Verduistering van de zon
Hoewel ze ooit werden gevreesd als een slecht voorteken, hebben zonsverduisteringen geholpen de menselijke geschiedenis vorm te geven - en met name enkele zonsverduisteringen hebben ertoe bijgedragen dat filosofen en wetenschappers een beter begrip van de hemel en onze ware plaats in het universum hebben gekregen.
Hier is een aftelling van 10 zonsverduisteringen die de wetenschap hebben veranderd.
Ugarit Eclipse - Syrië 1223 v.Chr.
Waarnemingen van zonsverduisteringen gemaakt door astronomen in Mesopotamië, meer dan 3000 jaar geleden, behoren tot de allereerste astronomische gegevens. Samen met andere waarnemingen die door de Babyloniërs, Assyriërs en anderen in het oude Midden-Oosten zijn verzameld, zijn ze zelfs de oudste wetenschappelijke verslagen van welke aard dan ook.
Destijds geloofden astrologen dat zonsverduisteringen, kometen en andere hemelse gebeurtenissen de menselijke gebeurtenissen hier op aarde zouden kunnen beïnvloeden, vooral het lot van koningen en rijken. Maar hun observaties omwille van de astrologie markeren ook de vroegst bekende stappen die de mensheid heeft gezet op weg naar de moderne wetenschap.
De vroegst bekende waarneming van zonsverduistering die in het Midden-Oosten is opgetekend, is de Ugarit Eclipse, die in spijkerschrift was geschreven op een kleitablet dat in de jaren veertig in de Syrische stad Ugarit werd ontdekt.
Volgens een studie gepubliceerd in het tijdschrift Nature in 1989, beschrijft de tekst op de tablet een totale zonsverduistering die plaatsvond op 5 maart in 1223 voor Christus, toen Ugarit deel uitmaakte van het Assyrische rijk.
De waarneming merkt op dat de sterren en de planeet Mars zichtbaar waren in de duisternis veroorzaakt door de verduistering: "Op de dag van de nieuwe maan, in de maand Hiyar, werd de zon beschaamd en ging overdag onder, met Mars aanwezig. '
Anyang Eclipse - China 1302 B.C.
Jarenlang werd gedacht dat de Ugarit-tablet een verduistering beschreef die plaatsvond in 1375 voor Christus, waardoor het de oudst bekende zonsverduistering zou zijn geweest.
Maar aangezien wordt aangenomen dat de Ugarit-tablet nu verwijst naar 1223 voor Christus, een waarneming van de zon gemaakt in de stad Anyang in centraal China in 1302 voor Christus. wordt nu beschouwd als het oudste nog bestaande record van een zonsverduistering.
Het is geschreven in een oud Chinees schrift dat is gekrast op een vlak fragment van een schildpad, een van de duizenden archeologische overblijfselen uit de periode die bekend staat als 'orakelbeenderen', vanuit de latere overtuiging dat ze magisch waren en konden helpen de toekomst te voorspellen .
De waarneming merkt op dat "drie vlammen de zon aten en grote sterren werden gezien", die onderzoekers hebben geïnterpreteerd als een beschrijving van een totale zonsverduistering met drie heldere gasstromen in de zonnecorona, die pas zichtbaar wordt tijdens een zonsverduistering.
In 1989 gebruikten astronomen van het Jet Propulsion Laboratory (JPL) van de NASA de Anyang-waarnemingen en waarnemingen van maansverduistering uit dezelfde periode om de exacte datum van de oude verduistering als 5 juni 1302 v.Chr. Te bepalen.
De JPL-onderzoekers gebruikten die informatie vervolgens in een computermodel om aan te tonen dat de rotatie van de aarde sinds 1302 v.Chr. Licht is vertraagd met 0,0047 seconden als gevolg van getijdenwrijving - de weerstand op de draaiende aarde veroorzaakt door de zwaartekrachtsleep van de maan buitenste uitstulping van onze planeet.
Thales 'Eclipse - Anatolia, 585 v.Chr.
Volgens de oude Griekse historicus Herodotus voorspelde de filosoof, astronoom en wiskundige Thales van Miletus een zonsverduistering die in Klein-Azië plaatsvond in de 6e eeuw voor Christus.
Hoewel er grote twijfel bestaat over de juistheid van de bewering, berekenen moderne astronomen dat, als het gebeurde zoals Herodotus zei, het waarschijnlijk een ringvormige zonsverduistering was die op 28 mei 585 voor Christus zichtbaar was in het Midden-Oosten.
Herodotus meldde ook dat de verduistering plaatsvond tijdens een veldslag langs de Halys-rivier in Anatolië tussen de Meden en de Lydiërs, een veldslag die sinds de geschiedenis bekend staat als de 'Slag om de Eclipse'.
De scifi-schrijver Isaac Asimov merkte op dat deze strijd daarom de vroegste gebeurtenis in de geschiedenis was waarvoor een nauwkeurige datum bestaat; terwijl wetenschapshistorici opmerken dat het ook de eerste wetenschappelijke voorspelling van welk soort fenomeen dan ook zou zijn geweest - tenminste de eerste die werkelijk uitkwam.
Aanhangers van Thales beweren dat hij een waarschijnlijke datum had kunnen voorspellen waarop een zonsverduistering zou kunnen plaatsvinden door de Saros-cyclus te gebruiken, een cyclus van ongeveer 18 jaar waarin het patroon van zons- en maansverduisteringen zich bijna exact herhaalt.
Het vroegste bewijs voor het gebruik van de Saros-cyclus komt uit Babylonië rond 500 voor Christus, maar is mogelijk veel eerder in gebruik geweest. En het is zelfs mogelijk dat Thales naar Babylonië is gereisd om het te leren.
Anaxagoras 'Eclipse - Griekenland, 478 v.Chr.
Volgens de Griekse historicus Plutarch en andere oude schrijvers realiseerde de filosoof Anaxagoras van Clazomenae zich als eerste dat een zonsverduistering wordt veroorzaakt door de schaduw van de maan die het licht van de zon verduistert, in plaats van een soort transformatie van de zon zelf.
De details over hoe Anaxagoras dit zou hebben uitgevonden zijn niet bekend, maar moderne historici beweren dat hij de beschrijvingen van verduisteringen van Griekse vissers en zeilers in de Atheense haven van Piraeus heeft gebruikt om te ontdekken dat de verduistering alleen zichtbaar was over een bepaald gebied, en dat het snel de regio van west naar oost doorkruiste.
Moderne astronomen hebben berekend dat een zonsverduistering op 17 februari 478 voor Christus, die zichtbaar was vanuit Athene waar Anaxagoras toen woonde, mogelijk de zonsverduistering was die tot dit inzicht leidde.
Op basis van zijn zonsverduistering zou Anaxagoras ook de grootte van de zon en de maan hebben geschat. De maan, meende hij, was minstens zo groot als het schiereiland Peloponnesos in Griekenland, en de zon moest vele malen zo groot zijn als de maan.
Eclipse van Hipparchus - Griekenland en Egypte, 189 voor Christus
Volgens de Grieks-Egyptische astronoom Claudius Ptolemaeus was de astronoom Hipparchus van Nicea de eerste die de afstand tot de maan vanaf de aarde berekende met behulp van waarnemingen van een zonsverduistering die zichtbaar was bij zowel Alexandra in Egypte als in de Hellespont-regio van Griekenland, meer dan 620 mijl (1.000 kilometer) naar het noorden.
Moderne astronomen berekenen dat dit waarschijnlijk de zonsverduistering was van 14 maart 189 v.Chr.
Hipparchus was een toegewijde waarnemer die tijdens zijn leven aantekeningen maakte over 20 zons- en maansverduisteringen. Nadat hij had opgemerkt dat een bepaalde zonsverduistering totaal was op de Hellespont in Griekenland, maar slechts verscheen als een gedeeltelijke zonsverduistering in Alexandrië in Egypte, kon Hipparchus de afstand tot de maan berekenen in verhouding tot de afstand op het aardoppervlak tussen de twee steden.
Door de afstand van de Hellespont tot Alexandrië te schatten, berekende Hipparchus dat de maan ongeveer 268.000 mijl (429.000 kilometer) verwijderd was van de aarde - een cijfer dat slechts ongeveer 11 procent groter is dan de gemiddelde afstand tussen de maan en de aarde berekend door moderne astronomen.
Halley's Eclipse - Engeland, 1715 n.Chr.
De Duitse astronoom Johannes Kepler ontwikkelde het moderne wetenschappelijke begrip van zonsverduisteringen in geschriften die in 1604 en 1605 werden gepubliceerd, maar hij stierf in 1630 voordat hij effectieve voorspellingen deed.
De eer voor de eerste echt wetenschappelijke voorspellingen van een zonsverduistering in de geschiedenis gaat daarom naar de Engelse astronoom Edmund Halley, die ook de beroemde komeet ontdekte die zijn naam draagt.
In 1705 publiceerde Halley een voorspelling voor een zonsverduistering die op 3 mei van dat jaar in het grootste deel van Engeland zichtbaar zou zijn, gebaseerd op de theorie van universele zwaartekracht ontwikkeld door zijn vriend Sir Isaac Newton.
Halley publiceerde ook een kaart van het voorspelde eclipspad en riep astronomen en het publiek op om hun eigen observaties van de gebeurtenis te maken.
Halley zelf observeerde de verduistering, die een ringvormige (of ringvormige) verduistering bleek te zijn, vanuit het gebouw van de Royal Society in Londen, op een ongewoon heldere ochtend in de stad: 'Een paar seconden voordat de zon helemaal verborgen was , ontdekte zich rond de maan een lichtgevende ring om een cijfer, of misschien een tiende van de diameter van de maan, in de breedte. '
Tijdens het evenement waren de voorspellingen van Halley, met de hand berekend, slechts ongeveer 4 minuten en ongeveer 18 mijl (30 km) in de afstand.
Baily's Beads - Schotland, 1836
Edmund Halley's waarnemingen in 1715 waren ook de eerste die het uiterlijk vastlegden van een fenomeen dat bekend zou worden als Baily's Beads - de heldere lichtpunten die verschijnen rond de ledemaat van de verduisterde maan, net zoals de zon erachter verdwijnt,
Halley ontdekte ook de juiste reden voor het fenomeen: de valleien tussen heuvels langs de zichtbare rand van de maan, die even overspoeld worden met licht terwijl de pieken in het donker zijn: “… welke verschijning kon voortkomen uit geen andere oorzaak dan de Ongelijkheden van het oppervlak van de maan, waarvan er enkele verhoogde delen daarvan zijn in de buurt van de zuidpool van de maan, door wiens interpositie-deel van dat buitengewoon fijne filament van licht werd onderschept, 'schreef Halley.
Hetzelfde fenomeen werd waargenomen door de Engelse astronoom Francis Baily tijdens een ringvormige zonsverduistering in Schotland in 1836, en hoewel Halley hetzelfde effect meer dan 100 jaar eerder had opgemerkt, is het effect sindsdien bekend geworden als "Baily's Beads".
Een gerelateerd effect is de 'diamanten ring', die hier wordt getoond tijdens een zonsverduistering in 2009 in Japan, wat een laatste lichtflits is die wordt gezien wanneer er nog maar één 'kraal' over is.
Noord-Europa, 1851
De totale zonsverduistering boven Noord-Europa op 28 juli 1851 zorgde voor een aantal primeurs in de eclipswetenschap. Het was de eerste zonsverduistering die het onderwerp was van een internationale expeditie door de Britse Royal Astronomical Society (RAS), evenals expedities van astronomen uit vele andere Europese landen.
Records van de zonsverduistering van 1851 bevatten de eerste waarnemingen van de bovenste atmosfeer van de zon, de chromosfeer, door de Britse astronoom George Airy, die lid was van de RAS-expeditie naar Zweden.
Airy dacht eerst dat hij heldere 'bergen' op het oppervlak van de zon had gezien, maar later realiseerden astronomen zich dat hij kleine uitsteeksels van helder gas, 'spicules' genaamd, zag die de chromosfeer een grillig uiterlijk gaven
Een ander lid van de RAS-expeditie naar Noorwegen, John Crouch Adams, die enkele jaren eerder de baan van Neptunus correct had berekend op basis van afwijkingen in de baan van de planeet Uranus, maakte een beroemd verslag van de zonsverduistering van 1851.
'De verschijning van de corona, die scheen met een koud, onaards licht, maakte een indruk op mijn geest die nooit kan worden uitgewist, en een onvrijwillig gevoel van eenzaamheid en onrust kwam op me. Een groep hooimakers, die vrolijk had gelachen en babbelde aan het werk tijdens het vroege deel van de zonsverduistering, zaten nu op de grond, in een groep bij de telescoop, keken naar wat er met de grootste belangstelling gebeurde en bewaarden een diepe stilte. Een kraai was het enige dier bij mij in de buurt; het leek nogal verbijsterd, kronkelend en heen en weer vliegend naar de grond op een onzekere manier ', schreef Airy in een studie getiteld' Account of the Total Eclipse of the Sun 'op 1851, 28 juli, zoals waargenomen in Gottenberg in Christiania, en op Christianstadt, gepubliceerd in november 1851.
Het evenement in 1851 leverde ook de eerste foto op van een hier te zien zonsverduistering, gemaakt door Julius Berkowski bij de Royal Observatory in Konigsberg in Pruisen, nu Kaliningrad in Rusland.
Ontdekking van Helium - India, 1868
Op 16 augustus 1868 maakte de Franse astronoom Jules Janssen foto's van het spectrum van de zon tijdens een totale zonsverduistering in de Oost-Indische stad Guntur.
Bij het analyseren van de foto met behulp van de nieuw ontdekte wetenschap van spectroscopie, merkte Janssen de aanwezigheid op van een heldere lijn in het gele deel van het zonnespectrum, wat duidde op de aanwezigheid van een onbekend gas in de atmosfeer van de zon, samen met gewone waterstof.
Aanvankelijk ging Janssen ervan uit dat de heldere lijn werd veroorzaakt door het element natrium. Maar binnen een paar maanden na de ontdekking van Janssen vond de Engelse astronoom Norman Lockyer dezelfde lijn in het spectrum van gewoon daglicht en merkte op dat deze niet kon overeenkomen met enig bekend element.
Lockyer noemde het nieuw ontdekte element 'helium', naar een Grieks woord voor de zon, Helios.
Hoewel helium overvloedig in sterren aanwezig is, is het zeldzaam op aarde. Het is veel lichter dan de meeste gassen en ontsnapt gemakkelijk in de bovenste atmosfeer en vandaar de ruimte in.
Nadat het door astronomen in de zon was gevonden, bleef helium onbekend op aarde tot ongeveer 30 jaar later, toen de Schotse chemicus William Ramsay afzettingen van het gas ontdekte in een stuk uraniumerts, als gevolg van het radioactieve verval van zwaardere elementen.
Dit NASA-beeld toont de zon in golflengten van ultraviolet licht veroorzaakt door aangeslagen heliumatomen.
Einstein's Eclipse - Afrika en Zuid-Amerika, 1919
De algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein, ontwikkeld tussen 1907 en 1915, deed de verrassende voorspelling dat licht werd beïnvloed door zwaartekracht - en als gevolg daarvan zouden lichtstralen die dichtbij een groot object in de ruimte passeren, zoals de zon, worden gebroken of gebogen .
Maar het eerste bewijs van Einsteins theorie zou pas in 1919 komen, nadat er waarnemingen waren gedaan van een totale zonsverduistering die zichtbaar was vanuit Afrika en Zuid-Amerika.
De Britse astronomen Arthur Eddington en Frank Watson Dyson reisden voor het evenement naar het eiland Principe, voor de westkust van Afrika.
Ze hadden zich voorbereid op de zonsverduistering door nauwkeurig de precieze locaties te meten van de heldere sterren van de Hyades-cluster in het sterrenbeeld Stier, die ze hadden berekend op het pad van de zonsverduistering van 1919.
Gewapend met de "ware" positie van de Hyades, namen Eddington en Watson Dyson vervolgens foto's van de sterren tijdens de verduisteringstotaal in Principe. Hun foto's laten zien dat het licht van de Hyades-sterren inderdaad "gebogen" was toen het dicht bij de zon kwam, waardoor de sterren op een iets andere plaats verschenen dan hun ware positie, precies zoals Einstein had voorspeld.
Waarnemingen van latere verduisteringen, zoals de zonsverduistering van 1922 boven Afrika, de Indische Oceaan en Australië, hielpen Eddingtons waarnemingen en Einsteins theorieën over zwaartekracht en licht bevestigen.
