Toen de Grieksche sterrekundige Hipparchus zijn waarnemingen van de
sterren vergeleek met die, welke anderhalve eeuw vroeger door de
Alexandrijnsche sterrekundigen Aristyllus en Timocharis gedaan
waren, bemerkte hij, dat bij alle sterren de lengte een paar graden
grooter geworden was, terwijl de breedte ten noorden of ten zuiden
van de ekliptika gelijk gebleven was. Alle sterren schuiven dus
langzaam evenwijdig aan de ekliptika voort, aan den eenen kant van
den hemel schuin naar het Noorden, aan den anderen kant schuin naar
het Zuiden. Het is of de geheele sterrenhemel langzaam in de
richting van de ekliptika ronddraait. Maar ten opzichte waarvan
draait hij? Het nulpunt, van waaruit de lengten geteld worden, is
het lentepunt, het punt waar de zon, naar het Noorden klimmend, den
evenaar des hemels passeert. Dus bestaat het door Hipparchus
ontdekte verschijnsel hierin, dat _het lentepunt ten opzichte van de
sterren langs de ekliptika terugschuift_. Deze beweging treedt des
te sterker aan het licht, naarmate zij langeren tijd duurt. Wat
Hipparchus slechts met moeite door vergelijking van verschillende
metingen kon vinden, vertoont zich nu op het eerste gezicht als een
duidelijke verandering van den hemel sinds den tijd der Grieken.
Toen, voor ongeveer twee duizend jaren, lag het lentepunt in het
sterrebeeld de Ram, en daarmee overeenkomstig het herfstpunt in de
Weegschaal, het noordelijkste keerpunt van de zonnebaan in de
Kreeft, het zuidelijkste in den Steenbok. Daarvandaan worden nog
steeds in leerboeken en almanakken het lente- en herfstpunt als
"teeken van den Ram" en "teeken van de Weegschaal" betiteld, en
heeten op de wereldkaarten de parallelcirkels, die op 21 Juni en 21
December de zon boven zich hebben, nog steeds "Kreefts- en
Steenbokskeerkring". Deze namen wortelen in een traditie der
oudheid; op den tegenwoordigen toestand passen zij in het geheel
niet meer. Tegenwoordig ligt het lentepunt in de Visschen, het
herfstpunt in de Maagd, en zomer- en winterkeerpunt in de Tweelingen
en den Schutter, en wel overal reeds dicht bij de grens van de
daaraan voorafgaande sterrebeelden. In ruim 2000 jaren schuiven al
deze bijzondere punten der zonnebaan een vol dierenriemsbeeld terug.
1)
Daardoor verandert tegelijk de plaats van den hemelaequator en de
hemelpool tusschen de sterren. Aan den kant van den hemel, waar zich
het herfstpunt bevindt, schuift de aequator met dit herfstpunt
schuin naar het Noorden, aan den kant van het lentepunt naar het
Zuiden. Daar echter lente- en herfstpunt steeds even ver van de
Noordpool des hemels blijven, sleepen zij deze hemelpool mee, die
dus van de plaats van het herfstpunt af, naar de plaats van het
lentepunt toe bewegen moet. De Noordelijke hemelpool ligt het
dichtst bij die plaats van de ekliptika, waar zich het zomerkeerpunt
bevindt; want het zomerkeerpunt is niets anders dan de plaats, waar
de ekliptika het dichtst bij de Noordpool komt.
[Illustratie: Teruggang der nachteveningen in 4000 jaren.]
Schuift het zomerkeerpunt naar rechts, dan moet ook de hemelpool mee
naar rechts schuiven, terwijl zij denzelfden afstand tot de
ekliptika behoudt.
[Illustratie]
Deze gemeenschappelijke verschuiving van aequator en hemelpool, van
lente-, zomer- en herfstpunt tusschen de sterrebeelden is op de
sterrekaart op de vorige bladzijde in teekening gebracht; de
tegenwoordige stand is met het cijfer 3, die voor 2000 jaar met 2,
die voor 4000 jaar met 1 aangeduid. De hemelpool zien wij hier langs
een kleinen cirkel voortloopen, die evenwijdig is met de ekliptika
en waarvan het middelpunt als de _pool van de ekliptika_ te
betitelen is. Wanneer het zomerkeerpunt de plaatsen A, B, C, D, E in
de ekliptika inneemt, bevindt zich de hemelpool gelijktijdig in a,
b, c, d, e.
Terwijl dus de ekliptika onbeweeglijk tusschen de sterren blijft
staan, veranderen aequator en hemelpool hun stand. Hun
gemeenschappelijke verandering is het best door een modelletje weer
te geven.
[Illustratie]
Een naald wordt loodrecht in het middelpunt van een kartonnen cirkel
gestoken, die schuin in de ronde opening van een tweede karton
gehouden wordt. Dit tweede karton stelt de ekliptika voor, het
eerste met de naald aequator en hemelas, terwijl de omringende
voorwerpen in de kamer de sterren mogen voorstellen. Men laat nu het
tweede karton op zijn plaats en draait het eerste langzaam naar
rechts, zoo, dat het altijd even schuin blijft; dit gaat het best
als men in het eerste karton nog een naald steekt, die loodrecht op
de ekliptika staat, en deze naald zoo tusschen de vingers rolt, dat
alles om haar als as draait. De beide plaatsen, waar de kartons
elkander snijden (lente en herfstpunt), loopen daarbij achterwaarts
de geheele ekliptika rond.
_Hierdoor ontstaat in den loop der eeuwen een diepgaande verandering
in het uiterlijk van den hemel_. Wij weten, dat op een plaats van de
aarde alle sterren achtereenvolgens zichtbaar worden, die tot op een
bepaalden afstand van de hemelpool liggen. In ons land b.v. blijven
alleen diegene onzichtbaar, die tot op 50 graden van de Zuidpool des
hemels liggen. Wanneer nu de richting van de hemelas en de plaats
van de polen veranderen, omvat het onzichtbare gebied een ander deel
van den hemel. Aan den kant van den hemel, waar het herfstpunt ligt,
zakken de sterren steeds zuidelijker weg en worden onzichtbaar,
terwijl aan den anderen kant, bij het lentepunt, nieuwe
sterrebeelden opduiken. Tegelijkertijd worden de wintersterren tot
voorjaarssterren, de voorjaarssterren tot zomersterren, en
verschuift, algemeen gesproken, de zichtbaarheidstijd van bepaalde
sterrebeelden op een steeds later jaargetijde, een maand in ruim
2000 jaar. Terwijl wij er aan gewend zijn, een bepaald uiterlijk van
den hemel en een bepaald jaargetijde steeds met elkaar te verbinden,
zien wij nu, dat ook in dit opzicht alles, zij het ook langzaam,
wisselt en verandert.
Dit feit is van groote beteekenis voor een goed begrip van het
eerste begin der sterrekunde en de kultuur der oude volken. Toen in
Babylonië de eerste beschaving opkwam, ongeveer 3000 v. C., lag het
lentepunt in den Stier, het herfstpunt in den Schorpioen, het
zomerkeerpunt in den Leeuw en het winterkeerpunt in den Waterman. In
de astronomisch-religieuse denkbeelden en de oudste sagen en mythen
vindt men daarvan, naar het oordeel van vele Assyriologen, nog vele
aanduidingen en sporen; en ook de namen van de dierenriemsbeelden
zijn alleen te verklaren uit de verschijnselen der jaargetijden, die
toen bij deze sterrebeelden behoorden. Sirius en Orion stonden toen
veel lager dan nu in het Zuiden, terwijl daar toen omgekeerd het
Zuidelijke Kruis zichtbaar was, dat daarvoor nu te dicht bij de
Zuidpool staat. De datum, waarop Sirius 's morgens voor het eerst
uit de zonnestralen opduikt, verloopt met de eeuwen; 2000 v. C. viel
hij op 29 Juni, tegelijk met het eerste wassen van den Nijl; ten
tijde van de Romeinen was deze datum al 20 Juli geworden, en kon dus
al niet meer de rol vervullen, waardoor Sirius voor de Egyptenaren
de belangrijkste aller sterren was; en nu is hij alweer een maand
later. Onze poolster aan de punt van den staart van de Kleine Beer
heeft deze plaats van rust pas in de laatste duizend jaar ingenomen;
vroeger stond zij vrij ver van de pool af, die ten tijde van de
Grieken tusschen de beide Beeren lag, en in nog oudere tijden dicht
boven den staart van de Groote Beer. Toen moet de draaiing van de
Groote Beer om een pool dicht boven zijn staart nog veel meer dan nu
een merkwaardig en opvallend verschijnsel geweest zijn; en
waarschijnlijk komt het daarvandaan, dat de Groote Beer als
aanwijzer der jaargetijden in de oudste Chineesche astronomie een
zoo gewichtige plaats inneemt.
Soortgelijke veranderingen zullen ook in de toekomst plaats vinden,
al zien wij er zelf door haar buitengewone langzaamheid niets van.
De Groote Beer zal zich steeds verder van de Noordpool verwijderen
en een sterrebeeld worden, dat voor Midden-Europa op- en ondergaat.
Sirius en Orion zullen lentegesternten worden en ten slotte voor
onze streken geheel verdwijnen; daarvoor in de plaats treden dan
nieuwe zuidelijke beelden in onzen gezichtskring. Na 13000 jaren zal
de hemel het allermeest van zijn tegenwoordig uiterlijk verschillen.
Dicht bij de Noordpool staat dan de heldere Wega; hoog aan den
winterhemel schitteren dan de Schorpioen en de Schutter, en lager,
onder hen, staan de Centaurus en het Kruis, die allen te zamen de
mooiste gedeelten van den Melkweg bevatten; in de zomernachten staat
onze tegenwoordige poolster boven ons hoofd, terwijl zich in het
Zuiden Capella en nog lager, dicht bij den horizon, de Stier en de
Tweelingen vertoonen.
Wat kan wel de oorzaak van deze merkwaardige veranderingen van den
hemel zijn? Newton heeft haar door zijn aantrekkingswet volkomen
opgehelderd. Wij komen vanzelf tot zijn verklaring, wanneer wij ons
model weer ter hand nemen. De naar de hemelpool wijzende naald, die
wij de hemelas noemden, is in werkelijkheid de aardas. In plaats van
het aequatorblad met de naald moesten wij dus eigenlijk een bolletje
nemen, dat de aarde voorstelt, met de naald als as er door gestoken;
aardas en aardbol voeren in werkelijkheid dezelfde beweging uit als
het aequatorblad in ons eerste model. Willen wij nu alles nog echter
maken, dan laten wij dit aardbolletje met razende snelheid om zijn
as snorren -- want in 2000 jaar, waarin de as zich slechts een klein
eindje verplaatst, draait de aarde 700 000 maal om haar as. En
kijken wij nu ons toestelletje goed aan, dan herkennen wij daarin
het speelgoed, dat ons den weg ter verklaring aanwijst: _de tol_.
We hebben de aarde vroeger al eens met een tol vergeleken. Aan een
rechtop staanden tol zagen wij hoe een snel draaiend voorwerp zijn
as steeds in dezelfde richting tracht te houden, en zoo begrepen
wij, waarom ook de as van de aarde bij haar jaarlijkschen omloop
haar stand behoudt.
[Illustratie]
Wanneer echter een tol scheef staat, en dus een kracht hem opzij wil
trekken, dan zwaait hij met zijn as langzaam in het rond, op
dezelfde manier als wij nu bij de aarde bevonden. Draaide hij niet,
dan zou hij eenvoudig omvallen; nu hij snel draait, kan hij niet
omvallen en nu bewerkt de kracht, die hem anders zou doen omvallen,
dat hij in schuinen stand in het rond zwaait. Het ligt voor de hand;
dezelfde verklaring ook op de beweging van de aardas toe te passen
en de vraag te stellen, of er ook hier misschien een kracht is, die
de scheef op de ekliptika staande aarde op zij zou trekken, als zij
niet zoo snel draaide.
Zulk een kracht is inderdaad voorhanden; zij ontstaat uit de
aantrekking, die zon en maan op de afgeplatte aarde uitoefenen. Was
de aarde zuiver bolvormig, dan was het onverschillig hoe ze staat,
en geen kracht van buiten zou haar stand kunnen veranderen.
[Illustratie]
Nu zij afgeplat is, is zij met een bol te vergelijken, waar om den
evenaar een ringvormige verdikking is gelegd, die naar het Noorden
en Zuiden toe steeds dunner wordt. Deze ring, die scheef ten
opzichte van de ekliptika ligt, wordt door de zon en de maan
aangetrokken; daar zij in de ekliptika staan, trachten zij hem naar
de ekliptika te trekken. In de figuur is de aantrekking, die de zon
op het naaste en verste deel van den ring uitoefent, door dunne
lijntjes voorgesteld; de dikke pijlen geven aan, hoeveel deze anders
zijn dan de aantrekking op het middelpunt, die de aarde als geheel
doet bewegen. Wij zien, hoe deze overblijvende krachten den ring
naar de ekliptika trachten te draaien en dus de geheele daaraan
vastzittende aarde rechtop te zetten. Verhinderde de snelle
aswenteling dit niet, dan zou de aardas zich onder de werking van
die krachten loodrecht op de ekliptika stellen.
[Illustratie]
Door de aswenteling komt in plaats daarvan, evenals bij den tol, een
rondzwaaien van de as om den stand, waar zij heengetrokken wordt.
_De teruggang der nachteveningen is dus een noodzakelijk gevolg van
de aantrekking van de zon en maan op de scheef op de ekliptika
staande, afgeplatte, snel om haar as wentelende aarde_.
Maar wij willen ons nu niet met deze vergelijking met den tol
tevredenstellen, wij willen dieper op de oorzaken ingaan; dus
stellen wij de vraag, waarom bij de aarde en den tol dit rondzwaaien
van de as ontstaat. Voor de eenvoudigheid nemen wij enkel een ring,
die om den evenaar van een bolvormige aarde ligt en zoo aan de aarde
vastzit; in onze figuur ligt de laagste plaats van den ring onder de
ekliptika naar voren, de hoogste naar achteren, dus staat de as
schuin naar voren. De aantrekking van zon en maan probeert nu dezen
ring van uit zijn scheeven stand in het vlak der ekliptika te
brengen; aan den voorkant worden de deeltjes van den ring naar
boven, aan den achterkant naar beneden getrokken. Was er geen
draaiing om de as, dan zou daardoor een beweging ontstaan (1ste
figuur), die het voorste deel van den ring naar boven, het achterste
naar beneden schuift, dus den heelen ring om de as a b doet wentelen
en de schuin naar voren staande aardas naar achteren drukt, van P1
naar P2, zoodat zij steeds steiler gaat staan, totdat zij eindelijk
loodrecht op de ekliptika staat. Nu draait echter de ring met de
geheele aarde snel om de aardas, en alle deelen van den ring bewegen
zich aan den voorkant snel naar rechts, aan den achterkant snel naar
links. De nieuwe kracht, die ze naar de ekliptika toe trekt, kan nu
alleen maar de richting van de beweging een beetje veranderen,
zooals de tweede figuur doet zien; aan den voorkant wordt de
beweging schuin naar boven, aan den achterkant schuin naar beneden
gericht. Deze verandering komt hierop neer, dat de geheele ring met
al wat er aan vastzit, een beetje om de as c d draait, aan den
rechterkant iets hooger, aan den linkerkant iets lager komt. Daarbij
schuiven de snijpunten met de ekliptika iets terug, en de aardas
verzet zich wat naar links, van P1, naar P3, waarbij zij even scheef
blijft als te voren. Doordat ditzelfde in den nieuwen stand weer
juist zoo plaatsvindt en zich telkens in gelijke omstandigheden
herhaalt, zwaait de aardas steeds meer naar links, altijd even
schuin ten opzichte van de ekliptika blijvend, in een kring in het
rond.
Men bemerkt hier een zekere overeenstemming, zij het ook wat
ingewikkelder, met onze vroegere verklaring van het ontstaan van een
cirkelbeweging door de zwaarte. Daar werkte een kracht, die den
kogel, als hij in rust was geweest, naar beneden had getrokken,
steeds meer naar het middelpunt der aarde toe; omdat echter de kogel
snel voortvliegt, bewerkt deze kracht, dat alleen zijn richting van
beweging verandert, dat hij steeds even ver van het middelpunt
afblijft en er in een kring omheen loopt. Hier werkt een draaiende
kracht, die de richting van de aardas naar de richting, loodrecht op
de ekliptika, toe trekt; door het snelle rondtollen om de as blijft
hij echter steeds even ver van dit doel af en zwaait er in een kring
omheen.
Ook is er overeenstemming met de verklaring, die in het vorig
hoofdstuk voor het terugloopen der maansknoopen gegeven werd. Als de
ring uit enkel losse deeltjes bestond, die achter elkaar aan liepen,
zoodat de as slechts een denkbeeldige lijn was, dan zou toch de
geheele redeneering op dezelfde manier blijven gelden; deze deeltjes
zouden door de kracht, die hen naar de ekliptika toe trekt, de
richting van hun beweging veranderen, en wel zoo, dat het snijpunt
van hun banen met de ekliptika langzaam terugwijkt. Elk dezer
deeltjes stond dan met een maantje gelijk, en we hadden precies het
geval van de maan, die in een schuin tot de ekliptika staande baan
om de aarde loopt. Wij hebben dus hier een anderen vorm van het
vroeger gegeven bewijs voor het terugloopen der maanknoopen.
Zoo heeft Newton dadelijk met behulp van zijn wet der
aantrekkingskracht een verklaring voor dezen vanouds bekenden
teruggang der nachteveningen gegeven. Nu staat de maan niet precies
in de ekliptika; haar baan staat, in 18 jaren wisselend, nu eens
meer, dan weer minder schuin op den aardevenaar dan de ekliptika. De
kracht van de maan wisselt dus eenigszins in een 18-jarige periode,
en daarom komen er bij de regelmatige zwaaiing der aardas nog kleine
schommelingen in deze periode bij.
1) De lengten, die wij op onze dierenriemskaart door streepjes en
getallen hebben aangegeven, gelden dus ook niet voor altijd, maar
alleen voor het jaar 1900. De geheele maatstaf der lengten schuift
ten opzichte van de sterren langzaam naar rechts, zóó, dat zij in 72
jaren één deelstreep, een graad, verschuift. De lengten, die op de
kaart afgelezen worden, gelden ten opzichte van het lentepunt van
1900.