Transcript Þættir úr sögu stjörnufræðinnar Til forna voru stjörnurnar stærri

Þættir úr sögu
stjörnufræðinnar
• Til forna voru stjörnurnar stærri
þáttur í lífi fólks en nú er
tímatal
staðarákvarðanir
trúarlegt hlutverk
Á fyrri tímum var almennt álitið að
jörðin væri miðpunktur heimsins
Fylgst
með gangi
tungls á
steinöld
Stjörnufræðin
verður til
• menningarsamfélög
verða til gjarnan við
ár
– Níl (Fornegyptar)
– Efrat og Tígris
(Babýlóníumenn)
Fornegyptar
• heimsmynd:
– hugsuðu sér heiminn sem rétthyrndan kassa með
lengri hlið í stefnu frá norðri til suðurs
– Botninn í kassanum var eilítið íhvolfur og fyrir
honum miðjum var Egyptaland
– Flatt eða hvelft loft kassans myndaði himininn og
fjórar súlur eða fjallstindar héldu honum uppi
– Stjörnurnar voru lampar sem héngu í köðlum
neðan úr himninum
– Kringum rönd kassans rann mikið fljót og á því
gekk bátur sem bar sólina. Áin Níl var kvísl úr
þessu fljóti.
Egypsku faraóarnir voru konungar og guðir. Skrifarar
mynduðu yfirstétt. Þeir lögðu stund á stjörnuskoðun, m.a.
Til að fylgjast með árlegum flóðum í Níl.
Himingyðjan
• Ekki aðeins
stjörnurnar voru
guðir og gyðjur
heldur einnig
himinhvelfingin
• Á myndinni sést
himingyðjan
Nut hvelfa sig
yfir jörðina
Boðberi nýrrar trúar
• Ekhnaton faraó
(14.öld f.Kr.)
boðaði að aðeins
væri til einn guð
og að sólin og
alltumvefjandi
geislar hennar
væru tákn hans
• Í myndinni eru
Ekhnaton,
Nefertiti og
þrjár af dætrum
þeirra að færa
Aten gjafir
Ár og dagar
• Babýloníumenn miðuðu tímatalið við göngu tungls
• Babýlóníumenn skiptu dýrahringnum í 12 stjörnumerki sem
hvert spannaði 30°
• Egyptar miðuðu tímatalið við sólina og skiptu árinu í 12 mánuði
• Frá Egyptum er komin sú venja að skipta sólarhringnum í tvo 12
eininga hluta
Babýlóníumenn
• heimsmynd:
– hugsuðu sér jörðina sem kringlótta eyju með geysimiklu
fjalli í miðju, en kringum eyjuna væri hringlaga haf.
– Hinum megin við hafið væri hringlaga fjallgarður sem
myndaði endimörk heimsins og héldi uppi himninum er
þeir hugsuðu sér sem festingu eða hola hálfkúlu úr föstu
efni.
– Dyr væru á himnunum til austurs og vesturs, og færu
himintunglin um þær þegar þau kæmu upp eða settust
– Undir jörðinni væri vatn sem héldi uppsprettum við, og
einnig væru vötn ofan festingarinnar og þau féllu til
jarðar sem regn.
Babýlóníumenn
• Framkvæmdu
samfelldar athuganir á
stjörnum
• Voru brautryðjendur í
stærðfræðilegri
stjörnufræði
• Grunntala talnakerfis
þeirra var 60. E.t.v.
vegna þess að margar
tölur ganga upp í 60
eða að jörðin fer í
kringum sólu á u.þ.b.
360 dögum
Tímatal
• Forn-Egyptar: 12
mánuðir, 30 dagar
hver + fimm
helgidagar
• Júlíanska
tímatalið:hlaupár
fjórða hvert ár
(meðalár 365¼
dagar)
• Gregoríanska
tímatalið:
aldamótaár aðeins
hlaupár í fjórða
hvert skipti (meðalár
365,2425 dagar)
• Trúarbrögð:
vísindi síns
tíma
• Stjörnuspeki
byggðist á
þeirri
hugmynd að
gangur
himintungla
hefði áhrif á
líf fólks
Stjörnuspeki
• Til forna var stjörnuspeki notuð til að taka ákvarðanir
um stríð, frið, veiði- og uppskerutíma o.fl.
• Forn-Grikkir mótuðu stjörnuspeki eins og við
þekkjum hana
• Útreikningar stjörnuspekinga mótuðu upphaf
stjörnufræði
• Gegndi svipuðu hlutverki og véfréttir
• Dýrahringurinn hefur færst um 2-3 vikur síðustu 20
aldir
• Gagnrýnd bæði af kirkju og vísindum á nýöld
• Vinsæl á síðari hluta 20. aldar (20 millj. bækur í USA)
Stjörnuspeki og
rómantík
• http://800predict.lycos.com/love/romance.cfm
Jörðin: flöt eða kúla?
• land rís úr sjó
• bogamyndaður skuggi
jarðar á tunglinu
Jörðin: flöt eða kúla
• hæð Pólstjörnunnar
• tunglmyrkvi gerðist ekki samtímis á mismunandi
stöðum
Forngrikkir
• Jarðmiðjukenningin
– Aristóteles (384-322 f.Kr)
– Ptólemaios (100-165 e.Kr)
• Sólmiðjukenningin
– Aristarkos frá Samos
• fann út að jörðin var mun stærri en tunglið og sólin mun stærri
en jörðin
• Myrkur á miðöldum?
Erastosþenes (3. öld f. Kr.)
• Mældi ummál jarðar og sýndi þannig fram á
að jörðin væri hnöttur
Alexandría
a1
a2
Syene
a1 = a2
a1: 7,2°, vegalengdin milli Alexandríu og Syene:
900 km. Hvert er ummál jarðar?
Aristarchos (3.öld f. Kr.)
• Sólmiðjukenning
• Áætlaði fjarlægðina til tunglsins
• Áætlaði fjarlægðina til sólar
J
S
T
Nicolaus Kopernikus (1473-1543)
• Pólskur.
Sérfræðingur í
kirkjurétti.
Starfaði sem
kanúni og
læknir. Lagði
stund á
stjörnufræði í
hjáverkum
Sólmiðjukenning Kópernikusar
• Miðja jarðar er aðeins þungamiðja þeirra hluta sem eru
á eða við jörðu, en ekki miðja alheims
• Sólin er miðja alheims. Reikistjörnurnar (m.a. jörðin)
snúast um sólu
• Sýndarhreyfing sólar og stjarna stafar af
möndulsnúningi jarðar og snúningi um sólu
• Fastastjörnur sýna ekki afstöðubreytingu eftir árstíðum
vegna þess hve fjarlægar þær eru
“Aukabaugar” eru dæmi um sýndarhreyfingu
reikistjarna. Á myndinni sést hvernig Júpíter
virðist leggja lykkju á leið sína
Sólmiðjukenningin
leiðir í ljós að
“aukabaugar” eru
sýndarhreyfing
Umferðartími jarðar
um sólu er styttri en
umferðartími t.d. Mars
Því virðist sem Mars
snúi við og stefni í
vestur þegar jörðin “fer
fram úr” honum
Á okkar tímum er auðvelt að
reikna út
Innbyrðis afstöðu reikistjarnanna
Blaðsíða úr
handriti
Kópernikusar
Galileo Galilei (1564-1642)
• Brautryðjandi á sviði
raunvísinda við upphaf
nýaldar
• Gerði grundvallaruppgötvanir í eðlisfræði
og stjörnufræði
• Beitti við rannsóknir
mælitækjum sem hann
fann sjálfur upp
(hitamælir, tímamælir)
Galilei smíðaði fyrsta nothæfa
stjörnusjónaukann. Uppgötvaði:
• Sólbletti
• Kvartilaskipti Venusar
• Fjölda fastastjarna sem ekki sjást með berum augum
• Ójöfnur á tunglinu
• Fjögur af tunglum Júpíters (Castillo, Io, Evrópu,
Ganimedes)
Falllögmál
Galileis:
• Allir hlutir falla
með sömu hröðun
í lofttæmi (miðað
við sama stað)
• Fallvegalengdin er
í réttu hlutfalli við
falltímann í öðru
veldi
Johannes Kepler (1571-1631)
Þýskur stjörnufræðingur.
Skrifaði rit um stjörnufræði
og ljósfræði.
Starfaði með Tycho Brahe
á Tímabili. Byggði
kenningar um gang
himintungla að nokkru á
athugunum Brahes.
Átti mikinn þátt í að festa
sólmiðjukenninguna í sessi
Lögmál Keplers:
• Farbrautir reikistjarna eru
sporbaugar með sól í öðrum
brennipunkti
• Tengilína sólar og reikistjörnu
fer fer alltaf yfir jafn stóran flöt
á jafnlöngum tíma
• Þegar meðalfjarlægð
reikistjörnu frá sól er sett í
þriðja veldi og deilt með
umferðartíma hennar um sól í
öðru veldi fæst sama tala fyrir
allar reikistjörnurnar:
3
2
2
2
3
1
2
1
a
a

P
P
• 1. lögmál; brautir reikistjarnanna eru sporbaugar
með sólina í öðrum brennipunkti
P
F1
F2
F1P + F2P = fasti
• Ef T er mælt í árum og a í
stjarnfræðieiningum (AU) þá gildir:
2
T
3
a
1
Tycho Brahe (1546-1601)
• Danskur stjörnufræðingur
• Þekktur fyrir nákvæmar
stjörnuathuganir
• Sýndi fram á að
halastjörnur eru handan
tungls;einnig
sprengistjarna sem birtist
1572
• Setti fram “málamiðlunarheimsmynd”
Isaac Newton (1624-1727)
Enskur
stærðfræðingur og
eðlisfræðingur
• Undirstöðureglur
diffrunar og tegrunar
• Þyngdarlögmálið
• Undirstöðulögmál
aflfræðinnar
• Ljósfræðirannsóknir
• Rannsóknir á hreyfingum
reikistjarna
Hreyfilögmálin
• Hlutur heldur
hreyfingarástandi sínu
óbreyttu (kyrrstaða eða jöfn
hreyfing) ef engir kraftar
verka á hann
• Kraftverkun á hlut veldur
hröðun hans í
kraftstefnuna. Hröðunin er
háð massa hlutarins.
• Þegar kraftur verkar á hlut,
verkar jafnsterkur kraftur á
móti
Þyngdarlögmálið
Sérhver hlutur dregur
annan hlut að sér með
krafti sem er í réttu
hlutfalli við margfeldi
massanna en í öfugu
hlutfalli við
fharlægðina á milli
þeirra í öðru veldi