De beschouwing van de hemelverschijnselen heeft ons geleerd, dat de
aarde een naar alle zijden begrensd lichaam moet zijn. Met onzen
eersten oppervlakkigen indruk, dat wij ons op een plat aardoppervlak
bevinden, zou zich dit zeer goed laten vereenigen, wanneer dit vlak
de bovenkant van een schijf of van een of ander lichaam met platte
vlakken was. Zulke denkbeelden zijn in de oudste tijden (b.v. door
sommige Grieksche philosophen) inderdaad geopperd. Maar eenvoudige
waarnemingen op zee en aan de kust hebben reeds vroeg tot juistere
opvattingen geleid.
Iedereen weet, dat men van een open plaats of een heuveltop slechts
een zeer klein gebied kan overzien, niet meer dan de naaste
omgeving. Men denkt dan eerst, dat dit door de ver verwijderde
bosschen en heuvels komt, die aan den horizon het verdere uitzicht
belemmeren. Maar ook aan het zeestrand is het uitzicht op dezelfde
manier beperkt. Tot aan den horizon ziet men steeds maar een klein
gedeelte van de zee; van wat verder weg ligt, zien wij niets. Staan
wij beneden, vlak aan het water, dan lijkt ons de horizon niet meer
dan hoogstens een uur ver verwijderd; bij woelige zee kunnen wij
zelfs bemerken, dat de lijn van den horizon eenigszins rimpelig is
door de golfbeweging. Klimmen wij dan echter op een hoogte, op een
rots of een duin, dan kunnen wij op eens veel verder kijken. De
horizon is zeer ver weg en volmaakt recht; de plaats van de zee,
waar wij de golfbeweging als flauwe rimpeling zien en die wij
beneden als horizon zagen, ligt nu duidelijk onder den horizon en
veel dichter bij ons dan wat nu horizon is. Hoe is dat mogelijk?
_Blijkbaar is het zeeoppervlak geen plat vlak_, want dan hadden wij
beneden even ver moeten kunnen kijken als boven.
[Illustratie]
Het ziet er uit, alsof achter den dichtbijzijnden gerimpelden
horizon, dien wij beneden zagen, net als achter een rand, het
zeeoppervlak iets scheef naar beneden loopt; boven kijken wij dan
over dien rand heen, die beneden ons uitzicht begrensde, en daarom
kunnen wij boven zooveel verder zien.
Deze indruk wordt bevestigd, wanneer men op een wegvarend schip let.
Terwijl het zich van ons verwijdert, komt het steeds dichter bij de
lijn van den horizon en eindelijk zien wij het boven op den horizon
rusten; daarna schijnt het, terwijl het steeds kleiner wordt, achter
den horizon weg te zinken; de romp wordt onzichtbaar, ook met een
verrekijker, en alleen mast en zeilen of schoorsteen en rook steken
boven den horizon uit. Klimmen wij nu echter op een hoogte, dan
kunnen wij, zooal niet met het bloote oog, dan toch met een
verrekijker het geheele schip weer beneden of op den horizon zien;
maar ook voor deze hoogere standplaats verdwijnt het schip ten
slotte achter den horizon. Achter den verren horizon moet dus een
zeeoppervlak liggen, dat nog schuiner naar beneden loopt.
[Illustratie]
De menschen op het schip zien op dezelfde manier duinen en bergen
achter den horizon wegzinken. Maar zij bemerkten er niets van, dat
zij over een of ander soort rand of grenslijn heenvaren en dan op
een schuin afloopend vlak komen. Voor hen blijft het zeeoppervlak
altijd hetzelfde, vlak en horizontaal.
[Illustratie]
Van grensranden, waar vlakke stukken aan elkaar stooten, kan dus
geen sprake zijn. Dan blijft alleen deze mogelijkheid over: _de
zeeoppervlakte is een naar alle zijden gelijkmatig flauw gebogen
oppervlak_. Van zulk een gebogen of gewelfd vlak kan men een des te
grooter gedeelte overzien, hoe hooger men zich er boven bevindt; is
men er zeer dicht bij, dan zijn de ver verwijderde deelen achter
haar welving verborgen en deze welving vormt den rand, dien wij als
horizon zien.
[Illustratie]
Heel in het klein kunnen wij iets dergelijks bij een gelijkmatig
gewelfden heuvel waarnemen; gaat men liggen, zoodat de oogen dicht
bij den grond zijn, dan overziet men slechts een zeer klein stukje
in de naaste omgeving, terwijl men een veel grooter stuk kan zien,
als men rechtop staat.
Op zee kunnen wij dus ver verwijderde dingen daarom niet zien, omdat
het wateroppervlak gebogen is. Dat geldt echter evenzeer voor het
land. Waarom kan men ook bij het helderste weer in Rotterdam niets
van de torens van Amsterdam zien, terwijl tusschen deze steden geen
heuvels of bergen zijn, die het uitzicht belemmeren? Aan den afstand
alleen kan het niet liggen, want van hooge bergen, b.v. van den
Brocken, kan men bij helder weer zeer goed zoover en nog verder het
land overzien. Dat de torens van deze beide steden voor elkaar
onzichtbaar zijn bewijst, dat er iets tusschen zit; dat kan niets
anders zijn dan het gebogen aardoppervlak, dat als een rug tusschen
hen ligt. Wat voor de zee geldt, geldt dus ook voor het laagland,
mogen de heuvels hier de gedaante ook ietwat onregelmatiger maken:
_de vlakke aarde is evenzoo gebogen als de zeeoppervlakte_.
Wij gebruikten zooeven de vergelijking met een zacht glooienden
heuvel; maar het valt dadelijk in het oog, dat er toch een groot
verschil tusschen beide gevallen bestaat. Bij den heuvel bemerken
wij onmiddellijk, dat de hellingen scheef liggen; het water loopt
daar langs naar beneden. Daarentegen bemerken de menschen op het
wegvarende schip niets van dien aard; de mast van het schip blijft
steeds rechtop staan, de zeespiegel ligt volkomen vlak en
horizontaal en het water toont niet de minste neiging om weg te
vloeien, En toch bevindt zich het schip, naar hetgeen wij van het
strand uit zagen, op een hellend, een schuin naar beneden loopend
vlak. Hoe is dat mogelijk?
Wat hier op het eerste gezicht zoo vreemd schijnt, bewijst
eenvoudig, dat wat op het schip boven en beneden heet, _een andere
richting_ is, dan wat wij aan den wal zoo noemen.
[Illustratie]
De mast van het schip staat recht naar boven, loodrecht op den
zeespiegel, maar hij staat scheef ten opzichte van den mast van een
schip, dat aan het strand ligt. Laten wij op het schip op zee een
zwaar ding vallen, dan valt het daar recht naar beneden, maar toch
in een andere richting dan een steen op het strand valt. Voor de
menschen op het schip ligt de oppervlakte van het water volkomen
waterpas, en daarom heeft dit ook geen reden om weg te willen
stroomen, Overal op zee is de oppervlakte horizontaal en de
valrichting, loodrecht daarop, vertikaal; maar deze richtingen
liggen scheef ten opzichte van waterpas en schietlood op een andere
plaats. De torens van Amsterdam steken in een andere richting naar
boven dan de torens van Rotterdam, hoewel deze richting in beide
plaatsen met hetzelfde woord "naar boven" genoemd wordt. _Boven en
beneden, horizontaal en vertikaal beteekenen voor elke plaats andere
richtingen; zij zijn geen absolute, maar relatieve begrippen_.
[Illustratie]
Dat inderdaad de richting van het schietlood, de vertikale richting,
bij een reis over land of over zee anders wordt, daarvan kan men
zich ook nog op andere wijze overtuigen. Wanneer in Parijs het
schietlood precies naar een bepaalde ster gericht is, dus de
Parijzenaars die ster precies boven hun hoofd in het toppunt des
hemels zien, kunnen de Amsterdammers diezelfde ster niet precies
boven zich hebben. In Amsterdam moet deze ster iets meer naar het
Zuiden staan, en het schietlood naar andere, meer noordelijke
sterren gericht zijn. Dit blijkt ook werkelijk het geval te zijn.
Reizen wij naar het Noorden, dan zien wij, dat de sterren aan den
noordelijken hemel hooger komen te staan, terwijl de sterren in het
Zuiden lager komen; sterren, die te voren recht boven ons stonden,
staan nu hoog in het Zuiden; sterren, die in het Zuiden dicht bij
den horizon stonden, zinken weg en worden onzichtbaar; sterren, die
bij hun laagsten stand in het Noorden even onder den horizon
verdwenen, blijven er nu steeds boven. Het is alsof de hemelbol in
het Noorden iets opgetild en in het Zuiden iets gezakt is, dus iets
van het Noorden naar het Zuiden gedraaid is. In werkelijkheid heeft
natuurlijk de horizon zijn stand veranderd, is de horizon naar het
Noorden gedaald, naar het Zuiden gerezen. Reizen wij naar het
Zuiden, dan zien wij juist het tegendeel plaats vinden; in
zuidelijke landen ziet men sterren boven den zuidelijken horizon
uitkomen, die er in noordelijker streken altijd onder blijven.
Daarom waren de volken der oudheid met vele sterren en stergroepen
bekend -- zooals de schitterende sterrenrij, die den staart van den
Schorpioen vormt -- die in ons land onzichtbaar zijn. _Deze
verandering in den stand der sterren ten opzichte van schietlood en
horizon bevestigt, dat de oppervlakte van de aarde gebogen is_.
Deze verschijnselen waren aan de zeevarende volkeren der oudheid,
die de Middenlandsche Zee bevoeren, reeds goed bekend en zij trokken
er ook al de juiste gevolgtrekkingen uit. Wel is waar bewijzen zij
niet meer dan dat de aardoppervlakte van het Noorden naar het Zuiden
gebogen is; want slechts in het Noorden en het Zuiden hebben voor
een bepaalde plaats de sterren ook een bepaalde hoogte aan den
hemel. In het Oosten en Westen stijgen of dalen de sterren; voor
twee plaatsen, die ten Oosten en ten Westen van elkaar liggen, kan
men iets dergelijks alleen dàn vaststellen, wanneer men in beide
precies op hetzelfde oogenblik naar den hemel kijkt en de hoogte der
sterren aan den oostelijken of westelijken hemel opneemt. Zulk een
geval wordt in het groote astronomische standaardwerk van de
oudheid, de Almagest van Ptolemaeus, als bewijs voor de gebogenheid
van het aardoppervlak aangevoerd. Bij een maansverduistering werd
waargenomen, dat de maan op het oogenblik der verduistering voor de
westelijke landen zeer laag, voor de oostelijke landen veel hooger
aan den oostelijken hemel stond; een reiziger, die met
bliksemsnelheid van Syrië naar Spanje kon vliegen, zou dus de maan
aan den oostelijken hemel naar beneden zien dalen -- een bewijs, dat
ook van het Oosten naar het Westen de aardoppervlakte gebogen is.