De zon

In de zomer komt de Zon meer naar het Noorden op, in de winter meer naar het Zuiden. De twee gnomon-schaduwpatronen hierboven (situatie op onze eigen breedtegraad) en de zonnewijzer laten zien dat:

• De tijd van zonsopgang is verbonden met de richting
• Daglengte (pijlcirkel) en het schaduwpatroon hangen af van seizoen en breedtegraad: hoe dichter bij de polen, hoe meer variatie door het jaar heen

De dagelijkse en jaarlijkse beweging van de Zon kunnen verklaard worden door:

1. De Aarde draait dagelijks om de Zon (weinig serieus genomen)
2. De Zon draait dagelijks om de Aarde en spiraalt op en neer door het jaar heen: Ptolemeus en Tycho
3. De Aarde draait om haar as en rond de Zon in een jaar (met een scheve as): Copernicus

De sterren

Sterren laten dezelfde dagelijkse beweging zien als de Zon, maar een sterrendag is ongeveer 4 minuten korter dan een zonnedag. Dat wordt als volgt verklaard:

• Sterren draaien dagelijks om de Aarde (zonder op en neer te spiralen): Ptolemeus en Tycho.
• Sterren hebben een vaste positie; hun beweging wordt verklaard doordat de Aarde om haar as draait en om de Zon in een jaar: Copernicus.

Om Copernicus te bewijzen moest parallax van nabije sterren te worden aangetoond (Bessel deed dat als eerste in 1838), maar die is heel klein (de dichtstbijzijnde ster staat vier lichtjaar weg).

Planeten

Deze 'dwaalsterren' hebben geen vaste plaats tussen de sterren. Zonder telescoop zien we er vijf (die samen met Zon en maan bij veel culturen  de zeven dagen van de week hun naam gaven): Mercurius, Venus, Mars, Jupiter en Saturnus.

Tegen de achtergrond van de vaste sterren vertonen ze van tijd tot tijd een retrograde beweging: ze lijken terug te gaan (in de animatie is die beweging voor Mars weergegeven). Dit kan op twee manieren worden verklaard:

• Planeten bewegen rond een denkbeeldig punt dat rond de aarde draait: dat zijn de epicycels in het model van Ptolemeus
• Planeten cirkelen rond de Zon: modellen van Tycho en Copernicus

De ongeveer gelijkblijvende helderheid van Venus ondersteunde Ptolemeus totdat Galilei fasen bij Venus waarnam, die alleen verklaard kunnen worden door aan te nemen dat Venus om de Zon draait. Als Venus dicht bij de aarde staat, zien we of niets of een dunne schijf (die wel groot is). Als Venus aan de andere kant van de Zon staat, zien we een kleine maar *bijna) volle Venus. Zie de tekeningen.

Links:

1. Download  je eigen sterrenkaart. Gebruik stevig papier of plak het op karton.
2. Over hoe Erathosthenes de omtrek van de Aarde bepaalde (zie ook de illustratie bovenaan)
3. Een leukere is Eratosthenes in England (gebruik als password: circumference99)
   
4. Leert de Bijbel een platte aarde? Zie ook link 4 op Wetenschap
5. Ga naar Sun and Moon scope voor simulaties, zoals heliocentrisch en geocentrische modellen, daglengtes en zonhoogtes op verschillende tijden en plaatsen en de Rosetta mission.
6. Download stellarium (planetarium progamma)
7. Sites van de NASA (www.jpl.nasa.gov en www.nasa.gov) en de ESA
   
8. Over de slinger van Foucault in Nijmegen
9. Wikipedia over parallax
   

De retrograde beweging van Mars

De retograde beweging van Mars verklaard:

1. Bij Copernicus: de Aarde draait sneller om de Zon dan Mars, zodat die vanuit de Aarde steeds iets anders wordt gezien. Voor andere planeten geldt hetzelfde.

2. Bij Ptolemeus: Op de deferent (de grote cirkel) draait de epicykel (A). De planeet is rood, de aarde blauw. Het centrum van de deferent ligt net buiten het midden, B is de equant. 

3. Bij Tycho Brahe is het simpeler: de planeten bewegen rond de Zon, terwijl de Zon om de Aarde draait: dat zorgt vanzelf voor een lusbeweging.