Er jorden galaksens centrum? – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Astrofysik > Er jorden galaksens ce...

26. september 2009

Er jorden galaksens centrum?

Hej kære brevkasse

Billedet er fra: Hogben: videnskab for hvermand og
viser middelalderens verdensopfattelse.

Jeg er en dreng på 12 år, som er igang med et projekt om galaksen. Jeg går på Munkevængets Skole i Kolding, i Talentklassen.
http://www.munkevaengets-skole.kolding.dk
Jeg har et spørgsmål jeg har siddet inde med i et stykke tid, og har spurgt et par stykker om hvem der opdagede at jorden IKKE var galaksens centrum... så jeg håbede på at I kunne besvare det spørgsmål.

Med venlig hilsen
B M


 

Som du ganske rigtig skriver, ligger Solen ikke i Mælkevejens centrum. Vi ved jo idag, at Jorden bevæger sig i en bane om Solen med en omløbstid på et år, at Solen bevæger sig om Mælkevejens centrum med en omløbstid på ca. 220 millioner år, at Mælkevejen bevæger sig i forhold til sine nabogalakser, og at de igen bevæger sig i forhold til fjernere galakser.

Ja faktisk, at hele Universet udvider sig, så alt kommer længere og længere fra hinanden.

Denne erkendelse, som man kan kalde det moderne verdensbillede, bygger på mange nøjagtige astronomiske observationer og solide fysiske teorier, herunder Newtons love og gravitationsteori.

Oldtiden og middelalderens kendskab til astronomi 

Det er ikke så mærkeligt, at mennesker i oldtiden og middelalderen mente, at Jorden er centrum for det hele. Vi ser jo alle andre lysende objekter bevæge sig hen over himlen i 'baner'. Men dette skyldes, at Jorden roterer, så vi i løbet af et døgn ser ud i Universet  Man opfattede himlen som om man sad indeni en kugle, på hvis overflade stjernerne var fordelt (modeller med kugler udenom hinanden med jorden i midten, som har givet anledning til udtryk "som i den syvende himmel").

Mange, både i Kina, Japan, Indien, Mellemøsten, Ægypten, Grækerne samt de Sydamerikanske indianere havde omfattende kendskab til himmellegemerne, deres opgang og nedgang, samt kunne bestemme, hvornår det var så tid og høsttid mm. Man har fundet observatorier fra før vor tidsregning. Andre igen, især de søfarende folk, nok også vikingerne, kunne navigere efter sol og stjerner.

I middelalderen gjorde den katolske kirke meget for at opretholde det overleverede græske og hebræiske verdensbillede, verden var uforanderlig. Derfor skete derfor intet astronomisk i næsten 1400 år. Omkring det 9. Århundrede var jordens kugleform accepteret i liberale kredse. Først efter reformationen da den katolske krikes tag blev fjernet, kom der udvikling i astronomien for alvor. Luther var i øvrigt modstander af de nye tanker.

Claudius Ptolemæus (Gr., latinsk form for græsk Ptolemaios; ca. 100 - ca. 170) epicykelteori var meget indviklet, og påstod at jorden bevægede sig rundt om solen gav et utilfredsstillende og komplekst verdensbillede, som imidlertid passede nogenlunde med datidens observationer.

Nicolaus Kopernikus (pol. Mikołaj Kopernik; 1473 - 1543)

Han var en af de første, som indså at jorden måtte rotere. Han indså, at de fjerne stjerner måtte have enorm fart i forhold til  jordoverfladen, hvis stjernebillederne skulle være stationære. Han indså antageligt også tidligt at en lang række problemer ville være borte, hvis jorden bevægede sig rundt om solen, derfor indførte han de heliocentriske system dvs. et system med solen i centrum. Han havde stadig en forenklet epicykelteori, men i alt et system, der lidt begynder at ligne det, vi har i dag.

Han skaber altså en langt mindre kompliceret teori, en den der var overleveret fra grækerne. Den er i overensstemmelse med datidens observationer. Hans bog Commentariolus kom på den katolske kirkes index over forbudte bøger.

Vores egen Tyge Ottesen Brahe (Dk, 1546 - 1601)

Han fik sin interesse for astronomien, især fordi han i 1572 oplevede i en supernova i stjernebilledet Cassiopeia (en stor eksploderende stjerne, som hvis den ikke er for langt væk, kan lyse, så den ses om dagen i en måneds tid). Han udgav i denne forbindelse en bog om fænomenet De nova stella i 1573. Senere lavede han på Hven i sit observatorium Uranienborg, de mest nøjagtige målinger der nogensinde var foretaget af stjernernes placering, målinger som senere var fundamentale for at forstå lovmæssighederne på himlen (han var ca. 10 gange bedre end forgængerne).

Efter Frederik 2 død blev forholdene for Tycho Brahe meget dårligere, han følte sig drevet ud af landet fa Christian d. 4. Tycho Brahe mente, at solen og stjernerne bevægede sig omkring jorden, som var centrum (han havde en lidt mere kompliceret model). Han begrundede det med, at hvis jorden bevægede sig, ville man kunne se stjernerne flytte sig med jordbevægelsen, og det kunne man ikke selv med hans meget præcise observationer.

Den virkelige løsning opdagede han ikke, at stjernerne var så langt væk, at vi ikke ser dem flytte sig ved jordens bevægelse (nærmeste stjerne over 4,3 lysår væk dvs. 4,13 * 1016 m, og den kan ikke ses fra den nordlige halvkugle).

Tingene blev sat endeligt på plads af Johannes Kepler (D, 1571 -1630)

Især ud fra Tycho Brahes nøjagtige observationer var han isatnd til at opstille tre love, som beskrev planeternes bevægelser om solen. I sit værk Astronomia nova fra 1609 kommer de første to love, Han efterviste på basis af Tychos observationer af Mars, at planetbanerne var ellipser med solen i det ene brændpunkt,. at radius til solen for en planet overstrøg ens arealer i samme tidsrum, dvs. når planeten er langt fra solen bevæger den sig langsomt, nær ved solen hurtigt. I bogen Epitome (udkommet i flere bind 1615 - 1621) kommer den tredie lov, som siger at planeternes sideriske omløbstid i 2. Potens (siderisk omløbstid er omløbstiden i forhold til stjernerne, ofte bruger vi i stedet solen som reference og et soldøgn er ca. 4 min længere end et siderisk døgn) er proportional med den halve storakse i 3. Potens.

Galileo Galilei (It, 1564 - 1642) opfandt den moderne fysik

Eksperimenter og teori blev afprøve i forhold til hinanden (indtil da var princippet at man slog op i gamle skrifter bl.a. fra grækerne for at "forske" i naturvidenskab evt. tænkte sig frem til en løsning). Opfandt linsekikkerten som efterhånden skulle revolutionere astronomien, men han støttede også Kopernikus ide og fik derved den Romerske inquisition på nakken. Han måtte afsværge Kopernikus teorier for at overleve og var i en art husarrest den sidste del af sit liv.

Giordano Bruno, født Filippo Bruno (1548 - 1600) blev brændt på bålet på Campo de' Fiori, i Rom år 1600 for en lang række forhold bl.a. at han gik ind for Kopernikus lære.

Sir Isaac Newton (1643  - 1727) opstiller i sin bog Philosophiae Naturalis Principia Mathematica som normalt kaldes Principia, de ligninger, som beskriver de naturkræfter, som er ansvarlig for planetbevægelserne, og finder ud fra dem de Keplerske love.

Men hvor ligger Solen i Mælkevejen? Svaret på det kom langt senere. I 1780'serne nåede den berømte tysk-engelske astronom Sir William Herschel (GB, 1738-1822) ved at tælle stjerne i 683 områder på himlen frem til at Solen skulle ligge i Mælkevejens centrum. Senere fik den hollandske astronom Jacobus Cornelius Kaptayn (NL, 1851-1922) samme resultat fra måling af stjerners lysstyrker og indbyrdes bevægelser (egenbevægelser).  Det rigtige svar, at Solen ligger ganske langt fra centrum, blev imidlertid fundet i 1917 af den amerikanske astronom Harlow Shapley (US, 1885-1972) ud fra observationer af kugleformede stjernehobe.

De seneste målinger viser at Solen ligger ca. 26 000 lysår fra Mælkevejens centrum. Hvis du vil finde retningen til centrum skal du finde stjernebilledet Skytten (Sagittarius) på den sydlige himmel.

Med venlig hilsen
Jens Viggo Clausen, lektor astronomi
Malte Olsen