Heliocentrisch model van de feiten van het zonnestelsel

Als je naar de lucht kijkt en alles vergeet wat je passief en actief hebt geleerd over het universum buiten onze planeet, zou het gemakkelijk zijn om een ​​aantal totaal verkeerde veronderstellingen te maken. Stel je voor wat een jong kind, dat naïef is in de astronomie, bij zonsopgang ziet: de zon verschijnt aan de ene horizon, klimt naar een piek terwijl hij de lucht doorkruist en vertrekt wanneer hij de andere horizon ontmoet. In de nachtelijke hemel doen de maan en de sterren hetzelfde essentiële ding. Het lijkt erop dat de wereld om ons heen stilstaat en alles in de lucht eromheen draait.

Dit is in feite wat de meeste serieuze denkers van voorbije millennia geloofden. De consensus was dat een mogelijk platte aarde zich in het centrum van het hele universum bevond en dat al het andere aan de hemel, van de zon en de maan tot de sterren en planeten, om de aarde draaide. Wat tegenwoordig een vreemd en lachwekkend idee lijkt, was niet alleen populair in de oudheid, maar ook verdedigbaar.

Bij het verkennen van het heliocentrische model van het zonnestelsel is een overzicht van de basisinhoud van het zonnestelsel een goed uitgangspunt. Het woord "solar" betekent "behorend tot de zon" (het Latijnse woord waarvoor "sol" is), en de zon, die slechts een ster is die toevallig relatief dicht bij de aarde staat, is verreweg het meest massieve object in het systeem en het enige lichaam in zijn soort. Vanwege de zwaartekracht die wordt uitgeoefend door de enorme massa van de zon, draait al het andere in het zonnestelsel eromheen, direct of als onderdeel van een ander systeem.

De planeet is het tweede type lichaam van het zonnestelsel. Er zijn er acht, variërend in grootte van Mercurius, de kleinste, tot Jupiter, de grootste. Pluto werd vroeger als een planeet beschouwd en was de verste planeet van de zon, maar werd vroeg "gedegradeerd". in de 21e eeuw tot een dwergplaneet, en als zodanig is het nu een klein object in het zonnestelsel (hierover binnenkort meer).

manen, of natuurlijke satellieten, zijn het derde type lichaam in het zonnestelsel. Deze lichamen draaien om planeten, maar omdat planeten om de zon draaien, blijft de zon in het ware middelpunt van het pad van elke maan. De aarde heeft zo'n natuurlijke satelliet, die ongeveer een vierde van de diameter van de aarde heeft; de meeste van de grotere, "gasvormige" planeten hebben tientallen manen.

Het vierde soort lichaam van het zonnestelsel is: kleine voorwerpen (of kleine lichamen). Deze omvatten kometen, asteroïden, ijzige gebieden die de Oortwolk en de Kuipergordel worden genoemd, en het minisysteem van Pluto en zijn twee satellieten (of manen, als je dat liever hebt, hoewel deze lastig is omdat Pluto niet langer als een wordt beschouwd) planeet; zijn status blijft controversieel en sommige organisaties pleiten voor herstel als een volledige planeet).

Puur gesproken, geocentrisme is het idee dat de aarde het centrum is van een referentiesysteem (meestal "alles"), terwijl, heliocentrisme is de overtuiging dat de zon het centrum is van een of ander referentiesysteem (in modern gebruik, het zonnestelsel).

Zoals eerder gesuggereerd, is geocentrisme het achterhaalde en duidelijk weerlegde idee dat de aarde aan de het centrum van de schepping zelf, met de andere waargenomen objecten in de lucht die op verschillende punten in een baan om de aarde draaien afstanden. Dit idee ontstond ruim 2000 jaar geleden bij de Griekse wetenschappers Aristoteles en Ptolemaeus en werd omarmd door vroege christenen en katholieken. kerk, en begon pas in de 16e eeuw serieus in twijfel te worden getrokken, te beginnen met het werk van de Poolse astronoom Nicolaus Copernicus (1473-1543). Copernicus was niet de eerste die opmerkte dat de met het blote oog zichtbare planeten – Mercurius, Venus, Mars, Jupiter en Saturnus – in de loop der jaren in helderheid varieerden. Hij was ook niet de eerste die opmerkte dat ze exposeerden retrograde beweging, ten opzichte van de achtergrondsterren. Deze term beschrijft de manier waarop de planeten soms kort de richting van hun langzame tocht tegen de achtergrondsterren omkeren voordat ze hun beweging in de gebruikelijke richting hervatten. Voorstanders van geocentrisme hadden goed uitgewerkte verklaringen voor deze verschijnselen, maar Copernicus begreep dat een heliocentrisch model ze beter verklaarde. Helaas voelde hij zich pas op zijn sterfbed op zijn gemak met het publiceren van zijn ideeën, uit angst voor represailles van de kerk, die destijds een soms gewelddadige heerschappij had over het grootste deel van Europa.

Het is nu misschien gemakkelijk om naar een diagram van het zonnestelsel te kijken zoals het goed wordt begrepen en te zien waar Copernicus – die er zelfs in slaagde om alle zes planeten die bekend waren in zijn pre-telescooptijd in hun juiste volgorde van het dichtst bij de zon tot het verst weg, inclusief de aarde - kregen zijn ideeën. Moeilijker te waarderen is de schittering die deze ideeën inspireerde, vooral gezien dat hij een al lang bestaand idee uitdaagde met enorme gevolgen, zowel wetenschappelijk als politiek.

Copernicus wordt algemeen beschouwd als de belangrijkste figuur in de heliocentrische theorie, waarbij Galileo Galilei, normaal gesproken eenvoudigweg Galileo genoemd, vaak een vergelijkbare rol speelde. Maar zelfs vóór Copernicus waren een aantal historische figuren begonnen met het leggen van de basis voor de verplaatsing van de aarde van haar filosofische centrale punt in het universum.

De Griekse wiskundigen dateren uit de voorchristelijke tijd en hadden veel van de vergelijkingen in de meetkunde uitgewerkt die de planetaire beweging bepalen, en in het algemeen om de aarde draaiende lichamen. Destijds betekende dit weinig in termen van astronomie, maar Copernicus putte daar veel van uit bij het formuleren van een stevige heliocentrische theorie. En in 200 voor Christus postuleerde een Griek genaamd Aristarchus een draaiende aarde, maar zijn idee werd verworpen omdat anderen beweerden dat als dit waar zou zijn, mensen en objecten gewoon van het oppervlak zouden wegvliegen ruimte. (Het concept van zwaartekracht was in die tijd nog lang niet 'een ding'.)

In de 10e en 11e eeuw bracht Al-Haitham (ook vaak gespeld als Al-Haytham), uit wat nu Irak is, een aantal opmerkelijke ideeën voort. Een daarvan was dat de "arm" van het Melkwegstelsel zichtbaar aan de nachtelijke hemel, de spiraalvormige megaverzameling van sterren waarvan nu bekend is dat het zonnestelsel zich bevindt, bevonden zich in werkelijkheid veel verder van de aarde dan op het moment werd vermoed tijd. De andere was dat de diepte van de atmosfeer van de aarde vanaf het oppervlak tot de onofficiële grens van de "kosmische ruimte" 32 mijl was, wat tot op een verrassende 5 procent nauwkeurig bleek te zijn. Al-Haitham was meer in het algemeen een van de vroege voorstanders van de wetenschappelijke methoden en bijna heeft in zijn eentje het gebied van optica ontwikkeld, maar wordt grotendeels vergeten in moderne leerboeken en wetenschap discussies.

Afgezien van het tegenspreken van de relatieve plaatsing van de objecten in het zonnestelsel en daarbuiten, was de heliocentrische theorie gebaseerd op het in twijfel trekken van andere al lang bestaande veronderstellingen in de astronomie. Een daarvan was dat hemellichamen in cirkelvormige banen reizen. Ze reizen eigenlijk in elliptische of ovaalvormige banen; hoewel sommige hiervan in één oogopslag heel dicht bij cirkelvormig lijken, is het verschil dat wordt geïntroduceerd in berekeningen met betrekking tot zwaartekracht en andere variabelen groot. Bovendien gingen oude wetenschappers ervan uit dat alles in de kosmos, ongeacht de fysieke omvang, uit hetzelfde basismateriaal was gemaakt. Hoewel het waar is dat alles in de universum is samengesteld uit bekende chemische elementen uit het huidige periodiek systeem, zou iedereen die vandaag beweerde dat sterren en planeten een vergelijkbare samenstelling hebben, meer dan een paar wenkbrauwen.

Er is misschien geen definitie van een heliocentrische theorie, maar beschouw het als een verzameling kennis die zich in de loop van vele eeuwen heeft ontwikkeld en alleen wetenschappelijke vrucht toen het gewicht van het bewijsmateriaal dat het begunstigt, te groot was voor zelfs de meest fervente tegenstanders in de religieuze wereld om weerleggen. Zoals u zult zien, was dit conflict inderdaad zeer dramatisch en gevaarlijk voor talrijke voorstanders van heliocentrische feiten.

Het heliocentrische model verschilt van de heliocentrische theorie doordat het wetenschappers in staat stelt een formeel organisatorisch kader te creëren die de zon, de planeten en andere kleine spelers in het zonnestelsel omvat, en ze fysiek in voorspelbaar plaatst posities. Met andere woorden, in plaats van alleen maar te stellen dat de zon in het centrum van het zonnestelsel staat, gaat het om toetsbare hypothesen die rond dit centrale idee moeten worden gecreëerd.

Nadat Copernicus was verdwenen, namen andere wetenschappers de mantel van heliocentrisme op zich, of op zijn minst modificaties van geocentrisme. De Nederlandse astronoom Tycho Brahe (1546-1601), geboren drie jaar na de dood van Copernicus, maakte waarnemingen van de hemelen die zo nauwgezet en precies waren als kon worden gegeven dat telescopen nog niet in de wetenschappelijke wereld van de mensheid waren arsenaal. Brahe wilde niet toegeven dat de aarde zich in het centrum van het universum bevond, maar stelde wel dat de andere planeten om de zon draaiden terwijl de zon zelf om de aarde draaide. (Terminologie kanttekening: "Revolve" betekent meestal "baan op afstand", terwijl "roteren" betekent "ronddraaien op een as", zoals een tol. De meeste astronomische objecten doen een combinatie van beide.) Dit was een stap in de goede richting, een stap die Brahe niet in het vizier van kerkleiders bracht.

Brahe's tijdgenoot, Galileo (1564-1642), was de man wiens werk uiteindelijk de ondergang betekende van het wetenschappelijk geocentrisme. In 1610, nadat hij een ruwe maar bruikbare telescoop had uitgevonden, ontdekte hij manen die in een baan om Jupiter draaien. Als Aristoteles gelijk had gehad over alle dingen die om de aarde draaien, zou deze situatie onmogelijk zijn. Galileo gebruikte zijn telescoop ook om bergen en vulkanen op de maan, zonnevlekken, individuele sterren binnen de arm van de Melkweg en maanachtige fasen voor Venus te observeren. Vooral dat laatste was opvallend. Als je je een universum voorstelt waarin Venus altijd tussen de zon en de aarde staat, zou het dankzij de basisgeometrie nooit volledig verlicht kunnen lijken. Het zou er altijd uitzien als een soort halve maan; de volledig verlichte kant zou altijd van de aarde af gericht zijn en naar de verder weg gelegen zon. Galileo toonde duidelijk aan dat dit niet het geval was.

Voor zijn moeite werd Galileo de laatste jaren van zijn leven onder huisarrest geplaatst door kerkelijke functionarissen. Hoewel dit een nogal misplaatste straf lijkt voor iemand wiens "misdaad" de staat van menselijk wetenschappelijk onderzoek en kennis enorm vooruitbracht, ontsnapte hij in ieder geval aan de dood straf voor ketterij die was uitgedeeld aan andere tegenstanders van geocentrisme, met name de Italiaanse wetenschapper Giordano Bruno, die op de brandstapel werd verbrand omdat hij pleitte voor het pleiten van Copernicus' ideeën.

Het is duidelijk dat als de mensheid zou blijven werken alsof de aarde in het centrum van het universum zit, er geen betekenis is vooruitgang had kunnen worden geboekt op vrijwel elk gebied dat afhankelijk was van het kennen van de grove details van moderne astronomie. Ruimtevaartuigen sturen naar planeten zoals Mars (waarop mensen sondes hebben geland) en Jupiter, Saturnus, Neptunus en Pluto (die allemaal dichtbij ruimtevaartuigen langsvliegen) met een geocentrisch model is een denkoefening die grenst aan het absurde, vergelijkbaar met het voorstellen van iemand die van Los Angeles naar Sydney vaart met behulp van een haastig gekrabbelde kaart van Californië.

Wetende dat systemen de belangrijkste zwaartekrachtwetten gehoorzamen, hebben astronomen zeer verre objecten kunnen bestuderen, zoals: sterrenstelsels en supernova's, om hun inspanningen beter te concentreren en nauwkeurigere voorspellingen te doen over de beweging van de hemel lichamen.