Doorgang van Venus - Captain Cook 1769

• Mei 9, 2024

Hoe groot is het zonnestelsel? Achttiende-eeuwse astronomen wilden het weten, en het werk van Johannes Kepler bracht hen plagend dichtbij. De afstanden tot de zon van alle bekende planeten waren berekend in termen van de afstand aarde-zon, de astronomische eenheid (AU). Maar hoe kon je de astronomische eenheid meten?

Parallax
In 1716 stelde Edmond Halley (1656-1742) voor om een ​​doorvoer van Venus te gebruiken om de astronomische eenheid te berekenen parallax. Parallax is de schijnbare verschuiving van een bekeken object gezien vanuit twee verschillende locaties. Onze hersenen kunnen parallax gebruiken voor dieptewaarneming omdat we twee ogen hebben. Houd een vinger omhoog en kijk er eerst naar met één oog dicht en vervolgens met het andere om een ​​verschuiving te zien.

Waarnemers in noordelijke en zuidelijke hemisferen zouden de doorvoer in enigszins verschillende posities zien, waardoor een parallax ontstond. Met behulp van de hoek van de schijnbare verschuiving, wat trigonometrie en de wet van Kepler, konden ze de afstand aarde-zon berekenen.

Halley leefde niet om de doorgangen te zien in 1761 en 1769. Desalniettemin groeide zijn idee uit tot een grote internationale wetenschappelijke onderneming die zelfs door oorlogslanden werd gerespecteerd.

Doorgang van Venus 1761
Meer dan honderd waarnemers uit negen landen vertrokken over de hele wereld om metingen te verrichten. Het was essentieel om vier contactpunten te timen waar de rand van Venus de rand van de zon raakt.

Naast het gebruikelijke slechte weer dat mogelijk gepaard gaat met astronomische gebeurtenissen plus de gevaren van reizen uit de 18e eeuw, stuitten de waarnemers op het probleem van de zwart druppel effect. Dit maakte het moeilijk om te bepalen wanneer de contacten plaatsvonden. Het tweede en derde contact leverden de meeste problemen op. Zelfs op dezelfde locatie, verschilden de metingen van de waarnemers zoals getoond in de tekeningen van Captain Cook en Charles Green. (Het lijkt erop dat dit effect wordt veroorzaakt door een combinatie van diffractie, imperfecte telescoopoptiek en het feit dat de gasvormige zon geen harde rand heeft.)

Desalniettemin waren mensen niet bereid om het opnieuw te proberen toen de tweede van het paar transits plaatsvond in 1769.

Captain Cook en Streven
De Royal Society in Engeland besloot een expeditie naar onlangs ontdekte Tahiti te sturen om de doorvoer te observeren. James Cook werd gekozen om het te leiden. De Britse Admiraliteit (de overheidsafdeling belast met de Koninklijke Marine) had ook een geheime missie voor Cook. Na de doorvoer moest hij zoeken naar Terra Australis Incognito (onbekend zuidelijk continent) waarvan men dacht dat het bestond, hoewel er geen Europees schip was geweest.

Op 26 augustus 1768 HMS-inspanning varen met 94 mensen aan boord. Maar in die dagen naar de Zuidzee varen was geen pleziercruise. Naast de ongelukken op schepen en aan de kust verloren lange reizen meestal de helft van de bemanning aan scheurbuik. Ze zouden niet alleen zware stormen trotseren, maar als ze westwaarts over de zeeën varen, zouden ze zelfs geen nauwkeurige kennis van hun lengtegraad hebben. En natuurlijk, na de doorvoer, zouden ze zich in onbekende wateren bevinden.

Doorgang van 1769 in Tahiti
Streven arriveerde op tijd in Tahiti voor de doorreis. Ze zetten een observatorium op op een plek die ze Fort Venus noemden. Twee andere groepen gingen naar andere waarnemingslocaties om hun beste kansen op helder weer te garanderen.

Op de dag van de doorvoer werden ze gezegend met een heldere hemel, maar stuitten ook op het probleem van de zwarte druppel. In zijn dagboek schreef Cook over deze moeilijkheid en zei dat “Dr. Solander zowel als Green [scheepsastronoom] en mijzelf observeerde, en we verschilden van elkaar in het observeren van [sic] de tijden van de Contacten veel meer dan kon wordt verwacht."

De astronomische eenheid
De gegevens van over de hele wereld hadden dezelfde meetproblemen die Cook's expeditie tegenkwam. Desondanks gebruikte de Franse astronoom Jerome Lalande gegevens van beide transits uit de 18e eeuw en bedacht hij een schatting van 153 miljoen km (plus of min één miljoen) voor de astronomische eenheid. Dit bleef de beste waarde totdat de doorvoer in de negentiende eeuw verdere verfijning mogelijk maakte.

De moderne waarde van de astronomische eenheid is 149.597.870,7 km (plus of min drie meter). Dergelijke precisie werd niet gedaan met trigonometrie, maar met nieuwe technologie. Het werd verkregen door radarsignalen te timen die van Venus stuiterden.

Na de transit
Captain Cook deed nogal wat ontdekkingen, hoewel de mensen die daar woonden ze natuurlijk al hadden ontdekt. Hij claimde ook land voor Groot-Brittannië en voerde uitgebreide kaarten uit. Ze leerden veel over de planten en dieren van de zuidelijke landen, want aan boord waren natuuronderzoekers Daniel Solander en botanicus Joseph Banks.

Cook beweerde de opmerkelijke prestatie dat hij tijdens de driejarige reis geen mannen aan scheurbuik had verloren. Dat lijkt niet helemaal waar te zijn, hoewel het merendeel van de sterfgevallen die plaatsvonden, het gevolg was van ziekten die in Oost-Indië waren opgelopen toen ze aan huis gebonden waren.Hoewel ze toen nog niet wisten wat vitamine C was, besefte Cook dat scheurbuik verband hield met een slecht dieet. Helaas waren verse groenten en fruit niet altijd beschikbaar, en niemand begreep dat de essentiële vitamines konden worden vernietigd door de verwerking die ze kregen.

Streven zelf eindigde zijn leven hernoemd Lord Sandwich en dient als een Brits troepentransport tijdens de Amerikaanse Onafhankelijkheidsoorlog. Het ligt ergens op de bodem van Newport Harbor in Narrangansett Bay, Rhode Island, want het was een van de schepen die door de Britten werden afgezet om te voorkomen dat Franse schepen de haven binnenvaren om de rebellen te helpen.

Referentie:
Joan Druett, Tupaia: Captain Cook's Polynesian Navigator, Old Salt Press, 2018