Edmund Halley

Edmund Halley

Edmund Halley werd op 8 november 1656 in Londen geboren als zoon van welgestelde ouders. In zijn tijd ontwikkelde de wetenschap zich spectaculair. Bovendien werd de grondslag gelegd voor het moderne denken. In 1673 ging Halley studeren aan het Queen's College in Oxford. Hier kreeg hij veel be langstelling voor sterrenkunde. Tijdens zijn studie kwam hij in contact met John Flamsteed (1646-1720), de eerste directeur van de gloednieuwe sterrenwacht van Greenwich, die in 1675 in gebruik was genomen.

Flamsteed had zich voorgenomen een nieuwe catalogus samen te stellen van sterren aan de noordelijke sterrenhemel, vooral ten behoeve van de scheepvaart. Halley stelde voor om het zelfde te gaan doen voor de zuidelijke sterrenhemel. In november 1676 vertrok hij, nog voordat hij zijn studie had voltooid, met een schip van de Oostindische Compagnie. In februari 1677 kwam hij aan op Sint Helena, een eiland ruim 1860 kilometer ten westen van het vasteland van Afrika op ruim 15° zuiderbreedte. Dit 122 vierkante kilometer grote eiland was in die tijd de zuidelijkste Engelse kolonie in de Atlantische Oceaan. Halley verbleef bijna een jaar op Sint Helena. In die tijd bepaalde hij onder slechte weersomstan digheden met zijn meegenomen instrumenten de posities van 341 sterren en nam hij een overgang van Mercurius voor de zonne schijf waar. Ook deed hij talrijke slingerwaarnemingen om de plaatselijke sterkte van de zwaartekracht te meten. Halley's sterrencatalogus verscheen in 1679 onder de naam «Catalogus stellarum Australium». Het was de eerste catalogus van met de telescoop bepaalde posities van sterren aan de zuide lijke hemel. Hiermee was zijn naam als astronoom gevestigd.

Ook de Engelse koning Karel II, die het natuurwetenschappe lijk onderzoek sterk stimuleerde, was zeer ingenomen met het werk van Halley, temeer omdat Halley een sterrenbeeld naar hem vernoemd had: de Karelseik (Robur Caroli). Het sterren beeld had ook een diplomatieke betekenis: waarschijnlijk is het aan de persoonlijke tussenkomst van Karel II te danken dat Halley al op 18 november 1678 aan de universiteit zijn graad van «Master of Arts» behaalde. In dat jaar werd hij ook lid van de Royal Society, een beroemd wetenschappelijk genootschap, opgericht in 1660. Hiervan kon je alleen lid worden als je tot de beste wetenschappers behoorde. Overigens is het sterrenbeeld Karelseik later niet erkend door de Internationale Astronomische Unie (IAU).

Bij het trefwoord komeet Halley kun je lezen over het onder zoek dat Halley aan kometen heeft verricht. Verder vind je daar veel informatie over deze beroemdste komeet aller tijden.

Halley heeft nog verschrikkelijk veel meer gedaan dan die publikatie over komeetbanen die hem wereldberoemd maakte.

Edmund Halley was in werkelijkheid een van de grootste geleerden van zijn tijd, mogelijk alleen overtroffen door Isaac Newton (1642-1727). Halley had een zeer brede belang stelling en was in die zin een waar natuurwetenschapper.

Zo publiceerde hij over bijna alle leden van het zonnestelsel (van de zon tot en met Saturnus), over de hoogtebepaling van meteoren, de eigenbeweging van sterren, over novae en veranderlijke sterren en hij stelde, zoals je hebt kunnen lezen, een catalogus van de zuidelijke sterrenhemel samen.

Maar hij hield zich ook bezig met de studie van poollicht, het aardmagnetisch veld, getijdenbeweging en de bepaling van posities op zee. Hij maakte een kaart van het Engelse Kanaal en zelfs hield hij zich bezig met het ontwerpen van een duikklok en duikhelm. Daarnaast vertaalde hij wiskundige geschriften uit het Latijn en Grieks. Zoals je ziet was het komeetonderzoek slechts een klein deel van zijn totale werk, maar het zou hem wel postuum (dus na zijn dood) de grootste roem brengen.

Tot de grootste verdiensten van Halley behoort zeker ook dat hij bemiddeld heeft bij het tot stand komen van het natuurkundig meesterwerk, de « Principia» van Isaac Newton, met wie hij bevriend raakte. De volledige titel van dit werk luidt «Principia Mathematica Philosophia Naturalis» (Wiskundige principes van de natuurlijke filosofie). Dit driedelig werk wordt meestal kortweg «Principia» genoemd en kan beschouwd worden als de grootste intellectuele prestatie die ooit door één mens is geleverd. In dit werk beschrijft Newton alle natuurwetten die ten grondslag liggen aan de zwaartekracht en die de bewegingen van objecten in het heelal beschrijven. Newton, een vrij zonderling geleerde, ging pas tot het schrijven van zijn «Principia» over op aan dringen van Halley. Tijdens een bezoek van Halley in 1684 aan Newton, bracht Halley het vraagstuk van de planeet bewegingen naar voren. Newton vertelde hem toen dat hij dit vraagstuk al twintig jaar eerder vrijwel had opgelost, maar dat hij met zijn berekeningen nog niet helemaal te vreden was. Halley slaagde erin Newton ervan te overtuigen hoe belangrijk de publicatie van zijn ideeën zou zijn voor de wetenschap. In 1686 kwam het eerste deel klaar dat hij aan de Royal Society voorlegde. Dit genootschap had echter geen geld om het te laten drukken. Halley nam toen de verantwoordelijkheid voor het manuscript op zich en wist de benodigde gelden bijeen te brengen (deels uit eigen zak uitgespaard). Hij onderhield het contact met Newton en toen deze dreigde zijn schrijfwerk stop te zetten van wege een haast kinderlijke ruzie met een collega, Robert Hooke, over de vraag wie als eerste «het idee» had gekregen, was Halley de tactvolle bemiddelaar in het conflict. Hij wist Newton tenslotte toch zo ver te krijgen dat hij het werk weer opvatte. Toen het werk eenmaal klaar was, schreef Halley voor de inleiding een lofrede in het Latijn en ver beterde de drukproeven. In 1687 zag Halley de drie delen van de pers rollen.

Zonder de bemoeienissen van Halley zou de «Principia» van Newton waarschijnlijk nooit verder zijn gekomen dan wat gekrabbelde aantekeningen en een keur aan ideeën in het brein van Newton. Het is beslist niet overdreven te stellen dat de «Principia» een wezenlijke omwenteling veroorzaakte in de natuurkunde Šn in de wijze waarop wij natuurkundige processen in het heelal beschrijven. Die omwenteling hebben we voor een belangrijk deel aan Edmond Halley te danken.

Belangrijk werk heeft Halley ook verricht bij het bepalen van de lengte van de astronomische eenheid (de gemiddelde afstand aarde - zon, vaak afgekort tot ae of AE), de meest fundamentele grootheid in het zonnestelsel. Deze afstand is niet rechtstreeks te meten, maar kan via de derde wet van Kepler worden afgeleid uit de afstand van de aarde tot een willekeurig andere planeet. In 1677 had Halley tijdens zijn verblijf op Sint Helena, een overgang van Mercurius voor de zonneschijf waargenomen. Hij had de tijdstippen van de in en uittrede nauwkeurig kunnen vaststellen, dus ook de totale duur van de overgang. Nu hangt deze duur een beetje af van de plaats van waarneming op aarde omdat men vanuit verschil lende plaatsen de baan over de zonneschijf iets verschoven ziet. Op deze manier is door middel van een soort driehoeks meting de afstand aarde - Mercurius te bepalen. Hieruit kan dan weer de afstand aarde - zon worden bepaald. Helaas staat Mercurius zó ver van de aarde en beweegt hij zó snel over de zon, dat deze planeet voor dit doel niet geschikt is. Halley wees er op dat de situatie veel gunstiger zou zijn tijdens een overgang van de planeet Venus. In een publicatie in 1691 en later opnieuw in 1716, drong hij er op aan om de eerst volgende Venusovergangen in 1761 en 1769 op zoveel mogelijk plaatsen op aarde waar te nemen. Aan deze oproep werd inder daad op grote schaal gevolg gegeven. Naarmate de bewuste jaren naderden, werd er in de sterrenkundige wereld niet alleen een ongekende activiteit ontplooid, maar werd tevens de grondslag gelegd voor internationale samenwerking.

De overgang van 1769 werd door 151 sterrenkundigen vanuit 77 plaatsen over de gehele wereld waargenomen en de afstand aarde - zon kon naderhand met een voorheen ongekende nauw keurigheid worden bepaald.

Halley hield zich ook bezig met statistiek, archeologie, oceanografie, meteorologie en met het aardmagnetisme. Ook op dit laatste gebied heeft hij baanbrekend werk verricht.

In zijn tijd wist men al dat de naald van een kompas een bepaalde afwijking ten opzichte van het geografische noorden liet zien. Deze afwijking wordt de declinatie of variatie genoemd (deze declinatie heeft helemaal niets te maken met de declinatie als positiebepaling van hemellichamen). Deze afwijking ontstaat doordat de kompasnaald niet door de geografische maar door de geomagnetische pool wordt aan getrokken en deze liggen een behoorlijk eind uit elkaar. De declinatie hangt zowel af van de lengte als van de breedte op aarde. Wanneer de waarnemer zijn breedte heeft bepaald, kan hij uit de declinatie ruwweg de lengte afleiden. Voor zeelieden zou het dus van belang zijn te kunnen beschikken over een kaart waarop overal ter wereld de afwijking van de kompasnaald is aangegeven. Met dit doel maakte Halley in de jaren 1698-1700 als commandant van het schip «Paramour» enkele reizen op de Atlantische Oceaan, waarbij hij een groot aantal declinatiemetingen verrichtte. Het waren de eerste wereldreizen in de geschiedenis waarvan het doel zuiver wetenschappelijk van aard was. Het resultaat van deze reizen waren twee zgn. «isogonenkaarten» die resp. in 1701 (voor de Atlantische Oceaan) en 1702 (voor de gehele wereld) verschenen. Op zulke kaarten zijn alle plaatsen waar de declinatie dezelfde waarde heeft, met elkaar verbonden door lijnen die men isogonen noemt.

In 1691 was Halley kandidaat voor de leerstoel geometrie aan de universiteit van Oxford. Door tegenwerking van Flamsteed werd hij echter niet benoemd. Mede door hun precies tegengestelde temperamenten konden de twee niet met elkaar overweg. Toen dezelfde leerstoel twaalf jaar later opnieuw vacant was, werd Halley echter wel gekozen.

Het was hier, in Oxford, dat Halley in 1718 de eigenbeweging van de sterren ontdekte. Hij was de toenmalige waarden voor de declinaties van de sterren aan het ver gelijken met de ca. tweeduizend jaar oude opgaven van de Griekse astronomen Timocharis, Aristyllus en Hipparchus.

Tot zijn verbazing merkte hij dat de sterren Aldebaran, Sirius en Arcturus meer dan een halve graad zuidelijker stonden dan ze volgens de astronomen uit de oudheid moesten staan. Hij kon nauwelijks geloven dat de Griekse astronomen zich in zo'n eenvoudige zaak zouden hebben vergist, zeker waar toch drie waarnemers elkaar bevestigden. Maar Halley kwam al direct met de juiste verklaring: «deze sterren, die de helderste aan de hemel zijn, staan hoogstwaarschijnlijk het dichtst bij de aarde. En als zij een bepaalde beweging van zichzelf hebben, zal deze bij hen het duidelijkst te merken zijn».

De zogenaamde «vaste sterren» bleken dus geen vaste plaats aan de hemel te hebben. Ze hebben een eigenbeweging aan de sterrenhemel als gevolg van hun beweging in de ruimte. Deze onverwachte vondst gaf weer een geheel nieuwe en ruimere blik op de wereld om ons heen. Bovendien werd het nóg belangrijker de posities van de sterren zo nauwkeurig mogelijk vast te leggen. Het doel werd nu het onderzoek van de sterrenwereld zelf en niet meer alleen het gebruik van de sterren als referentiepunten voor de beweging van maan en planeten.

In 1721 werd Halley benoemd tot directeur van de sterren wacht van Greenwich als opvolger van Flamsteed die het jaar daarvoor was overleden. Hij was toen al zeven jaar secretaris van de Royal Society (tot 1721) en zou in 1729 tot vice-president worden gekozen.

Bij aankomst op de sterrenwacht ontdekte Halley echter dat alle instrumenten en meubels door de weduwe van Flamsteed waren weggehaald, aangezien alles aan Flamsteed persoon lijk had toebehoord. Halley wist echter via een schenking twee instrumenten te kopen en daarmee ging hij de beweging van de maan waarnemen. Deze beweging was een belangrijke toets voor de wet van de zwaartekracht en moest bovendien goed bekend zijn om de maan te kunnen gebruiken voor het bepalen van de lengte op zee. Halley wilde deze waarnemingen ruim 18 jaar volhouden, omdat in die periode (de sarosperiode) het baanvlak van de maan éénmaal is rondgedraaid. Dankzij zijn uitstekende gezondheid kon hij deze taak volbrengen.

Een deel van zijn waarnemingen werd in 1752 posthuum ge publiceerd onder de titel «Tabulae Astronomicae».

Edmond Halley overleed op 14 januari 1742, een jaar nadat hij opnieuw tot vice-president van de Royal Society was gekozen. Hij werd begraven op het kerkhof van St. Margareths.

Toen in de 19e eeuw de marmeren steen van de graftombe werd vernieuwd, werd de oude aan de sterrenwacht van Greenwich aangeboden. Deze bevindt zich nu in de muur van de oostelijke vleugel die uitziet op het binnenplein van de sterrenwacht.