Achtergrond

Venusexpedities - 1639

Ook na het verschijnen van Keplers superieure Tabulae Rudolphinae bleven anderen hun eigen tabellen uitgeven. In 1632 verschenen de Tabulae motuum coelestium perpetuae van de zuidnederlandse amateur-astronoom en geneesheer Philip van Lansberge, die toen predikant in Middelburg was. Hij was een niet bepaald onverdienstelijk wiskundige gezien zijn berekening van het getal pi op vijfendertig decimalen, en in zijn boek Bedenckingen op den dagelyckschen ende jaarlyckschen loop van den aerdt-kloot uit 1629 leren we hem als een enthousiaste volgeling van Copernicus kennen. Veertig jaar lang had hij zelfstandig aan zijn astronomisch naslagwerk gewerkt, waarbij hij zich voor zijn berekeningen baseerde op een epicykeltheorie, omdat hij de theorie van Kepler over de planeetbewegingen evenwel niet aanvaardde. Zelf achtte hij zijn Tabulae beter dan die van Kepler, hoewel de praktijk spoedig uit zou wijzen dat zij daarbij verre ten achter stonden toen een jonge Engelsman zich met de tafels van Van Lansberge ging bezighouden.

De jonge predikant Jeremiah Horrocks was rond 1618 geboren en groeide op in Toxteth, een klein dorpje niet ver van Liverpool, als zoon in een kommerlijke familie van kleine landeigenaren en horlogemakers. Op dertienjarige leeftijd ging hij als beursstudent naar Emmanuel College in Cambridge, maar keerde drie jaar later zonder een graad behaald te hebben terug naar de omgeving van Liverpool. Horrocks legde een bijzondere belangstelling voor sterrenkunde en wiskunde aan de dag en gedurende zijn verblijf in Cambridge had hij zichzelf bekend gemaakt met de belangrijkste werken die in de oudheid en de moderne tijd op het gebied van de astronomie verschenen waren, waaronder ook de verhandelingen van Kepler over de planeetbewegingen. Inmiddels had hij een linnenhandelaar uit Broughton bij Manchester leren kennen die eveneens een diepe interesse voor astronomie toonde en Horrocks' vriendschap met deze negen jaar oudere William Crabtree leidde tot een intensieve briefwisseling over tal van sterrenkundige onderwerpen. Merkwaardig is het dat, hoewel Horrocks en Crabtree slechts een paar kilometer van elkaar woonden, ze elkaar nooit bezochten; de omgang tussen beide vrienden bestond uitsluitend uit de vele brieven die ze elkaar schreven. Samen met twee andere vrienden van Crabtree – William Gascoigne, een landheer uit Middleton, en de predikant William Oughtred uit Albury – vormden ze een klein gezelschap enthousiaste amateur-sterrenkundigen in Midden-Engeland, dat zich allerminst dilettanterig aan de nieuwe astronomie toewijdde (nos keplari noemden zij zichzelf). Gascoigne vond rond 1638 een micrometer voor zijn telescoop uit, waarmee hij de schijnbare diameter van de zon, de maan en enkele planeten voor die tijd vrij nauwkeurig kon bepalen. Oughtred had in 1631 ter ondersteuning van de bijlessen wiskunde die hij gaf een belangrijk werk over rekenkunde en algebra uitgegeven, waarin hij als eerste het symbool x voor vermenigvuldiging gebruikte, een teken dat vandaag de dag nog steeds gebruikt wordt. Nadat Horrocks uit Cambridge terugkeerde, begon hij met zijn astronomische studies, die vooral bestonden uit het voor een aantal jaren vooruitberekenen van de posities van de planeten, om zich voor te kunnen bereiden op het doen van eigen waarnemingen. Voor het berekenen van zijn efemeriden gebruikte hij de juist verschenen Tabulae van Philip van Lansberge, waarvan hij blijkbaar een exemplaar bezat. Bij vergelijking van de door hem berekende planeetposities en de door zijn vriend Crabtree waargenomen plaatsen, viel het Horrocks uiteindelijk op dat de tabellen van Van Lansberge grote fouten bevatten, die vooral te wijten waren aan de theorie waarop ze gebaseerd waren. Hij zou na deze ontdekking het vele, uiteindelijk nutteloos gebleken rekenwerk aan de Tabulae van Van Lansberge alleen nog raadplegen om in ieder geval op onderlinge samenstanden van planeten, hun conjuncties met vaste sterren en andere bijzondere hemelverschijnselen voorbereid te zijn. Hij nam zich voor nog uitsluitend zelf observaties te verrichten met de kleine lenzentelescoop die hij bezat en de aantekeningen die hij van de waargenomen planeetposities maakte te vergelijken met de Tabulae Rudolphinae van Kepler, welke Horrocks op advies van Crabtree in plaats van de ondermaatse tafels van de Nederlander was gaan gebruiken. Al snel raakte hij overtuigd van de buitengewoon hoge kwaliteit van Keplers werk en de volgende jaren zou hij zich met grote kennis van zaken wijden aan het corrigeren van kleine afwijkingen die hij erin aantrof en het verbeteren van de nauwkeurigheid van de gegevens. Hij ontdekte onder andere dat de maan in een ellipsvormige baan om de aarde bewoog, op dezelfde wijze als Kepler bij de beweging van Mars om de zon had vastgesteld. Verder onderzocht hij ook de getijden en de storingen van de banen van Jupiter en Saturnus.

In juni 1639 verhuisde Horrocks naar het plaatsje Much Hoole, even ten noorden van Liverpool, waar hij voor een karig loon als onderwijzer en (vermoedelijk) predikant was aangesteld, een functie die hij met enige tegenzin vervulde. In Hoole hervatte hij in de schaarse vrije tijd zijn sterrenkundige werkzaamheden en kwam al snel tot de ontdekking dat zich in het begin december van dat jaar een bijzondere samenstand van Venus en de Zon zou voordoen. Over het precieze verloop van deze conjunctie waren de astronomische tabellen die Horrocks ter beschikking stonden echter niet eensluidend. De tijdstippen van het verschijnsel zoals die door Van Lansberge, Longomontanus, Reinhold en Kepler waren voorspeld lagen wel twee dagen uiteen, maar veel belangrijker was dat volgens Van Lansberge Venus óver de zonneschijf zou trekken, terwijl de gegevens van Kepler juist uitwezen dat Venus net ónder de zon langs zou gaan. Wie had er gelijk?

De voorspellingen van Van Lansberge en Kepler voor de venusovergang van 4 december 1639 In beginsel bevatten beide astronomische overzichten afwijkingen, zo stelde Horrocks vast nadat hij ze op grond van zijn waarnemingen had gewijzigd. Kepler plaatste Venus ongeveer 8 boogseconden lager dan in werkelijkheid het geval was, waardoor de planeet volgens zijn opgave de zonneschijf nét niet bedekken zou. De gegevens in de tabellen van Van Lansberge daarentegen weken wel tweemaal zoveel af, maar in tegengestelde richting, zodat de weg van Venus ruim voor de zonneschijf langs zou gaan. Eind oktober had Horrocks de positie van Venus opnieuw berekend en op grond daarvan verwachtte hij dat Venus op zondagmiddag 24 november 1639 (4 december volgens de Gregoriaanse tijdrekening) om even voor vier uur over de zon zou gaan. Met nog slechts een maand te gaan had de jonge predikant juist op tijd zijn vervelende rekenwerk afgerond! Per brief stelde hij zijn vriend Crabtree en zijn broer Jonas uit Liverpool op de hoogte van deze buitengewoon zeldzame samenstand van Venus en de zon en hij drukte hen op het hart toch vooral met een telescoop enkele waarnemingen te verrichten, in het bijzonder aan de diameter van de planeet. Horrocks zou hetzelfde doen.

The reason why I am writing to you now is to inform you of the extraordinary conjunction of the Sun and Venus which will occur on November 24. At which time Venus will pass across the Sun. Which, indeed, has never happened for many years in the past nor will happen again in this century I beseech you therefore, with all my strength, to attend to it diligently with a telescope and to make whatever observation you can, especially about the diameter of Venus.

Over de schijnbare middellijn van Venus tastte men namelijk, net als over die van Mercurius acht jaar daarvoor, nog geheel in het duister en de schattingen liepen dan ook ver uiteen. Kepler dacht dat de doorsnede ongeveer 7 boogminuten groot was, volgens Van Lansberge bedroeg deze waarde 11 boogminuten. Horrocks zelf verwachtte op grond van eigen waarnemingen die hij eerder gedaan had een diameter van slechts 1 boogminuut te meten.

Lees verder over 1761