Astronomie voor dummies
aanvulling op het artikel Het einde van de Mayakalender
door Rob Nanninga
De sterren lijken zich te bevinden aan de binnenkant van een reusachtige holle bol, die de aarde geheel omsluit. Dit hemelgewelf draait, zodat we in het oosten sterren zien opkomen, die in zuiden hun hoogste punt bereiken en in het westen weer ondergaan. In het noorden bevindt zich een ster die zich vrijwel niet verplaatst. Dit is Polaris, de poolster, die zich toevallig ongeveer op het draaipunt van de hemelse bol bevindt. De andere sterren beschrijven cirkels rond deze hemelpool. Uiteraard draaien de sterren niet werkelijk om de aarde. We zien ze draaien omdat we zelf rond de aardas draaien.
De poolster staat hoger aan de hemel naarmate we verder naar het noorden reizen. Op de noordpool staat hij loodrecht boven je (in het zenit). In Utrecht (52° noorderbreedte) staat hij 52 graden boven de horizon. Ook in het zuiden bevindt zich een draaipunt, maar dat ligt onder de horizon. We kunnen de hemelbol in twee helften verdelen door van oost naar west een denkbeeldige cirkel te trekken, die loodrecht op de as van de hemelse bol staat. Dit is de hemelevenaar (zie de illustratie hierboven).
De sterren veranderen niet van plaats ten opzichte van elkaar. Maar ze draaien naar het schijnt iets sneller om de aarde dan de zon doet. Een groepje sterren of een sterrenbeeld dat aan de oostelijke horizon opkomt nadat de zon in het westen is ondergegaan, staat een paar maanden later op hetzelfde tijdstip al veel hoger aan de hemel. Het groepje haalt de zon langzaam in. Na verloop van tijd zien we het sterrenbeeld al aan het begin van de avond in het westen ondergaan, vlak achter de zon aan. Het sterrenbeeld is niet meer zichtbaar wanneer het ongeveer gelijktijdig met de zon opkomt. Maar nadat het de zon voorbij is gegaan en ver genoeg voorligt, kunnen we het vroeg in de ochtend in het oosten zien opkomen voordat het licht wordt.
De Ecliptica of zonnebaan
De sterrenbeelden verschuiven langzaam ten opzichte van de zon omdat de aarde om de zon draait. Als we op 21 december rond middernacht naar het zuiden kijken, dan kunnen we van links (oost) naar rechts zes bekende sterrenbeelden zien: Leeuw, Kreeft, Tweelingen, Stier, Ram, Vissen. De zon bevindt zich op dit moment aan de andere kant van de aarde. Een half jaar later, op 21 juni, staan deze zes sterrenbeelden nog precies zo aan de hemel. Maar nu niet langer ’s nachts, maar overdag, wanneer de zon in het zuiden aan de hemel staat. Doordat onze aarde een halve baan rond de zon heeft afgelegd, staat de zon nu tussen ons en de zes sterrenbeelden in. Hoewel ze niet zichtbaar zijn zolang ze door de zon worden overstraald, hoeft niemand eraan te twijfelen dat ze er nog steeds zijn. Kijken we nu ’s nacht naar de hemel, dan zien we daar zes andere bekende sterrenbeelden, die zich in de andere helft van de hemelsfeer bevinden. (Behalve als het bewolkt is of wanneer we in een goed verlichte stad wonen, want dan kan er weinig worden waargenomen.)
Vanaf de aarde gezien bevindt de zon zich op een punt tussen de sterren aan het hemelgewelf. In de loop van een jaar maakt de zon schijnbaar een ronde door de twaalf sterrenbeelden van de dierenriem, die als een ring om de hemelkoepel zijn gespannen. Je zou ook kunnen zeggen dat de hele dierenriem de zon in een jaar tijd voorbij rent en op een ronde achterstand zet. Officieel schuift de zon in de eerste helft van december door het dertiende sterrenbeeld Slangendrager (Ophiuchus), maar dat stuk van de hemelsfeer wordt traditioneel toegekend aan het sterrenbeeld Schorpioen, dat er vlak onder ligt. Er worden nog 75 andere sterrenbeelden onderscheiden, maar daar komt de zon nooit.
De schijnbare baan die de zon gedurende een jaar volgt door de band van sterren die samen de dierenriem vormen, wordt de ecliptica genoemd. Ook de planeten bevinden zich altijd in de buurt van de ecliptica, want ze draaien vrijwel in hetzelfde vlak als de aarde rond de zon. De maan staat eveneens nooit ver uit de buurt van de zonnebaan. De planeten lijken op het eerste gezicht op gewone sterren, maar omdat ze zich evenals de zon achterwaarts door de sterrenbeelden bewegen, stonden ze vroeger bekend als dwaalsterren.
Zomer en winter
Het wordt allemaal wat ingewikkelder doordat de aardas een beetje scheef staat. Hij staat niet loodrecht op de baan die de aarde om de zon maakt, maar is 23,5 graden gekanteld. Omstreeks 21 juni is de aardas precies in de richting van de zon gekanteld. De zon krijgt dan de kans om het hele gebied binnen de poolcirkel te verlichten, zodat het daar ’s nachts niet meer donker wordt.
In Utrecht zien we de zon op 21 juni klimmen naar een punt dat ruim 61 graden boven de zuidelijke horizon ligt, precies 23,5 graden boven het hoogste punt van de hemelevenaar. De zon staat nu hoger aan de hemel dan op andere dagen. Hij komt bovendien niet in het oosten op, maar in het noordoosten, en hij gaat in het noordwesten weer onder. Hij staat op deze dag ruim 16 uur boven de horizon, langer dan op andere dagen. Het is de zomerwende. Vanaf nu staat de zon elke dag wat korter boven de horizon. Ook de punten aan de horizon waar we zon zien opkomen en ondergaan, verplaatsen zich langzaam.
Een half jaar later is de situatie precies omgekeerd. De aardas staat nog steeds in dezelfde richting gekanteld, maar omdat we ons nu aan de andere kant van de zon bevinden, staat de noordpool van de zon afgewend. In Utrecht komt de zon op het hoogste punt niet veel verder dan 14 graden boven de horizon uit. Hij komt in het zuidoosten op en gaat in het zuidwesten onder. De baan die de zon boven de horizon beschrijft, is veel korter dan een half jaar geleden. Hij bevindt zich nu nog geen 8 uur boven de horizon. Het is de kortste dag van het jaar, de winterwende.
Tijdens de zomerwende staat de zon loodrecht boven de noorderkeerkring (Kreeftskeerkring), op bijna 23,5° ten noorden van de evenaar. Dit is het begin van de zomer op het noordelijk halfrond, terwijl dan op het zuidelijk halfrond de winter aanbreekt. Wie verder naar het noorden woont, ziet de zon nooit in het zenit staan. Na de zomerwende zakt de zon ten opzichte van de evenaar naar het zuiden. Een half jaar later staat hij precies boven de zuiderkeerkring, ongeveer 23,5° onder de evenaar. In het gebied tussen beide keerkringen, de zogenoemde tropen, kan men de zon twee keer per jaar loodrecht boven zich aan de hemel zien staan. De dagen waarop dat gebeurt, zijn afhankelijk van de breedtegraad. De zon pendelt heen en weer tussen beide keerkringen.
Omstreeks 20 maart en 23 september bevindt de zon zich loodrecht boven de evenaar. Dit tijdstip noemt men de equinox. De aarde bevindt zich op dat moment als het ware naast de zon, waarbij de noordpool en de zuidpool precies even ver van de zon afstaan. Dit is het begin van de lente of van de herfst. De zon staat op nu overal op aarde even lang boven als onder de horizon. We zien hem pal in het oosten opkomen en pal in het westen ondergaan. De baan die de zon overdag aan de hemel beschrijft, valt keurig samen met de hemelevenaar.
Precessiebeweging
Hoewel de aardas voortdurend scheef blijft staan, verandert de richting van de scheefstand heel langzaam. De aarde kan worden vergeleken met een draaitol die niet helemaal rechtop staat. Deze blijft niet in dezelfde stand staan tollen. Van bovenaf gezien beschrijft de as van de tol een cirkel, waarbij de tol in alle richtingen even sterk overhelt. Dit gebeurt ook met de aarde, omdat die niet helemaal rond is. Hij is wat dikker in de buurt van de evenaar. Newton verklaarde in 1687 hoe de kegelvormige precessiebeweging van de aardas onder invloed van zon en maan plaatsvindt.
Op de korte termijn is er erg weinig van te merken, want het duurt ongeveer 25.800 jaar voordat de aardas één keer in de rondte is gegaan. De as staat nu in het noorden gericht op een punt dat minder dan graad verwijderd is van de ster Polaris. Maar over 12.000 jaar zal Vega de poolster zijn. Momenteel kunnen we Vega nog rond Polaris zien cirkelen. Ter hoogte van Utrecht scheert hij dagelijks vlak boven de horizon langs.
Tijdens haar baan rond de zon komt de aarde jaarlijks op een punt waar de zuidelijke aardas precies naar de zon toe staat gericht, loodrecht op de baan van de aarde. Dit is de eerder genoemde winterwende op het noordelijk halfrond. Vanaf de aarde gezien staat de zon dan in het sterrenbeeld Boogschutter. Over 13.000 jaar kan men de zon nog steeds in Boogschutter zien staan. Maar de aardas is dan inmiddels in tegenovergestelde richting gekanteld, zodat het geen winter wordt maar zomer.
De aardas heeft overigens niet altijd even scheef gestaan. Over een periode van 41.000 jaar verandert de scheefstand van 22 naar 25 graden en weer terug. Dit heeft onder meer invloed op de plaats waar de zon opkomt of ondergaat. Men beweert soms dat een prehistorisch monument precies gericht is op de plek waar de zon tijdens de zomerwende opkwam. Maar om die plek te kennen, moet je wel ongeveer weten hoe oud het monument is.
Astrologie
Astrologen gaan ervan uit dat de zon bij het aanbreken van de lente het astrologische teken Ram binnengaat. Enkele eeuwen voor het begin van onze jaartelling liep de zon aan het begin van de lente inderdaad door het sterrenbeeld Ram. Maar ten gevolge van de precessie van de aardas heeft het lentepunt zich geleidelijk verplaatst. Tegenwoordig staat de zon aan het begin van de lente in het naastgelegen sterrenbeeld Vissen en het duurt dan nog bijna een maand voordat hij in Ram terechtkomt.
De westerse astrologie heeft al lang niets meer te maken met de sterrenbeelden aan de hemel. Voor astrologen staat de zon tijdens de lente-equinox per definitie op 0 graden in het “teken” Ram (en niet in het gelijknamige sterrenbeeld). Astrologen verdelen de ecliptica in twaalf gelijke delen, terwijl het sterrenbeeld Vissen in werkelijkheid wel twee keer zo groot is als het sterrenbeeld Ram. Astrologie is louter een symbolisch systeem.
Het doet er eigenlijk niet toe in welk sterrenbeeld de zon staat, want de zon verplaatst zich immers niet werkelijk. Het hangt louter van de positie van de aarde af welk sterrenbeeld er achter de zon staat. En die positie verandert vrijwel niet ten opzichte van de sterren. De baan die de aarde om de zon maakt, heeft een diameter van 300 miljoen kilometer, maar dat is niets vergeleken met de afstand tot de sterren, die vaak wel meer dan honderd lichtjaren bedraagt. Vanaf de sterren gezien, verplaatst de aarde zich niet noemenswaardig.
Stel je voor dat je op de avond van de winterwende vanuit Katendrecht naar de Euromast kijkt. Dan staat die mast op een gegeven moment precies op de galactische evenaar. Word je dan opgeladen met kosmische energie? Waarschijnlijk niet, want als je hem vanuit een ander standpunt bekijkt, staat er een heel ander stuk van de hemel achter. (Zie: Het einde van de Mayakalender.)
