen als magnetische golven. Een van de normale golven die door
neutrale waterstof-atomen wordt uitgezonden, heeft een golflengte van 21
centimeter. Elektromagnetische golven van deze golflengte zijn radiogolven.
Ze spreiden zich vanuit hun bron in alle richtingen uit en planten zich
voort met de lichtsnelheid (lichtgolven zijn ook een soort
elektromagnetische stralen, maar van een veel kortere golflengte).
Radiogolven worden uitgezonden door alle melkwegstelsels en vele sterren,
waaronder de Zon. De Zon is geen erg 'heldere' radioster, maar gedurende
periodes van zonnevlekken-activiteit nemen haar uitzendingen radiogolven
toe. Heldere bronnen van radiogolven hoeven niet noodzakelijk tevens heldere
zichtbare objecten als sterren te zijn.
Eigenlijk komen de radiogolven uit de donkere gebieden van de hemel, donkere
wolken van stof en waterstofgas, waar waterstofatomen in het
samentrekkings-proces bezig zijn met het vormen van nieuwe sterren.
Radiogolven zijn onzicht-baar en kunnen niet worden opgevangen door optische
telescopen. Ze kunnen worden opgevangen door een radioantenne. De
radiogolven veroorzaken uiterst kleine stroompjes in de antenne. De
stroompjes kunnen worden versterkt, gesorteerd en omgezet in hoorbare
geluiden, net als in een gewone radio-ontvanger.
Radiotelescopen zijn grote antennes die ontworpen zijn om zoveel mogelijk
radiogolven van een ster of melkwegstelsel op te vangen. Ze kunnen
automatisch in een grafiek worden vastgelegd en gedetecteerd worden. De
radiospiegel van een radiotelescoop is paraboolvormig en kan vele tientallen
meters in doorsnee zijn. De kleinere spiegel in het brandpunt van de optische
telescoop is hier vervangen door de antenne en alle golven worden hierop
samengebracht.
Negeren van
atmosferische invloeden
Omdat de Aardse atmosfeer de vervelende eigenschap heeft om bepaalde delen
van het infrarood volledig 'op te eten' (absorberen) worden
infrarood-observatoria altijd hoog in de bergen aangetroffen, omdat er
minder atmosferische ruis voorkomt. Om nog minder last te hebben van de
atmosfeer wordt ook gebruik gemaakt van instrumenten die aan ballons zijn
bevestigd. Zo'n ballon, gevuld met heliumgas, kan op een hoogte van 40 km
uren, tot wel enige dagen achtereen werkzaam zijn. Bediening geschiedt
gedeeltelijk automatisch en gedeeltelijk langs radiografische weg. Ook
worden vliegtuigen gebruikt die op een hoogte van 12 km kunnen vliegen. Het
bekendste 'vliegend observatorium' is het Kuiper-observatorium, genoemd naar
wijlen prof. dr. G.P. Kuiper (1905-1974), Nederlands astronoom met een
succesvolle carrière in de
 Verenigde
Staten. Dit NASA-vliegtuig is uitgerust met een 91 cm-telescoop, geschikt
voor infrarood-observaties. Het is de grootste telescoop die met een
vliegtuig kan worden gebruikt.
Helemaal
ideaal is het om dit soort observaties geheel buiten de atmosfeer te kunnen
doen. De ontwikkeling van de ruimtevaart heeft het mogelijk gemaakt om in
satellieten, ruimtevaartuigen en ruimtestations, apparatuur te installeren
voor het maken van de gewenste astronomische plaatjes. Nederlandse
wetenschappers waren er als de kippen bij om vanuit de ruimte waarnemingen
te doen. In samenwerking met de Verenigde Staten werd de IRAS (Infra Rood
Astronomische Satelliet) ontwikkeld die in 1982 gelanceerd werd. De
hoofdkijker bevatte een spiegel van 60 cm. Ogenschijnlijk niet groot, maar
er moesten vele andere problemen overwonnen worden zoals bijvoorbeeld de
koeling, dat een ingewikkeld vraagstuk bleek voor die dagen.
Echter met de komst van de Hubble (waarnemingssatelliet met permanente
telescopische beschikbaarheid) in 1990 kon aan veel wensen van de astronomen
voldaan worden.
(Naar boven)
|
Aristoteles, Griekse filosoof, die het heelal in 55 ringen indeelde met de
Aarde als middelpunt. Een opvatting waar de Rooms Katholieke Kerk zich zeer
in kon vinden en elke andere opvatting over het heelal in de ban deed,
inclusief de auteur van die opvatting.
Christiaan Huygens
Reflector van Newton
Hierboven de telescoop van het Isaac Newton obverva-torium in La Palma
(links), met een spiegeldiameter van2,54 mtr. Het totale gewicht bedraagt 90
ton.
Opname gemaakt door de NTT telscoop van de ESO van het
zuidelijke gebied van de spectaculaire N44 regio in de grote Magellanic
Wolk. Deze galaxie is een van de bekende satelliet-galaxies van de Melkweg
in het zuidelijke gebied op een afstand van 170.000 lichtjaar. Hij bestaat
uit veel giant nebular complexen met zeer hete en heldere sterren die
ultraviolette straling uitzenden temidden van gloeiend interstellaire
gaswolken.
Interieur van het Kuiper observatorium in het NASA-vliegtuig.
De IRAS
satelliet, waarin Nederland een groot aandeel had. |
