In zijn eenvoudigsten vorm bestaat een verrekijker uit twee lenzen,
die door een buis samengehouden worden; door de groote lens, het
voorwerpglas, vallen de lichtstralen in de buis, en door het kleine
oogglas of okulair treden ze er uit en vallen in het oog van den
waarnemer, die door den verrekijker kijkt. Wat verandert bij dezen
doorgang door het instrument aan de lichtstralen? Richten wij het op
de zon, of 's avonds op de maan, en houden wij, in plaats van er
zelf door te kijken, een blad papier vlak achter het oogglas. Wij
zien dan een kleine verblindend heldere ronde lichtvlek op het
papier. Bedekt men een deel van het voorwerpglas, dan wordt een
overeenkomstig deel van deze lichtvlek weggenomen; de lichtvlek is
dus een klein beeld van het voorwerpglas. Blijkbaar is al het licht,
dat vóór in het voorwerpglas valt, door de werking van de beide
lenzen tot een smallen bundel samengetrokken en natuurlijk in
dezelfde mate helderder geworden. Op deze _koncentratie_ van licht
berust een van de eigenschappen van een verrekijker; kijkt men er
door, d.w.z. laat men dezen dunnen lichtbundel door de pupil in het
oog treden, dan wordt al het licht, dat b.v. van een ster op het
groote voorwerpglas valt, tot een smallen bundel samengetrokken in
het oog geleid. Daarom _versterkt de verrekijker de helderheid der
sterren_; is de middellijn van de groote lens 10 maal grooter dan
die van de pupil, en haar oppervlak dus 100 maal grooter, dan zien
wij de ster (wanneer wij er van afzien, dat het licht bij elken
doorgang door glazen iets verzwakt wordt) honderdmaal helderder dan
met het bloote oog. Zwakke sterretjes, die wij anders maar even
kunnen zien, vertoonen zich in een kijker zoo helder als de
helderste sterren des hemels, en tallooze nog zwakkere sterren
worden zichtbaar, die voor het bloote oog altijd onzichtbaar
blijven.
Maar de verrekijker heeft ook nog een andere eigenschap. Blijven wij
bij onze proef, waar de kijker op de zon gericht was en de dunne
lichtbundel zich op een papier achter het oogglas afteekende.
Bewegen wij nu den kijker een klein weinig, zoodat de lichtstralen
iets scheef op het voorwerpglas vallen (zooals in B in de figuur),
dan verplaatst zich het lichtvlekje op het papier en wij zien, dat
de uittredende lichtbundel _zeer scheef_ uit het oogglas komt.
[Illustratie]
Een kleine verandering in de richting der invallende lichtstralen
bewerkt een groote verandering in de richting van den uittredenden
lichtbundel, en wel juist in dezelfde mate grooter, als de
uittredende bundel dunner is dan die in het voorwerpglas intreedt.
Valt nu van twee dicht bij elkaar gelegen sterren licht op het
voorwerpglas, zoodat de invallende bundels slechts weinig in
richting verschillen (zooals in C in de figuur), dan loopen de beide
uittredende bundels sterk uit elkaar; vallen deze beide in het oog,
dan ziet de waarnemer deze beide sterren veel verder uit elkaar
staan, dan in de werkelijkheid met het bloote oog. Dit geldt
evenzoo, wanneer wij in plaats van twee sterren den bovenrand en den
onderrand van de maan nemen; ook de maan zien wij in den kijker
vergroot. Dat is dus een tweede werking van den kijker: _alle
afstanden en alle voorwerpen aan den hemel worden vergroot_, en wel
in dezelfde mate, als de lichtbundel bij den doorgang door den
kijker samengetrokken wordt. Kijkt men met zulk een verrekijker naar
de maan, dan valt een geweldige hoeveelheid licht in het oog, die
uitstraalt van een reusachtige lichtschijf, veel grooter dan wij met
het bloote oog zien, en waarop tallooze details, die anders door hun
kleinheid onbemerkt blijven, nu door de vergrooting zichtbaar
worden.
Daarin ligt de groote beteekenis van dit instrument: ten eerste
maakt het ons bekend met een wereld van nieuwe hemellichamen, die
ons anders door de zwakheid van hun licht onzichtbaar zouden
blijven; en ten tweede laat het ons door zijn vergrootende kracht
aan de bekende hemellichten allerlei bijzonderheden zien, die ons
inlichten over hun ware gesteldheid. Door deze beide eigenschappen
is de verrekijker _het belangrijkste hulpmiddel der sterrekunde_
geworden; door zijn gebruik alleen is de buitengewone ontwikkeling
der sterrekunde in de laatste eeuwen mogelijk geworden. En reeds
dadelijk na de uitvinding van dit instrument heeft het aan het
Copernicaansche wereldstelsel de zege verschaft.
Naar een bekend verhaal ontdekte in 1607 de brillenmaker _Hans
Lippershey_ in Middelburg, dat twee verschillende lenzen, samen op
den juisten afstand van elkaar in een buis gestoken, ver verwijderde
voorwerpen als het ware dichterbij trokken en veel grooter toonden.
Ook andere namen, b.v. _Zacharias Janssen_, eveneens te Middelburg,
worden als uitvinders opgegeven; waarschijnlijk was dit samenvoegen
van lenzen ook reeds vóór hen bekend en als het ware vanzelf uit het
werken met lenzen voortgekomen. Van Lippershey is bekend, dat hij
zijn instrumenten aan de Staten-Generaal en Prins Maurits voor het
gebruik in den oorlog aanbood en een oktrooi voor de fabrikage in
het groot aanvroeg. Toen _Galilei_ in Italië van deze uitvinding
vernam, zette hij zich, naar hij zelf meedeelt, aan het probeeren en
slaagde er weldra in, kijkers te maken en telkens te verbeteren. Hij
richtte ze in 1609 op den hemel, en toen kwamen kort achter elkaar
die wonderbare ontdekkingen, die het meest er toe bijgedragen
hebben, de filosofie van Aristoteles te gronde te richten en de
juistheid van de leer van Copernicus te bewijzen. Eerst werd
natuurlijk de kijker op de maan gericht. "Uit deze telkens herhaalde
waarnemingen zijn wij tot de overtuiging gekomen, dat wij duidelijk
zien, dat de oppervlakte der maan niet glad, gelijkmatig en volkomen
bolvormig is, zooals de meeste filosofen van haar en de overige
hemellichamen aannemen, maar integendeel ongelijkmatig, ruw, met
holten en heuvels bedekt, evenals het oppervlak der aarde zelf, dat
door de ruggen der bergen en de diepten der dalen ongelijk is."
[Illustratie: Hoe Galilei de maan zag.
Naar een afbeelding in de "Sidereus Nuncius."]
Hij zag, dat de grenslijn tusschen het verlichte en het donkere deel
van de maan niet ovaal regelmatig is, maar vol onregelmatige bochten
en spitsen; op het donkere gedeelte vertoonden zich dicht bij de
lichtgrens kleine lichtvlekjes, die Galilei dadelijk voor bergtoppen
verklaarde, welke door de eerste zonnestralen reeds verlicht werden,
terwijl de omliggende vlakten nog in de nachtelijke schaduw lagen.
[Illustratie: GALILEO GALILEI
(1564-1642)]
Hij kon zoo ook de hoogte van die bergen berekenen; hij vond
daardoor 4 mijlen, en daar de bergen der aarde nauwelijks hooger dan
een mijl zijn, "blijkt daaruit duidelijk, dat de bergen op de maan
veel hooger zijn dan op de aarde."
Toen Galilei vervolgens zijn kijker op de sterren richtte, bemerkte
hij dadelijk een duidelijk verschil tusschen vaste sterren en
planeten, die er voor het bloote oog beide op dezelfde wijze als
sterren uitzien. "De planeten vertoonen zich als volkomen ronde,
cirkelvormige balletjes, als het ware kleine maantjes, die geheel
met licht gedrenkt zijn. De vaste sterren daarentegen vertoonen zich
nooit cirkelvormig begrensd, maar door trillende, schitterende
stralen omgeven; zij zien er in den kijker evenzoo uit als met het
bloote oog, alleen veel schitterender, zóó, dat de kleinste
zichtbare sterren zoo helder als de Hondster schijnen." 1) Tegelijk
zag hij met den verrekijker een tallooze menigte nog veel kleinere
sterren, die voor het bloote oog onzichtbaar zijn; en het zachte
schemerlicht van den Melkweg werd in een ontelbare massa dicht
opeengehoopte kleine sterretjes opgelost.
Toen Galilei op den 7den Januari 1610 zijn kijker op Jupiter
richtte, zag hij drie kleine sterretjes links en rechts naast de
planeet staan, in de richting van de ekliptika. Toen hij acht dagen
later weer keek, stonden zij nog vlak bij Jupiter, maar op andere
plaatsen. Op den 20sten Januari ontdekte hij een vierde, en deze
vier wisselden van dag tot dag hun plaatsen ten opzichte van
Jupiter, dien zij overigens bij zijn bewegingen langs den hemel
trouw begeleidden.
[Illustratie: Jupiter in een verrekijker.]
Deze nieuwe hemellichamen schommelden afwisselend ter rechter- en ter
linkerzijde van de planeet heen en weer, evenals Venus en Mercurius
ten opzichte van de zon heen en weer schommelen. Hier was nu
duidelijk voor iedereen te zien, dat de aarde onmogelijk het
middelpunt van alle cirkelbewegingen kan zijn, en dat er naast haar
nog andere middelpunten bestaan. Want blijkbaar is Jupiter het
middelpunt van de beweging van die nieuwe lichamen; deze bewegen zich
in cirkels om hem heen, evenals de planeten om de zon bewegen en de
maan om de aarde draait; _zij zijn satellieten of manen van Jupiter_.
En Galilei trok dadelijk de noodige konklusies uit zijn ontdekking:
"Hier hebben wij nu een verder voortreffelijk en duidelijk argument,
om den twijfel van hen te weerleggen, die aan de beweging van de
planeten om de zon in het stelsel van Copernicus geen aanstoot nemen,
maar door de eenige maan, die zich om de aarde draait, terwijl beide
te zamen een jaarlijksche baan om de zon beschrijven, zoo gehinderd
worden, dat zij zulk een bouw van de wereld voor geheel onmogelijk en
onaannemelijk houden. Want wij hebben nu niet meer een enkele
planeet, die om een andere draait, terwijl beide een grooten cirkel
om de zon beschrijven, maar onze oogen toonen ons nu vier sterren,
die, evenals de maan om de aarde, om Jupiter rondloopen, terwijl zij
alle te zamen met Jupiter in 12 jaren een grooten kring om de zon
beschrijven."
Zoo schreef Galilei in zijn boekje "Sidereus Nuncius" (Sterrenbode),
dat in Maart 1610 zijn wonderbare ontdekkingen bekend maakte, en dat
groote geestdrift bij de aanhangers van de Copernicaansche
wereldleer wekte. Maar in hetzelfde jaar kwamen er nog nieuwe
ontdekkingen bij. In een brief, dien Galilei op 1 Januari 1611 aan
Kepler schreef, die zijn ontdekkingen met geestdriftige
belangstelling volgde, deelde hij hem zijn waarnemingen van Venus
mede: "Gij moet dan weten, dat ik ongeveer 3 maanden, nadat Venus
zichtbaar was geworden, begon, haar met den kijker ijverig te
bekijken, om met de oogen zelf te zien, waarover ik met mijn geest
niet in twijfel verkeerde. Eerst vertoonde zich dan ook Venus
precies en scherpbegrensd cirkelrond, maar zeer klein; deze gedaante
behield zij, totdat zij dicht bij haar grootste digressie kwam,
terwijl tegelijkertijd de schijnbare grootte van haar beeld steeds
toenam. Toen begon aan de oostelijke, van de zon afgekeerde zijde
iets aan de rondheid te ontbreken, en na eenige dagen was het
geheele beeld tot een volkomen halven cirkel samengetrokken; deze
gedaante behield zij zonder of met geringe verandering, totdat zij
weer naar de zon begon toe te loopen. Nu, op dit oogenblik,
ontbreekt al een verder stuk aan den halven cirkel; zij vertoont
zich met horens, en zij zal nog verder voortgaan met smaller worden,
totdat zij, na tot een dunnen, fijnen boog verminderd te zijn,
verdwijnt... Uit deze wonderbare waarneming volgt met de grootste
zekerheid en voor de zintuigen direkt waarneembaar een beslissing in
twee vraagpunten, waarover tot nu toe de grootste geesten het met
elkaar oneens zijn. Ten eerste, dat alle planeten van nature donkere
lichamen zijn (want wij begrijpen, dat voor Mercurius hetzelfde
geldt als voor Venus); en ten tweede, dat ontwijfelbaar Venus (en
ook Mercurius) om de zon rondloopt, evenals ook alle andere
planeten: een feit, dat reeds door de Pythagoreërs, door Copernicus,
Kepler, en mijzelf aangenomen werd, maar nooit zichtbaar bewezen,
zooals nu bij Venus en Mercurius."
[Illustratie: Schijngestalten van de planeet Venus.]
Inderdaad, wanneer Venus een donkere bol is, moet zij bij haar
rondloopen om de zon dezelfde schijngestalten vertoonen als de maan,
alleen met dit verschil, dat de schijnbare grootte van haar schijf
sterk wisselt, daar zij nu eens dichter bij ons komt, dan weer
verder van ons af staat. Onze figuur geeft deze gestalten van maand
tot maand, natuurlijk alle veel te groot in verhouding tot de zon en
de Venusbaan. Staat Venus achter de zon, dan is zij vol verlicht,
maar klein; komt zij dan als avondster op ons toe, dan wordt haar
schijf grooter, terwijl tegelijkertijd, evenals na volle maan, een
steeds breeder wordende strook donker wordt. Galilei bemerkte met
zijn primitieven kijker deze verandering van vorm eerst, toen ze
zeer sterk was geworden en de schijf maar weinig meer dan half was.
Wanneer Venus aan den hemel het verst van de zon af staat, zien wij
haar precies van terzijde en vertoont zij zich als een halve maan;
keert zij dan naar de zon terug, dan zien wij haar schuin van
achteren en wordt zij, terwijl haar middellijn sterk toeneemt,
sikkelvormig. Dat Galilei deze gestalten juist zoo bij Venus
aantrof, levert het bewijs, dat Venus een door de zon verlichte
donkere bol is, evenals de aarde en de maan.
Door deze ontdekkingen, die alle binnen een jaar op elkaar volgden
en door waarnemingen van anderen weldra bevestigd werden, was de
zegepraal van het stelsel van Copernicus op de oude leer van
Aristoteles en Ptolemaeus beslist. De maan was een lichaam als de
aarde, met bergen bedekt; de planeten waren geen sterren meer, want
hun uiterlijk als kleine begrensde schijven, gedeeltelijk donker, op
kleine manen gelijkend, bewees dat zij donkere bollen zijn evenals
de aarde; en ook door haar maan nam de aarde niet meer een
bijzondere plaats in, want Jupiter had er vier. De vaste sterren
daarentegen bleven felstralende, zelf lichtgevende punten, als waren
zij ver verwijderde zonnen. Het belangrijkste bezwaar tegen de leer
van Copernicus, de door den godsdienst geheiligde opvatting, dat de
aarde het hoofdlichaam van het heelal was en dat dit heelal alleen
voor de bewoners der aarde, voor de menschen geschapen was, was nu
absoluut onhoudbaar geworden. Maar daardoor werd de tegenstand niet
gebroken; integendeel verhief deze zich nu met veel grooter
hardnekkigheid. Zoolang de nieuwe leer niet meer scheen te zijn dan
een belangwekkende speling van wiskundig vernuft, had de kerk haar
welwillend behandeld; zoodra ze echter zelfbewust optrad en als
werkelijke waarheid wilde gelden, voelde de kerk, dat daarin een
gevaar voor haar autoriteit lag, waar zij onmiddellijk tegen op
moest treden. Ondanks alle moeite, die Galilei bij de met hem
bevriende kardinalen deed, kon hij niet verhinderen, dat de
kongregatie van den index in 1616 de leer van Copernicus en alle
boeken, waarin zij als waarheid geleerd werd, verbood; zij mocht
alleen maar als een eenvoudige hulponderstelling voor wiskundige
doeleinden gebruikt worden. Galilei zelf werd in een proces voor de
inkwisitie gewikkeld, toen hij in 1632 in het Italiaansch zijn
prachtig geschreven "Dialoog over de beide belangrijkste
wereldsystemen" uitgaf. Maar het doordringen der nieuwe waarheid kon
daardoor niet verhinderd worden. Door de ontdekkingen en
onderzoekingen van Galilei is het autoriteitsgeloof in het oude
wereldsysteem voor goed te gronde gegaan; de nieuwe geest van
natuuronderzoek, dat van ervaring en waarneming als grondslag van
alle kennis uitgaat, komt steeds meer tot aanzien en bouwt in de
volgende eeuwen op het nieuwe fundament het machtige gebouw der
sterrekundige wetenschap op. Ten slotte heeft ook de kerk aan deze
ontwikkeling geen weerstand kunnen bieden, en in 1821 heeft zij het
oude, machtelooze verbod buiten werking gesteld.
1) Dit door Galilei ontdekte verschil verklaart ons ook, waarom de
planeten niet flikkeren en aan het bloote oog in veel rustiger licht
verschijnen dan de andere sterren.