1) Planeterne bevæger sig
Det er mellem 4000 og 2500 år siden, man fandt ud af, at planeterne var anderledes end stjernerne.
Man fandt ud af, at de bevægede sig i faste mønstre i forhold til fiksstjernerne, som tilsyneladende stod stille på nattehimlen.
Men selv om man så tidligt i civilisationens historie forstod planeternes bevægelsesmønstre, havde man ikke nogen idé om, at de var andet end ‘vandrende stjerner’.
Man vidste ikke, at det var kloder, der bevægede sig rundt om Solen og befandt sig meget nærmere Jorden end de andre stjerner.
I den vestlige verden troede man fuldt og fast, at Jorden var centrum i Universet, og alle andre himmellegemer var placeret rundt om Jorden i en lagdelt struktur, som i et løg med flere lag.
Det kaldtes det geocentriske eller ptolomæisk-aristoteliske verdensbillede.
2) Jorden bevæger sig rundt om Solen
Idéen om, at det er Solen og ikke Jorden, der er centrum i Solsystemet, blev først fremlagt i renæssancen af den polske teolog, læge og astronom Nikolaus Kopernikus. Han havde i sine år på universitetet i Krakow (1491-95) lært astronomi, og det blev en interesse, der varede livet ud.
Hans teori om, at vi lever i et heliocentrisk univers, hvor Solen er et fast og ubevægeligt centrum, som planeterne bevæger sig rundt om, og hvor fiksstjernerne danner den yderste kant af Universet, udkom dog først kort før hans død i 1543 i bogen ‘De Revolutionibus Orbium Coelestium’.
I denne teori, som var bygget på Kopernikus’ egne observationer, samt observationer fra antikkens astronomer, ændrede Jorden status fra at være Universets centrum til at være en planet som de andre. Den bevægede sig rundt om Solen i en cirkulær bane på et år og drejede sig om sin egen akse én gang på et døgn.
3) Elliptiske planetbaner
Den tyske astronom og matematiker Johannes Kepler blev i 1609 den, der fremsatte teorien om planeternes elliptiske baner om Solen. Han var Tycho Brahes elev, og var i starten en stor tilhænger af Tycho Brahes verdensbillede, hvor alle planeterne (på nær Jorden) bevægede sig rundt om Solen og Solen bevægede sig rundt om Jorden.
Senere tilsluttede han sig dog det Kopernikanske verdensbillede, hvor alle planeter bevægede sig i cirkelrunde baner rundt om Solen.
Senere reviderede han så Kopernikus’ model ved at foreslå elliptiske baner. Det skyldtes, at han ikke kunne få observationerne af især Mars’ bevægelser til at stemme med Kopernikus’ teori.
Den dag i dag bruger vi stadig Keplers tre love, når vi skal beskrive planetbevægelserne.
4) Jupiters måner
Den 7. januar 1610 observerede den italienske astronom, fysiker og filosof Galileo Galilei for første gang, at Jupiter havde måner. Først så han to og de følgende dage så han to mere.
Månerne han så var Europa, Io, Ganymedes og Callisto – de fire største måner, der bevæger sig rundt om Jupiter. Vi ved nu, at Jupiter har 63 måner, men de andre måner er langt mindre end de fire store galilæiske måner.
Observationen af Jupiters måner var kun mulig, fordi linsekikkerten var blevet opfundet to år tidligere i Holland. Det var en opdagelse, der skulle accelerere vores viden om solsystemet enormt.
Men opdagelsen af månerne omkring Jupiter var et skred for menneskehedens bevidsthed, fordi det var første gang, man opdagede planetlegemer, der bevægede sig rundt om en anden planet end Jorden.
Dermed mistede Jorden endnu engang sin position som Universets centrum, fordi Galileis observationer støttede Kopernikus’ og Keplers teorier om Solen som centrum – det såkaldt heliocentriske verdensbillede.
5) Mælkevejen er en skive af stjerner
Allerede i antikkens Grækenland havde man en teori om at vores galakse, Mælkevejen, bestod af fjerne stjerner. Det var dog først den tysk-engelske komponist, musiker og astronom William Herschel, der i 1785 foreslog, at Mælkevejen havde en skiveformet-struktur, og at Solsystemet befandt sig i midten.
Hans konklusion var baseret på hans optælling af stjernerne. Han vidste ikke, at der findes materiale mellem stjernerne – det såkaldte interstellare støv – der forhindrer lyset fra de fjerneste stjerner i vores galakse i at nå frem til Jorden. Herschels metode var derfor behæftet med fejl.
Men er hans konklusion om, at Mælkevejen er skiveformet er senere blevet bekræftet. I 1917 udviklede den amerikanske astronom Harlow Shapley nemlig en anden metode til at bestemme Mælkevejens form og størrelse.
Han kortlagde i stedet fordelingen af en bestemt typer stjernegrupper – de kugleformede stjernehobe – og kunne på den måde afdække Mælkevejens egentlige form. I den proces fandt han også ud af, at vores eget solsystem slet ikke er centrum i galaksen, men at centeret ligger i stjernetegnet Skytten.
6) Kosmisk stråling
Partikler, der bombarderer Jorden og stammer fra et hvilket som helst sted uden for Jorden og dens egen atmosfære, kaldes kosmiske stråler. En del af disse kommer fra vores egen stjerne, Solen. Men der kommer også kosmisk stråling fra vores galakse, Mælkevejen, og fra andre galakser i Universet.
Nogle af de kosmiske stråler stammer helt tilbage fra tiden kort efter Big Bang, og kan fortælle os om de forhold, der herskede i Universet kun 380.000 år efter dets fødsel. Langt de fleste kosmiske stråler er protoner, der bevæger sig med en hastighed tæt på lysets.
I dag tror vi, kosmisk stråling primært dannes, når kæmpestjerner dør i supernova-eksplosioner. Men man ved det ikke med sikkerhed, ligesom man ikke ved hvilken kraft, der kan transportere den kosmiske stråling over de enorme afstande i tid og rum.
7) Den generelle relativitetsteori
Einstein offentliggjorde i starten af 1900-tallet relativitetsteorien, som kom til at revolutionere den måde, vi i dag ser på sammenhængen mellem tyngdekraft, tid, rum og masse. Først kom den specielle relativitetsteori (1905) og derefter den generelle eller almene relativitetsteori (1915).
Einsteins teori siger, at det eneste, der er absolut, er lysets hastighed (målt i vakuum). Deraf udledte han, at alle afstande og tidsintervaller i rummet måtte være fleksible størrelser, der kunne ændres i forhold til hinanden.
For eksempel går tiden langsommere, jo hurtigere man bevæger sig og hvis man bevæger sig med lysets hastighed, står tiden stille.
Den generelle relativitetsteori har været afgørende i astronomien, fordi den både forudså tilstedeværelsen af sorte huller, samt at lys bøjes i nærheden af objekter med stor massetæthed, fordi selve rummet, lyset bevæger sig igennem, bøjes omkring alle objekter, der har en masse.
Derved påpeger teorien også muligheden for, at ormehuller, som er tunneler i tid og rum, kan opstå mellem to ellers helt adskilte områder i Universet – en idé, der har været ophav til mange science fiction-historier.
8) Universet udvider sig
Lige siden Universet blev dannet ved den begivenhed, vi kalder Big Bang, for ca. 13,75 mia. år siden, har Universet udvidet sig og er blevet større og større. Tilsvarende er bestanddelene, som Universet består af, blevet mere og mere komplekse.
Ved at undersøge galaksernes placering i forhold til hinanden, opdagede den amerikanske astronom Edwin Hubble i 1929, at stort set alle galakser fjerner sig fra os. Og jo længere væk de er, des hurtigere fjerner de sig.
Med andre ord bliver rummet mellem galakserne større og større. Det kan ses, fordi lyset fra andre galakser rødforskydes på vej ned til os. Stjernerne inden for de enkelte galakser, derimod, har nogenlunde samme afstand gennem tid, da tyngdekræfterne holder dem på plads.
Udvidelsen af Universet har ikke altid foregået med samme hastighed som i dag, og det undrer forskerne. De første fem milliarder år efter Big Bang udvidede Universet sig hurtigere og hurtigere.
Derefter blev udvidelsen langsommere, og inden for de sidste ca. fem milliarder år er Universet så begyndt at udvide sig hurtigere igen.
Grunden til, at det undrer forskerne, er, at man ville formode bevægelsen gik langsommere og langsommere, jo koldere Universet blev. Universet er nemlig konstant blevet koldere lige siden Big Bang.
9) Planeter rundt om andre stjerner (exoplaneter)
De fleste har nok kigget op på stjernevrimlen og overvejet, om der mon kunne være væsener som os selv derude, der boede på andre planeter, der bevægede sig rundt om andre stjerner end Solen.
I 1988 opdagede tre canadiske astronomer noget mærkeligt ved stjernen Gamma Cepheis bevægelser: Dens bevægede sig på en måde, der kunne tyde på, at stjernen havde en planet som påvirkede den med sit tyngdefelt.
Det var dog først i 1992, da den polske astronom Aleksander Wolszczan fandt en planet rundt om pulsaren PSR 1257+12, at det endeligt kunne bekræftes, at exoplaneter fandtes.
Det er meget svært at observere exoplaneter direkte, men man benytter en række indirekte målemetoder til at opdage dem.
I dag har man fundet mere end 500 exoplaneter, og tallet vokser støt, efterhånden som vi får udviklet bedre og mere præcise måleinstrumenter. Satellitten Kepler har netop fundet mere end 1200 nye exoplaneter, men de mangler stadig af blive verificeret.
10) Halleys komet
Mennesker har kendt til Halleys komet allerede for 2250 år siden, og måske endda så tidligt som for 2500 år siden. Man har traditionelt tolket Halleys og andre kometers opdukken som tegn på, at ulykkelige begivenheder var under opsejling.
Det var først i 1705, at den engelske astronom, geofysiker, matematiker, meteorolog og fysiker Edmond Halley indså, at Halleys komet var en tilbagevendende gæst, der var blevet observeret ved flere lejligheder i verdenshistorien.
Ved hjælp af Keplers love og Newtons tyngdelov beregnede han kometens langstrakte bane rundt om Solen, og dens omløbstid på ca. 76 år. Han forudså, at kometen ville vende tilbage i 1758, hvilket også viste sig at holde stik. Han døde dog selv i 1742, og nåede derfor ikke at se kometen igen.
Vi ved nu, at Halleys komet er en del af Kuiper-bæltet, som er et bredt kometbælte, der strækker sig fra Pluto ved ca. 30 AU og ud til ca. 55 AU (Jordens afstand til Solen = 1 AU). Kometerne består primært af frossent metan, ammonium og vand.
Halleys komet var sidste gang på besøg i 1986, og blev der besøgt af ikke mindre end 5 rumsonder. Den mest kendte er nok ESAs rumsonde Giotto, som tog billeder af kometens kerne.
Denne artikel er lavet i samarbejde med Anja C. Andersen, lektor ved Niels Bohr Instituttet, Københavns Universitet.
