Verdensbilleder Teksten består af to dele. Den første del er uddrag fra Stenomuseets skoletjeneste(http://www.stenomuseet.dk/skoletj/), dog er spørgsmål og billeder udeladt. Teksten fortæller om hvordan mennesket gennem historien først gennem tro og sidenhen via videnskab har ændret sin opfattelse af hvordan solsystemet er opbygget. Den sidste tekst er en kort opsummering indeholdende en model. Tekst 1 Verdensbilleder i oldtiden Når man går ude en klar nat og kikker på stjernehimlen, kan de færreste undgå at blive fascineret af synet. Mange begynder også at fundere over, hvordan det hele hænger sammen: Hvordan er universet opstået? Hvor stort er det? Og hvordan bevæger solen, månen og planeterne sig? Sådanne spørgsmål har mennesker stillet sig selv i årtusinder, hvilket gennem tiderne har ført til dannelsen af vidt forskellige verdensbilleder, altså opfattelser af universets opbygning. I denne tekst skal vi se nærmere på nogle af de tidligste verdensbilleder. Vi ved fra overleveringer, at man i oldtiden havde en ganske udviklet astronomi og f.eks. foretog systematiske observationer af himmellegemernes bevægelser bl.a. for at kunne lave kalendere. Det er imidlertid karakteristisk for oldtidens verdensbilleder, at man ikke havde videnskabelige, men mytologiske forklaringer på, hvordan universet var opstået og indrettet. Det vil sige, at man havde historier om, hvordan guderne havde skabt verden. Tilsvarende mente man, at det var guderne, der forårsagede solens op- og nedgang, månens vekslende faser og planeternes bevægelse. Først med grækerne opstod der en mere videnskabelig astronomi, hvor man forsøgte at forklare sine observationer rationelt, f.eks. ved hjælp af geometriske modeller.
Det ægyptiske verdensbillede De forskellige forestillinger om verdens opbygning gennem tiderne har som regel taget udgangspunkt i religiøse forestillinger kombineret med det, man ser, når man kikker sig omkring. Det man umiddelbart ser, når man står i et landskab, er således en (mere eller mindre) flad jord med en himmelhvælving over, hvorpå stjernerne sidder fast, og solen, månen og planeterne bevæger sig. Denne observation var grundlag for ægypternes verdensbillede omkring år 1000 f.kr. Det ægyptiske samfund var et veludviklet landbrugssamfund, som havde brug for at have styr på årstiderne. Til dette formål benyttede de bl.a. 36 stjernebilleder, som var jævnt fordelt i et bælte rundt langs himlens ækvator. I årets løb stod disse stjernebilleder, som hver svarede til en ægyptisk uge, på skift op lige før solopgang. Når et af disse stjernebilleder afløste det forrige, var der altså gået en ægyptisk uge. Det babyloniske verdensbillede Babylonierne identificerede planeterne med deres hovedguder og troede på, at de havde betydning for landets økonomi og styring. Derfor var de babyloniske astronomer kongens embedsmænd, som bl.a. skulle forsøge at læse gudernes vilje i planeternes stilling i forhold til stjernerne og give kongen varsler på det grundlag. Forestillingen om, at planeterne skulle have indflydelse på menneskers skæbne, er altså et levn fra babyloniernes verdensopfattelse. Fig.1: Tabel brugt til at holde styr på månens & planternes bevægelse Babyloniernes evne til at forudsige astronomiske fænomener skyldtes, at de ved at observere regelmæssigt over en lang periode opdagede et system i himmellegemernes bevægelser. Derimod havde de ingen korrekt geometrisk teori for universets opbygning. For at holde styr på månens og planeternes bevægelse på himlen lavede babylonierne detaljerede tabeller over deres position til bestemte tider (fig.1).
Verdensbilleder i middelalderen og renæssancen I det antikke Grækenland udviklede bl.a. naturfilosoffen Aristoteles (384-322 f.kr.) et verdensbillede med jorden som en kugle i hvile i centrum af et ligeledes kugleformet univers. Uden om jorden var der en række koncentriske kugleskaller eller himle, hvori solen, månen og planeterne bevægede sig i cirkulære baner. Cirkelkurven blev valgt, dels fordi man kunne observere, at himmellegemerne med regelmæssige mellemrum kom tilbage til de samme positioner på himlen og derfor måtte følge en lukket kurve, dels fordi cirklen for grækerne repræsenterede den mest fuldkomne form. Stjernerne sad ifølge de græske naturfilosoffer fast på den yderste kugleskal, og uden for den fandtes der overhovedet ingenting (fig.2). Dette antikke verdensbillede holdt sig næsten uændret frem til renæssancen, hvor der skete nogle store omvæltninger i menneskets opfattelse af universets opbygning. Det betød, at man fik en model, som var bedre i overensstemmelse med den fysiske virkelighed samtidig med, at mytologiske og religiøse forklaringer på naturfænomenerne blev erstattet af mere rationelle teorier. Derfor betød ændringerne i verdensbilledet også store ændringer i menneskets opfattelse af sig selv og sin position i universet. Fig.2: Det antikke verdenssyn med jorden som centrum i universet Det middelalderlige verdensbillede Efter at romerriget gik i opløsning, forsvandt kendskabet til den græske videnskab i Europa, men det antikke verdensbillede overlevede i den arabiske verden. I det 11. og 12. århundrede genopdagede europæiske videnskabsmænd imidlertid den græske litteratur og videnskab gennem kontakter til arabiske videnskabsmænd i Spanien. Efterhånden udkom de gamle græske skrifter derfor i latinske oversættelser og fortolkninger. I løbet af middelalderen blev det genopdagede antikke verdensbillede kombineret med katolsk filosofi og teologi. Det middelalderlige verdensbillede var altså en syntese af den aristoteliske naturopfattelse og den kristne livsanskuelse.
Det kopernikanske verdensbillede Den mand, som mere end nogen anden gjorde op med det geocentriske verdensbillede, var den polske matematiker, astronom, læge, jurist og teolog m.v. Nicolaus Kopernikus (1473-1543). Han studerede i sin ungdom på forskellige europæiske universiteter og blev i 1503 doktor i kirkeret. Resten af sit liv virkede han som kirkelig embedsmand. Gennem astronomiske studier bl.a. i forbindelse med udarbejdelsen af kalendere blev det klart for Kopernikus, at det geocentriske verdensbillede (fig.3) ikke kunne give en tilfredsstillende beskrivelse af himmellegemernes observerede bevægelse på himlen. Han foreslog i stedet et heliocentrisk verdensbillede, som f.eks. gjorde det nemt at forklare, hvorfor planeterne Merkur og Venus altid befandt sig i nærheden af solen på himlen. Ligeledes kunne planeternes retrograde bevægelser (altså dette at de sommetider ser ud til at bevæge sig baglæns) forklares med, at jorden ganske enkelt overhalede dem indenom. Hvis det var rigtigt, at jorden ikke var i hvile midt i universet, men i løbet af året bevægede sig i forhold til stjernerne, skulle dette kunne måles. Selvom Kopernikus model for solsystemet i princippet var rigtig, kunne den ikke beskrive planeternes bevægelse helt præcist. Men på grundlag af Tycho Brahes detaljerede observationsdata kunne den tyske astronom Johannes Kepler (1571-1630) efter næsten 20 års regnearbejde forbedre Kopernikus model, så den kom til at passe til virkeligheden. Fig.3: Tegning af det geocentriske verdensbillede, med jorden i centrum
Galilei og den moderne fysiks gennembrud Den italienske matematiker, fysiker og astronom Galileo Galilei (1564-1642) regnes ofte som en af den moderne naturvidenskabelige metodes grundlæggere. Siden oldtiden havde de lærdes opfattelse af naturen i høj grad været præget af den verdensforståelse, som var udtænkt af den græske naturfilosof Aristoteles (384-322 f.kr.). Selvom han principielt mente, at al naturerkendelse måtte begynde med sanseerfaring, må hans verdensforståelse ikke desto mindre betragtes som et spekulativt system, som især gav filosofiske forklaringer på naturfænomenernes årsager. Galilei var i første omgang ikke særligt interesseret i fænomenernes årsager. Derimod mente han, at man så præcist som muligt skulle Fig.4: Maleri af Galileo Galilei (1564-1642) undersøge deres fænomenologi, dvs. deres opførsel under forskellige forhold. Dette kunne f.eks. gøres ved hjælp af enkle, kontrollerede eksperimenter. Ved at kombinere kvantitative målinger (bl.a. optælling) derfra, med matematiske ræsonnementer, kunne man så forsøge at opstille teorier for naturens opførsel. Galileis kikkert I 1609 hørte Galilei, at en hollandsk brillemager ved hjælp af et par linser havde lavet et instrument, som kunne få fjerne ting til at se ud, som om de var tættere på. Galilei gik derefter i gang med at bygge lignende kikkerter selv, og som den første nogensinde brugte han dette nye instrument til at studere solen, månen, planeterne og stjernerne. Derved gjorde han en lang række opdagelser, som bekræftede hans formodning om, at verden var indrettet helt anderledes, end Aristoteles og Ptolemaios m.fl. havde forestillet sig. I sit hovedværk Principia fra 1687 gav den engelske fysiker Isaac Newton (1642-1727) den nuværende fysiske forklaring på planeternes bevægelse. Kilde: www.aau.dk/~stenomus/skoletj.htm. Version okt. 1996.
Verdenssyn Tekst 2 Gennem historien har vi haft forskellige verdenssyn (ifølge tekst 1). De forskellige verdenssyn har til enhver tid opfyldt det behov som mennesket har haft for få forklaret vores placering i verden og årets gang. Der har været en løbende udvikling af menneskets verdenssyn omend den til tider har gået temmelig langsomt og endda gået baglæns. Det der ligger til grund for det moderne verdenssyn, er troen på naturvidenskaben, der underbygges af eksperimenter og matematik, frem for filosofi, religion og overtro. Specielt Newton fremhæves som den moderne naturvidenskabs fader og hans viden underbyggede det verdensbillede som Kopernikus i 1500 tallet fremsatte med solen som centrum. Det er forståeligt at de første verdensbilleder havde jorden som centrum (geocentrisk verdensbillede). Men den videnskabelige udvikling med flere og bedre observationer af de planeter der ligger langt væk fra solen gjorde at den geocentriske model ikke længere kunne bruges. Det gav altså ingen mening at tro på en model hvor man fastholdt jorden som centrum. Derimod gav det langt bedre mening at solen var systemets centrum. På den måde kunne man forklare de ting man observerede ude i rummet. Kopernikus var den første der tog det fulde spring og flyttede solen som værende centrum for solsystemet (heliocentrisk verdensbillede) - efterfølgende indså Kepler at planetbanerne ikke kunne være cirkelformet, men derimod måtte være ellipseformet og dermed var det moderne verdensbillede fuldendt. Efterfølgende har naturvidenskaben bekræftet Keplers verdensbillede, via mere og mere præcise observationer (bl.a. Gallio var den første til at udnytte kikkerten til at fortage systematiske og præcise observationer af solsystemet). Endelig i 1687 underbyggede og beviste Isaac Newton med matematik og fysik det moderne verdensbillede den moderne fysik var født. Signatur forklaring Jord Sol Planeter Geocentrisk verdensbillede Heliocentrisk verdensbillede(1) Heliocentrisk verdensbillede(2) moderne verdensbilled Jorden i centrum Solen i centrum. Jorden og planeterne bevæger sig i cirkler rundt om solen Solen i centrum. Jorden og planeterne bevæger sig i ellipser rundt om solen Model LDK / MW