|
| |
| |
| |
De Zon.
WAT is de zon? Voor eenen toeschouwer die zich op de minst afgelegene ster zou bevinden, is zij een nietig puntje, een dier tallooze kleine sterretjes die het geheele uitspansel overdekken. Wellicht zou zij niet eens zonder verrekijker te bespeuren zijn. Maar verplaatsen wij ons van dit verwijderd standpunt op onzen aardbol, dan groeit dat blinkende stipje allengskens, dan wordt zijne gele tint helder en klaar, zijne stralen schieten licht en warm door de ruimte, en brengen leven en kracht in alles wat zij bereiken. Alle andere hemellichten wijken als zij aan de oosterkim opdaagt, en de mensch verbaasd over zooveel pracht, overtuigd dat zij de bron is van alle leven, ziet in haar het treffendste beeld der Godheid, zoo hij in zijne onwetendheid haar niet als god aanbidt. En waarlijk, werp eenen blik op de noorderstreken die elk jaar gedurende lange maanden van haren weldadigen invloed verstoken blijven: alles is er koud, machteloos en dood.
Toen de mensch voor de eerste maal de zon aan den westerhemel zag ondergaan, en de koude duisternis de aarde bedekken, toen hij zich angstig afvraagde of die schitterende fakkel nog ooit aan zijne oogen zou verschijnen, moest hij diep gevoelen dat door haar alleen het leven op onzen aardbodem mogelijk was. Maar wat voor den ongeletterden of oppervlakkigen toeschouwer een gevoelen bleef, heeft onze eeuw met al de nauwkeurigheid der wiskunde bewezen.
| |
| |
Zoohaast men klaar had ingezien dat alle krachten der natuur in een innig verband staan, en dat welkdanige arbeid ook door een andere wordt voortgebracht of in een andere herschapen, was het den geleerden niet moeilijk meer al de krachten, hier op aarde werkzaam, tot hunnen oorsprong de zon te herleiden. De macht van eenen waterval, de ontzettende spanning van den stoom, ja, de spierkracht zelve der dieren werden slechts uitingen, of zoo men wil, vervormingen van het onbegrijpelijk groote arbeidsvermogen dat in de zon opgehoopt ligt.
Die gedachte is thans aan ieder zoo gemeenzaam dat het bijna onnoodig is er de aandacht nog op in te roepen: ik wilde ze nochtans terloops door een kort voorbeeld in een meer helder daglicht stellen.
Een uurwerk loopt; het is de ontspanning eener veer, de daling van een gewicht die het aan den gang houdt; doch, er is een arbeid noodig geweest om die veder te spannen, om dit gewicht op te winden, en de gang van het uurwerk is niets anders dan de langzame verbruiking van het vermogen dat de spieren mijner hand in de veer hebben neergelegd.
Waarom geraakt de waterval die het raderwerk van eenen molen voortdrijft nooit uitgeput? Heel eenvoudig: de waterval vormt eene rivier, die zich weldra in de zee gaat ontlasten. Gedurende haren loop, maar voornamelijk in den oceaan doet de warmte der zon het water verdampen en in de hoogte stijgen; wolken worden gevormd, de koude der hoogere luchtstreken doet ze tot regen stollen of als sneeuw om den top van het gebergte kleven, totdat de warmere zonnestralen die sneeuw komen smelten, om aan den waterval zijne vorige krachten terug te schenken. Het is de zon die, hoe onrechtstreeks ook, den waterval en dus de raderen van den molen in beweging brengt, even als mijne hand het uurwerk doet loopen.
Is het dan te verwonderen dat de sterrenkundigen, zoodra zij van de gewichtigheid der zonne in den loop
| |
| |
der natuurverschijnselen overtuigd waren, al hunne pogingen aanwendden om eene zoo volmaakt mogelijke kennis te verkrijgen van het hemellichaam dat voor ons het middelpunt en als het ware de oorsprong is van kracht en leven? Gedurende de veertig laatste jaren heeft de studie der zon de grootste vernuften steeds bezig gehouden. Groote sterrenwachten die de beschouwing der zon uitsluitend voor doel hadden werden overal opgetrokken, en alle natuurwetenschappen hebben het hunne bijgebracht om, zoo mogelijk, het belangwekkende vraagstuk der zonsgesteltenis op te lossen. De wonderbaarste ontdekkingen zijn dan ook het loon geweest van dien lofwaardigen ijver.
Vele punten blijven, wij moeten het bekennen, nog immer duister en twijfelachtig; maar die onvolmaaktheid is vooral hier aan te wijten, dat de tijdruimte waarover de ernstige waarnemingen zich uitstrekken, betrekkelijk zeer kort is; evenwel de weg dien men is ingeslagen heeft reeds tot de kennis van zooveel bijzonderheden geleid, dat er niet meer te twijfelen valt of het erkende geduld der sterrenkundigen zal hen onfeilbaar voeren tot het voorgestelde doel.
De meeste dezer ontdekkingen liggen vooralsnog in wetenschappelijke tijdschriften verspreid, ofwel worden uiteengezet in werken die zich althans grootendeels buiten het bereik van den gewonen lezer bevinden. Verscheidene zoogenaamde ‘populaire’ werkjes heb ik doorbladerd, maar in bijna alle worden, onder voorwendsel misschien van eenvoudigheid, de gevolgtrekkingen der geleerden op zoodanige wijze voorgedragen, dat ze waarlijk niet meer te herkennen zijn. Mij scheen het dus niet geheel nutteloos in eenige bladzijden die belangrijke studiën aan de lezers van het Belfort voor te stellen. Het spreekt van zelve dat ik alle zuivere wiskunde zal ter zijde laten, alsmede de bijzonderheden der opzoekingen, die trouwens een gansch boekdeel zouden vergen, en weinig aantrekkelijkeid hebben voor iemand die zich van de sterrenkunde geen bepaald leer- | |
| |
vak maakt. Voor sterrenkundigen van beroep is dus dit werkje niet geschreven; alleen voor die lezers welken het niet onverschillig is te weten wat er rond en boven hen omgaat.
Alvorens het wezen der zon in zich zelve te beschouwen, wil ik eenige woorden zeggen van haren afstand en hare grootte.
De afstandsbepaling der zon tot de aarde is wel een der belangrijkste, doch tevens wellicht het moeilijkste der astronomische vraagstukken. Belangrijk is het, omdat die lengte de maat is waarmede alle andere hemelafstanden gemeten worden. Van de onderlinge verwijdering der wereldbollen hangt de bepaling af hunner grootte en zwaarte, alsook de snelheid waarmede zij zich door de ruimte bewegen, en van dit alles de kennis der plaats welke eene ster op een gegeven tijdstip zal innemen, of die waar zij zich in het verleden bevond. - En men merke wel op, dat de kleinste feil in die meting de gewichtigste gevolgen nasleept. Wilt gij een bewijs? Verbeeld u eenen toeschouwer die in de zon staat; - van verre bemerkt hij onze aarde, een klein sterretje voorwaar. Van uit zijn oog trekt hij twee lijnen naar de uiteinden van den halven doormeter; die lijnen maken eenen hoek, welken de sterrenkundigen zonneparallaxis noemen. Die hoek bevat iets meer of minder dan 8,8 graadseconden; maar in dat iets meer of minder ligt nu juist de knoop, en om dat kleine iets te bepalen ondernemen de beroemdste sterrenkundigen lange en moeilijke reizen, verblijven zij soms maanden achtereen op een verafgelegen eilandje te midden van den Oceaan. Hoeveel kan dat iets meer of minder dan wel bedragen? Een oogenblikje aandacht, als ik u bidden mag.
Stel op 240 meters afstands een lijntje zoo groot als de doormeter van een haar; trek van uw standpunt twee lijnen naar de uiteinden van dit stipje; die
| |
| |
twee lijnen begrijpen ook eenen zeer, zeer kleinen hoek. Welnu, de onzekerheid in de zonneparallaxis is niet grooter dan die uiterst kleine hoek, voor het bloote oog onzichtbaar, en nochtans dit verschil laat in de kennis van de ware verwijdering der zon eene onbepaaldheid van ongeveer een millioen kilometers over.
Wanneer een landmeter den afstand van een onbereikbaar punt moet berekenen, acht hij zich al zeer ongelukkig, indien hij niet over eene basis of grondlijn kan beschikken ten minste zoo groot als een tiende van den te meten afstand. De doormeter nu der aarde, is nauwelijks het elf duizendste gedeelte van den afstand der zon.
De sterrenkundige die de zonneparallaxis te bepalen heeft, is dus als een landmeter die, met eene beschikbare grondlijn van anderhalven meter lengte, de verwijdering moet berekenen van een voorwerp dat ten minste zestien kilometers verre van hem gelegen is. Dat mannen van het vak oordeelen.
Hoe groot is dan de afstand der zon? Gemiddeld acht en dertig millioen mijlen van vier kilometers. Heel licht kunnen wij dit getal neerschrijven; doch het is niet genoeg getallen op te geven; wij moeten de grootheden die zij beduiden ons voor oogen trachten te stellen. - Dit is niet altoos gemakkelijk, want die lange aaneenschakeling van cijfers maakt op onzen geest eenen zeer onduidelijken indruk. Onze verbeelding is onmachtig tegenover de verbazende ruimte welke tusschen de hemellichamen heerscht; maar dan nemen wij onzen toevlucht tot eene andere maat, b.v. een tijdsverloop, om de voorgestelde lengte eenigszins tastbaar te maken.
Veronderstellen wij eenen ijzeren weg van de aarde tot de zon. De beste sneltreinen doorloopen zoo wat 64 kilometers per uur; laten wij dan op dit ingebeelde spoor eenen sneltrein tien uren daags aan den gang, dan zal hij, in 1888 vertrokken, rond het jaar 2530 op de zon aankomen. Een pleizierreisje, zooals ge ziet.
| |
| |
Een Amerikaan heeft zich vóor eenige jaren van een echt amerikaansch voorbeeld bediend. Bij die lieden is alles groot; welnu, zegt M. Mendenhall, stellen wij ons een kind voor met eenen arm zoo lang dat hij van de aarde tot de zon kan reiken. Vermits, volgens proefnemingen van M. Helmholtz, het gevoel onze zenuwen met eene snelheid van ongeveer 33 meters in de seconde doorloopt, zou dat reuzenkind ongestraft de zon kunnen aanraken, daar het slechts honderd vijftig jaar nadien zou gevoelen dat het zijne vingers verbrandt.
Die afstand is niet onveranderlijk, en de vorm der baan die de aarde doorloopt is oorzaak, dat wij omtrent 1 januari 4.900.000 kilometers dichter bij de zon zijn dan rond midden juni. Waarom is het dan op het einde van december kouder dan in de maand juni? Daar bestaan vele redenen voor, waarvan de twee voornaamste zijn dat des winters de stralen veel schuinscher op de aarde vallen, en daarenboven de dagen veel korter zijn. - Houd de hand bij het vuur zoodanig dat de warmtestralen er loodrecht op neerkomen; keer ze daarna zoo dat zij diezelfde stralen in eene schuinsche richting ontvangt, en gij zult proefondervindelijk bewezen hebben dat in het eerste geval het vuur veel warmer schijnt dan in het tweede, dat is, dat er in het eerste geval meer hitte aan uwe hand wordt medegedeeld dan in het tweede. - Voeg daarbij dat gedurende den zomer de aarde in de lange dagen meer warmte opzamelt dan zij er in de korte nachten kan uitstralen, en in den winter de kleine hoeveelheid die zij dagelijks ontvangt, ruimschoots des nachts wordt verloren.
Zoo haast men de ruimte kende die tusschen ons en de zon gelegen is, was het zeer gemakkelijk de grootte dezer laatste te berekenen. Zoo min als den afstand kunnen wij ons den omvang der zon voorstellen, en worden dus nogmaals genoodzaakt vergelijkingen te
| |
| |
gebruiken. Iemand die op tachtig dagen rond de aarde reist, zou niet minder dan vier en twintig jaren noodig hebben om een toertje rond de zon af te leggen. - Plaatsen wij de aarde met hare maan in het middelpunt der zon, dan zal onze wachter zich slechts op de helft van den weg bevinden die ons van de buitenoppervlakte der zon zou scheiden, en toch is de maan meer dan negentig duizend mijlen van ons verwijderd.
En de kubieke inhoud? Ik zal alleen zeggen dat, ware onze zon hol, zij 1.300.000 bollen als onze planeet zou kunnen omsluiten. Kunt gij u den inhoud van eenen kubieken kilometer voorstellen? Gij antwoordt alras, ja zeker! Een oogenblikje geduld. Ik neem, let wel op, tien duizend arbeiders, die allen onverpoosd 360 dagen in het jaar werken (verschooning, godsdienstige lezer, het zijn maar ingebeelde werklieden) en dagelijks elk twee duizend baksteenen van een kubieken decimeter op elkaar stapelen; op hoeveel jaar, denkt gij, zouden zij eenen kubieken kilometer gevuld hebben? Eene eenvoudige berekening zal u toonen dat zij niet minder dan honderd negen en dertig jaar aan dit werk zouden besteden. En zeggen dat de zon millioenen en nogmaals millioenen kubieke kilometers inhoud heeft! Verlangt gij het juiste getal te kennen: 1.390.050 millioen maal een millioen kubieke kilometers.
Laat ik u nog een voorbeeld geven. Arago verhaalt in het vierde boekdeel zijner ‘Astronomie populaire’ het volgende: Een professor van Angers wilde aan zijne leerlingen de verhouding tusschen de massa der zon en die der aarde voorstellen. Hij had het geduld de graankorrels te tellen die een liter kan bevatten: hij telde er tienduizend. Nu nam hij honderd dertig liters graan, schudde ze op eenen hoop, en een enkel graantje daarnevens leggende sprak hij: ‘Ziehier de aarde, en ziedaar de zon.’
Ik zal mij de moeite sparen u het gewicht van die vervaarlijke massa aan te duiden, want het is, geloof ik, heelemaal onnoodig. Schrijf het cijfer twee
| |
| |
en dan dertig nullen daarachter, en gij zult het getal kilogrammen hebben dat het gewicht van de zon uitdrukt. Hier kan zelfs eene vergelijking ons niet meer baten.
De aantrekkingskracht der zon, op de omliggende voorwerpen, moet dan ontzettend groot wezen; want volgens Newton, trekken de lichamen elkander aan in rechte reden tot hunne massa; d.i. verdubbelt de massa eens lichaams, dan verdubbelt ook zijne aantrekkingskracht.
Om eenen steen van den grond op te lichten moet ik eene zekere kracht gebruiken, ten minste zoo groot als die waarmede de aarde den steen aantrekt en die wij zwaartekracht noemen. Waarom vermoeit het gaan? Omdat ik bij elken stap de aantrekking der aarde op mijn lichaam moet overwinnen. Groeide deze zwaarte aan, dan zou alle beweging onmogelijk worden. Nu kunnen wij ons afvragen wat er gebeuren zou, indien onze aarde zoo groot was als de zon? Alle voorwerpen zouden acht en twintig maal zwaarder worden; een man van zeventig kilo, zou er dus bijna twee duizend wegen, en versterkten tegelijkertijd onze spieren niet, wij zouden daar onbewegelijk aan den grond als vastgenageld neer liggen.
Op verre afstanden doet zich die werking nog gevoelen, en de aarde, niettegenstaande hare groote verwijdering wordt door de zon aangetrokken; wat meer is, sterren die millioenen maal verder van de zon gelegen zijn dan onze aarde, ontsnappen nog aan haren invloed niet.
Om eenen steen te beletten op den grond neer te vallen, moet ik hem b.v. met eene koord aan een vast voorwerp ophangen: is de spanning der koord ten minste zoo groot als de zwaartekracht, dan blijft mijn steen onbewegelijk; is de koord niet sterk genoeg dan valt de steen. - Stellen wij nu dat de zon de
| |
| |
aarde zij, en deze de steen. Om dien kolossalen steen in evenwicht te houden, zouden wij hem op de volgende wijze behooren vast te maken: wij nemen nu geene gewone vlaskoord meer, maar stevige stalen draden zoo dik bij voorbeeld als telegraafdraden. Hun aantal zou het geheele aan de zon tegengestelde halfrond bedekken, en veel dichter bij elkaar staan dan de grashalmen op eene weide, nl. meer dan drie honderd op een vlak zoo groot als het formaat van dit tijdschrift. Welk een ontzaggelijk vermogen!
Maar ik bespeur nergens die draden, en toch vallen wij niet op de zon, want dan waren twee maanden voldoende om dit reisje af te leggen? Ziehier in eenige woorden de oplossing van dit raadsel. Laat eenen steen los, en hij valt loodrecht naar beneden. Maar deel hem eene horizontale snelheid mede; niettegenstaande de aantrekking der aarde dezelfde is gebleven en voortdurend werkt, valt hij niet meer loodrecht, doch komt eerst op zekeren afstand van zijn vertrekpunt neder. Die afstand is des te grooter naarmate de voortgebrachte snelheid toeneemt; ja, dat is zoo waar dat, ging die snelheid zekere grens te boven, de aantrekking werde overwonnen, en de steen bleve rond de aarde wentelen, indien wel te verstaan zijne vaart noch door den wederstand der lucht, noch door het ontmoeten van eenig ander voorwerp werd belemmerd. Door uw werpen deelt gij aan uwen steen eene kracht mede welke in eene andere richting werkt als de zwaarte, en dus deze laatste geheel kan overwinnen.
Een ander voorbeeld zal ons gezegde nog klaarder maken. Leg een steen in eenen slinger, en trek hem naar u toe, hij zal zonder moeite de richting volgen die gij hem geeft. Draait gij nu den slinger snel rond, dan ontwikkelt gij in uwen steen eene kracht die aanhoudend werkt om hem van uwe hand te verwijderen: gij voelt ze, want om den slinger te houden moet uwe hand tegenwerken. Welnu, door dit tegenwerken trekt gij den steen naar u toe, en toch valt hij u niet
| |
| |
op de hand, maar tracht in eene andere richting te ontvlieden. Het evenwicht tusschen die twee krachten doet uwen steen eenen kring rond uwe hand beschrijven. Met de aarde gebeurt nu hetzelfde. Zij spoedt met eene snelheid van dertig kilometers in de seconde voort; maar de zon is de reusachtige hand die door hare aantrekking de aarde noodzaakt eenen kring rondom haar te beschrijven; de stalen draden waarvan zooeven sprake was verbeelden de koord van dien nieuwsoortigen slinger. Verloor de aarde hare snelheid, dan viel zij ongetwijfeld op de zon; verloor deze hare aantrekkingskracht, dan ontsnapte de aarde uit hare tegenwoordige baan, en ontvlood voor immer de bron die hier het leven mogelijk maakt. Het zijn dus die twee krachten die de aarde in bedwang houden: van den eenen kant de aantrekking der zon, van den anderen de middelpuntvliedende kracht die door de snelheid der aarde wordt ontwikkeld. Deze snelheid is zoo groot dat, kwamen twee planeten tegen elkander aan te botsen, de slag verschrikkelijk zou wezen. Beide zouden in stof vliegen, of liever, de hitte door dien schok veroorzaakt zou ze met aarde, steenen, planten, dieren, niet in stof maar in gloeiend gas, in eenen nevel doen overgaan.
Men merke op, dat het eene en dezelfde kracht is die eenen steen op de aarde doet vallen, en de hemellichamen noodzaakt hunne onmetelijke kringen te beschrijven. Deze waarheid, de grondslag van bijna al onze astronomische kennissen en berekeningen, werd voor de eerste maal bewezen door den grooten Newton.
Op zekeren dag, - men zegt toen hij eenen appel van eenen boom zag vallen -, vroeg hij zich af waarom de maan ook niet op de aarde nederdaalde. Newton kende de snelheid van onzen wachter, en kon dus de kracht berekenen die noodig is om hem in zijne loopbaan te weerhouden. Hij slaagde erin eene wiskundige uitdrukking van dit vermogen te vinden, maar ongelukkiglijk verschilde zij een weinig van die welke
| |
| |
hij voor eenen steen had opgezet. Teleurgesteld legde hij zijn vraagstuk op zijde, doch verloor het niet uit het oog; dat was zoo zijne gewoonte.
Eens vroeg hem een zijner vrienden hoe hij het aan boord legde om zooveel belangrijke en tevens eenvoudige waarheden te bewijzen: de groote man antwoordde: Met er altijd op te peinzen.
Zestien jaar later woonde hij de zitting bij der ‘Royal Society’ van Londen, toen de nieuwe aardmeting van Picard besproken werd. Die geleerde had bewezen dat de steeds aangenomen lengte van den aardstraal fout was. Een licht is voor Newton opgegaan! Terstond na de vergadering zet hij zich aan den arbeid om zijn vraagstuk op nieuw te behandelen. Naarmate hij vordert, bemerkt hij dat het nieuw getal beter voldoet dan het eerste, en weldra twijfelt hij niet meer of zijn vermoeden zal bewaarheid worden. Die gedachte ontroert hem zoo hevig dat hij zijne berekening moet staken, en aan een zijner vrienden overlaten de laatste hand aan zijn werk te leggen. Het groote werk was voltooid, en Newton schreef dan deze natuurwet neder, eenvoudig als de natuur zelve, en grootsch als het heelal dat zij beheerscht: ‘Ik heb bewezen, zegt hij, dat in de natuur alles gebeurt alsof de lichamen elkander aantrekken in rechtstreeksche reden hunner massa, en in omgekeerde reden van het vierkant hunner onderlinge verwijdering.’
Die dag was de geboortedag der tegenwoordige sterrenkunde.
A. De Ceuster S.J.
(Wordt vervolgd.)
Leuven.
|
|
Gedeeltelijk auteursrechtelijk beschermd