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

Syene

a1a2

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

S

J

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 Kópernik-usar

Galileo Galilei (1564-1642)

• Brautryðjandi á sviði raunvísinda við upphaf nýaldar

• Gerði grundvallar-uppgötvanir 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:

21

31

22

32

P

a

P

a

• 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:

• 1. lögmál; brautir reikistjarnanna eru sporbaugar með sólina í öðrum brennipunkti

F2F1

P

F1P F2P+ = fasti

• Ef T er mælt í árum og a í stjarnfræðieiningum (AU) þá gildir:

13

2

aT

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 “málamiðlunar-heimsmynd”

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