Je leest:

Het Antikytheramechanisme

Het Antikytheramechanisme

Auteur:

In 1900 wordt een onooglijke klomp brons gevonden bij de ontdekking van een eeuwenoud scheepswrak voor de kust van het Griekse eiland Antikythera. Nu, ruim honderd jaar later, heeft onderzoek aangetoond dat het gaat om een astronomisch uurwerk van voor onze jaartelling, uniek in zijn soort.

Ruim honderd jaar geleden, in 1900, ontdekken sponsduikers een scheepswrak voor de kust van het Griekse eiland Antikythera. Het schip is rond 70 voor Christus gezonken en was vermoedelijk afkomstig uit Rhodos en op weg naar Rome. Naast bronzen en marmeren beelden, amforen en dagelijkse gebruiksvoorwerpen zoals munten vinden ze ook een klomp brons met hout eromheen. De klomp blijft een tijd onopgemerkt in het Nationaal Archeologisch Museum in Athene liggen, totdat het hout van de klomp brons valt waardoor een medewerker de vorm van een tandwiel ontdekt. Opmerkelijk, want volgens de heersende opvattingen zouden de Grieken geen metalen tandwielen gehad hebben. Die kwamen pas later…

Medium
Het Griekse eiland Antikythera ligt halverwege tussen Kythira en Kreta.

Onderzoek

De Britse natuurkundige Derek de Solla Price was de eerste die de klomp brons goed onderzocht. De Solla Price begon zijn onderzoek in de jaren vijftig, maar pas toen hij in de jaren zeventig röntgenfoto’s van het voorwerp maakte, kon hij het van binnen bekijken. In de klomp brons bevonden zich allerlei tandwielen en wijzerplaten. Hij bewees met zijn onderzoek dat het ging om een astronomisch instrument met zowel een zon- als een maankalender .

In de jaren tachtig raakte ook Michael Wright, voormalig curator van het Londense Science Museum, in de ban van het mechanisme. Wright heeft een groot deel van zijn leven gewijd aan het bestuderen en nabouwen van dit astronomisch instrument. Voor zijn onderzoek maakte hij zelf apparatuur om röntgenfoto’s te maken zodat hij het voorwerp in het museum in Athene kon bestuderen. Hij mocht het namelijk niet buiten het museum onderzoeken. In zijn reconstructie heeft hij ook een planetarium opgenomen met de vijf toen bekende planeten, hoewel er in die tijd nog niet veel aanwijzingen waren dat dit destijds in het mechanisme aanwezig was.

In 2005 is het Antikythera Mechanism Research Project van start gegaan. Dit internationale onderzoeksteam onder leiding van Mike Edmunds, astrofysicus aan de Cardiff University en Tony Freeth, wiskundige en filmmaker, onderzoekt het mechanisme met state-of-the-art microfocus röntgen computer tomografie. Het onderzoek wordt uitgevoerd met de speciale Bladerunner X-ray machine van X-Tek Systems die unieke 450 kV röntgenbronnen gebruikt, wat tot nieuwe ontdekkingen heeft geleid.

Medium
Fragment A van het Antikytheramechanisme.
Rien van de Weygaert

Een vernuftig stuk brons

De klomp brons waar het om gaat bestaat inmiddels uit 82 verschillende fragmenten. Grotendeels zijn dit splinters, zeven stukken zijn groter en worden met de letters A tot en met G aangeduid. Bijna alle tandwielen werden aangetroffen in fragment A met daarin duidelijk herkenbaar het centrale zonnewiel. Het oorspronkelijke mechanisme was van brons, maar het is door de blootstelling aan zeewater behoorlijk gecorrodeerd en voorzien van kalkafzettingen. In de loop van de tijd zijn de verschillende onderdelen van het mechanisme in elkaar gedrukt en ook verschoven, hetgeen de analyse niet makkelijk maakte.

Het onderzoek van het Antikythera Mechanism Research Project heeft de structuur van het tandwielmechanisme en de teksten op de tandwielen nog beter zichtbaar gemaakt. Door de ontcijfering van de inscripties zijn de functies van de verschillende tandwielen duidelijker geworden. Hierdoor is er nu een goed beeld van hoe het mechanisme er destijds uit moet hebben gezien. Ook heeft men aan de hand van de schrijfstijl van de inscripties kunnen afleiden dat het mechanisme dateert uit de periode 150 – 100 voor Christus.

Nu vrijwel het gehele mechanisme is ontrafeld, blijkt dat het apparaat van een verbluffende efficiëntie moet zijn geweest. Geen enkele van de in totaal 30 tandwielen was overbodig en ook zijn er geen correcties of aanpassingen gevonden. Dit doet vermoeden dat het niet het eerste astronomische mechanisme was dat in die tijd werd gemaakt.

Medium
Röntgenfoto van fragment A.
Antikythera Mechanism Research Project

Reconstructie

In de figuur hieronder is een reconstructie te zien van het mechanisme, gemaakt door het Antikythera Mechanism Research Project. Oorspronkelijk bevond het mechanisme zich in een houten bekisting met afmetingen van ongeveer 31 × 19 × 10 centimeter met metalen deuren. Aan de zijkant bevond zich een hendel waarmee men het mechanisme in werking kon zetten. De voorzijde bevat een wijzerplaat, waarvan de binnenste schaalverdeling de sterrenbeelden van de Griekse dierenriem weergeeft en de buitenste de Egyptische jaarkalender. Hier zien we ook de wijzer voor de zon (met gouden bolletje) en de maan. In het verlengde van de maanwijzer zien we op de centrale wijzerplaat een bolletje (de ene helft zwart, de andere helft zilverkleurig) dat de maanfase weergeeft.

Aan de achterzijde zien we twee wijzerplaten. De bovenste geeft de Metonische maancyclus van 235 synodische maanden weer. De kleine wijzerplaat die zich hierin bevindt was voor de vierjarige Olympische cyclus van Panhelleense Spelen. Hiermee kon men onder andere de datum van de Olympische Spelen bepalen. De onderste wijzerplaat gaf de Sarosperiode aan, belangrijk voor zons- en maansverduisteringen. De kleine wijzerplaat daarin volgt de Exeligmoscyclus.

Medium
Reconstructie van het Antikytheramechanisme
Antikythera Mechanism Research Project

Planetarium

Hoewel er geen restanten van een eventueel planetarium zijn gevonden, zijn er wel sterke aanwijzingen dat dit toch in het mechanisme aanwezig moet zijn geweest, zoals Michael Wright in de jaren tachtig al vermoedde. De Groningse sterrenkundige Rien van de Weygaert geeft hiervoor vijf redenen: “Ten eerste de inscripties op het mechanisme die verwijzen naar de planeten, vier van de vijf toen bekende planeten worden met naam genoemd. Ook indrukwekkend is dat het woord sterigmos wordt genoemd, dat is de de lus van de retrograde beweging die een planeet aan de hemel maakt. De tweede aanwijzing is een groot aantal onverklaarde artefacts, zoals gaten en uitsteeksels op het centrale zonnewiel.” Van de Weygaert heeft met zijn collega’s een systematische wiskundige analyse uitgevoerd om te kijken of een planetarium daadwerkelijk zou passen en kloppen met de artefacts. Dit blijkt heel goed mogelijk. “Ten derde is het zonnewiel ongewoon groot voor als het alleen om zon- of maanstanden zou gaan. Dit argument wordt vooral door Michael Wright benadrukt. Het valt veel beter te begrijpen indien er epicycle tandwielen – van met name Mercurius en Venus – op het zonnewiel hebben gezeten. Als vierde blijkt uit geschriften dat er in die tijd al dergelijke planetaria waren. En gegeven de complexe tandwielconstructies voor maan en zon en het belang van de planeten voor de sterrenkunde in de oudheid, is het tenslotte niet onwaarschijnlijk dat men op het idee was gekomen de planeten ook in het mechanisme te verwerken.”

Archimedes, Posidonius en Hipparchus

Small

Wat waarschijnlijk altijd een raadsel zal blijven, is wie het mechanisme heeft gemaakt. Wel zijn er aanwijzingen uit de literatuur dat er in die tijd dergelijke mechanismen bestonden. Zo zijn er vele schrijvers, onder wie Cicero, die refereren aan planetaria, zoals bijvoorbeeld het planetarium dat Archimedes (287 – 212 voor Christus) gebouwd zou hebben. Ook schreef Cicero over het planetarium van Posidonius (135 – 51 voor Christus), dat de beweging van zon, maan en de vijf planeten beschreef. Posidonius woonde op Rhodos, het eiland waar het schip met het mechanisme waarschijnlijk vandaan kwam. Een andere bewoner van Rhodos was Hipparchus (190 – 120 voor Christus), een belangrijk Grieks astronoom, die onder andere de epicykel theorie bedacht voor de baan van de maan. In het Antikythera mechanisme is een pin-slot overdracht tussen twee tandwielen gevonden, een mechanisme dat de theorie van Hipparchus tot uitdrukking brengt. Hipparchus woonde de laatste jaren voor zijn dood op Rhodos, precies in de tijd waarin het mechanisme gemaakt moet zijn. Wellicht was hij betrokken bij de vervaardiging van het mechanisme, al zullen we het nooit met zekerheid weten. Wat wel duidelijk is dat het apparaat gemaakt moet zijn door iemand die niet alleen veel verstand had van sterrenkunde, maar ook de techniek beheerste om een voor die tijd ongelooflijk ingenieus apparaat te maken.

Dit artikel is een publicatie van Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde.
© Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 02 februari 2010

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

LEES EN DRAAG BIJ AAN DE DISCUSSIE