Je leest:

De jacht op de parallax

De jacht op de parallax

Auteur: | 8 december 2001

Het principe is eenvoudig. Kijk je vanuit twee verschillende punten naar hetzelfde object, dan zie je het in twee verschillende richtingen. Houd maar eens een opgestoken wijsvinger voor je gezicht, en sluit afwisselend het linker- en het rechteroog – je ziet je vinger dan heen en weer springen ten opzichte van de achtergrond. Beweeg de vinger naar je toe en van je af, en je ziet dat verschilzicht groter en kleiner worden. Met andere woorden: de parallax is een maat voor de afstand.

Zou Friedrich Wilhelm Bessel die tic ook gehad hebben? Ik herinner het me nog als de dag van gisteren. Tijdens het avondeten begon ik opeens raar met mijn hoofd te bewegen en met mijn ogen te knipperen. Linkeroog dicht, hoofd iets opzij, en daar verdween een verre lantaarnpaal precies achter een spijltje in het raamkozijn. Hoofd stilhouden, rechteroog dicht, en hup, daar was hij weer zichtbaar. Parallax. Schitterend.

Het principe is eenvoudig. Kijk je vanuit twee verschillende punten naar hetzelfde object, dan zie je het in twee verschillende richtingen. Houd maar eens een opgestoken wijsvinger voor je gezicht, en sluit afwisselend het linker- en het rechteroog – je ziet je vinger dan heen en weer springen ten opzichte van de achtergrond. Beweeg de vinger naar je toe en van je af, en je ziet dat verschilzicht groter en kleiner worden. Met andere woorden: de parallax is een maat voor de afstand.

Friedrich Wilhelm Bessel bepaalde in 1838 als eerste de parallax van een ster. Niet door met zijn ogen te knipperen – daarvoor staan de sterren te ver weg. Bessel had een veel grotere basislijn nodig. Hij mat de positie van de ster in de maand juni. En daarna nog een keer in december. Precies zes maanden later, wanneer de aarde aan de andere kant van de zon staat, 300 miljoen kilometer verderop. De ster (61 Cygni, in het sterrenbeeld Zwaan), bleek een parallax van 0,3 boogseconde te hebben – de hoek waaronder je een speldenknop ziet op een afstand van vijfhonderd meter. Daarmee kwam de afstand van 61 Cygni op ruim negentig biljoen kilometer.

Het parallaxverhaal is snel verteld. De ontdekking van Bessel wordt in de meeste sterrenkundeboeken afgedaan met een paar zinnen; hooguit twee of drie alinea’s. Maar achter die paar zinnen schuilt een duizenden jaren lange zoektocht naar de maat van de kosmos. Een zoektocht die gekenmerkt wordt door starre dogma’s, revolutionaire inzichten, onverwachte ontdekkingen, tegenslagen en teleurstellingen. En zoals in elk goed avontuur is er op het eind nog sprake van een nek-aan-nekrace tussen de drie astronomen die op zoek zijn naar de felbegeerde schat.

Wie op een heldere nacht omhoog kijkt, krijgt de indruk dat de sterren allemaal even ver weg staan, als kleine lichtjes op een gigantische hemelkoepel. Dat die ‘sfeer van de vaste sterren’ zich buiten de baan van de verste planeet moest bevinden, was voor de oude Grieken al duidelijk, maar over de afmetingen van die buitenste sfeer viel niet veel te zeggen. Totdat Aristarchus van Samos, als een Copernicus-avant-la-lettre, in de derde eeuw voor Christus opperde dat misschien niet de aarde, maar de zon het middelpunt van de kosmos vormt.

Aristarchus’ revolutionaire wereldbeeld kende nauwelijks aanhangers, en het zou nog achttien eeuwen duren voordat Nicolaus Copernicus het opnieuw propageerde. Maar dat een bewegende aarde een reusachtige afstand voor de sterren impliceerde, was overduidelijk voor wiskundigen als Aristarchus en Archimedes. In de loop van een jaar zie je de posities van de sterren immers niet veranderen, en dat betekent dat hun afstand enorm veel groter moet zijn dan de middellijn van de aardbaan.

Ook Copernicus realiseerde zich dat zijn heliocentrische wereldbeeld (met de zon in het middelpunt) met zich meebracht dat er een geweldige leegte moest gapen tussen de baan van Saturnus en de sfeer van de vaste sterren. Sommige astronomen, zoals de excentrieke Deen Tycho Brahe, vonden dat onverteerbaar. Ze wilden wel accepteren dat de planeten om de zon draaien in plaats van om de aarde, maar de aarde zelf zou toch onbeweeglijk in het centrum van de kosmos staan, zodat het geen verwondering hoeft te wekken dat de sterren geen parallax vertonen.

Toen de Copernicaanse revolutie zich eenmaal had voltrokken, en sterrenkundigen ook nog tot het inzicht waren gekomen dat de sterren niet allemaal op dezelfde afstand staan, begon de jacht op de parallax pas goed. Gewapend met gevoelige telescopen en nauwkeurige uurwerken probeerden astronomen de minieme jaarlijke schommelingen van de sterren te detecteren, maar hoe ze ook hun best deden, de parallax bleef ongrijpbaar, waaruit bleek dat zelfs de afstand tot de dichtstbijzijnde ster een paar honderdduizend keer zo groot moet zijn als de afstand tot de zon.

In zijn boek ‘Parallax. The race to measure the cosmos’ gaat astronoom Alan Hirshfeld uitgebreid in op de vele pogingen die grote geleerden als Brahe, Hooke, Halley, Flamsteed, Bradley en Herschel ondernamen om als eerste de afstand tot een ster te bepalen. De meest ingenieuze instrumenten werden er ontworpen; de meest uiteenlopende zoekstrategieën ontplooid. Tussen de bedrijven door ontdekten ze de aberratie van het licht (kleine positieveranderingen die veroorzaakt worden door de eindige lichtsnelheid) en de eigenbewegingen van sterren, die het gevolg zijn van werkelijke verplaatsingen van de sterren in het heelal. Maar de jacht op de parallax bleef vruchteloos.

Dat Friedrich Wilhelm Bessel er uiteindelijk in 1838 wél in slaagde om de parallax van een ster te bepalen, was voornamelijk te danken aan de fantastische kwaliteit van de telescoop die hij gebruikte. En dat de tijd rijp was voor deze baanbrekende ontdekking, blijkt wel uit het feit dat Thomas Henderson en Otto Struve een paar maanden na Bessel ook parallaxmetingen presenteerden, van de heldere sterren Alfa Centauri en Wega.

In een tijd waarin astrometrische satellieten van honderdduizenden sterren de parallax meten en de afstand bepalen, is het moeilijk voorstelbaar dat het probleem eeuwenlang onoplosbaar leek, en zo veel sterrenkundigen in zijn greep had. Wat dat betreft vertoont Hirshfelds vlot geschreven boek wel enige overeenkomst met de bestseller ‘Longitude’ van Dava Sobel, waarin de jacht wordt beschreven op een methode voor het bepalen van de geografische lengte, ook al mist ‘Parallax’ de indringende, compacte en literaire stijl van Sobels boek.

Dit artikel is een publicatie van Allesoversterrenkunde.nl.
© Allesoversterrenkunde.nl, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 08 december 2001
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.