Naturvidenskab
Læsetid: 9 min.

Her er den absurd korte historie om, hvordan vi opdagede, at mennesket ikke er verdens navle

De seneste femhundrede år har været én lang degradering af menneskets plads i universet. Fra vi i årtusinder var de stolte beboere i centrum af verden, cirkulerede vi pludselig rundt på en ubetydelig planet. Her er en absurd kort gennemgang af stolte verdensbilleder, der stod for fald
Aristoteles Kopernikus Galilei

Jesse Jacob

Moderne Tider
30. januar 2021

Tryk play, hvis du vil have artiklen oplæst.

Vi mennesker har altid været gode til at sætte os selv i centrum. Det virker så nærliggende. I årtusinder har vi set op mod nattehimlen, kløet os i skægget og tænkt, at hele universet cirkulerede rundt om os. Placeret behageligt i centrum. Lige indtil en dødsmærket fyr fra Polen stak en kæp i verdenshjulet, som det så ud, og påstod, at det måtte være Solen, der var centrum for universet. Jorden var bare en ubetydelig planet blandt alle de andre. Efter ham kom flere videnskabsmænd til, tænkte tanker og opstillede ligninger, indtil verden lå tilbage som et affortryllet mekanisk urværk.

Vi begynder historien ved en komet af en græsk filosof, hvis verdensbillede havde en del poetisk swung.

Aristoteles og den tunge Jord

Selv set med nutidens øjne må Aristoteles må have haft rystende travlt. Den græske filosof, som levede 384-322 f.v.t., grundlagde den formelle logik, lavede en systematiseret biologi, analyserede menneskets psykologi, underviste Alexander den Store og grundlagde en skole med verdens første forskningsbibliotek. Og så havde han alligevel tid til at sidde og se op på den mørke nattehimmel og udtænke en sammenhængende teori om verden: det geocentriske verdensbillede. Geo betyder jord, og Jorden var i centrum for solsystemet. Sådan måtte det være, mente Aristoteles, for med alle sine bjerge og klipper var Jorden alt for tung til at kunne andet end at ligge urokkeligt stille.

Alle de andre himmellegemer kredsede omkring Jordens bastante krop, men på en meget sindrigt udtænkt måde: Hvert himmellegeme sad fast på gennemsigtige kugleskaller, som ikke kunne gennemtrænges. Himmelrummet bestod af lukkede rum mellem hver deres krystalsfære. På den næstyderste skal sad alle stjernerne fast, og den yderste var den, der fik alle de andre skaller til at dreje rundt.

Den inderste krystalsfære bar Månen, og den markerede et voldsomt skift i, hvilke love der gjaldt: Kun på Jorden og mellem Jorden og Månen kunne forandringer opstå. Nyt kunne skabes og ældes og dø. Resten af universet – fra Månen og ud – var perfekt og uforanderligt. Sådan var det, og sådan havde det altid været. For Universet var ikke skabt på noget tidspunkt – det havde altid eksisteret.

Det kan godt være, at det geocentriske verdensbillede var forkert, men det var til gengæld holdbart. Faktisk skulle der gå over 1.500 år, før det for alvor blev udfordret.

Den kopernikanske revolution

På en måde kan man sige, at Nikolaus Kopernikus kom ind i kampen på gravens rand. Først i hans dødsår, 1543, udgav han sit hovedværk, De revolutionibus orbium coelestium (Om himmelsfærernes kredsbevægelser), der indeholdt en helt ny teori om universets indretning. Jorden var ikke centrum, skrev han. Det var Solen. Faktisk var Jorden ikke noget særligt, den var blot en planet blandt alle de andre planeter, som kredsede om Solen. Og stjernerne befandt sig langt, langt borte. I over 40 år havde han arbejdet på det verdensbillede, og allerede 13 år før udgivelsen var arbejdet færdigt, men alligevel tøvede Kopernikus med at udgive.

Hans verdensbillede, det heliocentriske verdensbillede, var stærkt kontroversielt. Det geocentriske verdensbillede var blevet omfavnet af Kirken, fordi det – efter at man havde streget Aristoteles’ idé om, at universet var uskabt og evigt – passede til kristendommen som et lam i Jesu’ arme. Kirken installerede Gud og hans rige oven over den yderste krystalsfære, hvorfra han kunne sidde og se ned på sit skaberværk. Og så var dét på plads.

Og Kopernikus’ forhold til kirken var godt. Faktisk havde kirken flere gange været hans arbejdsgiver. Men hans udregninger og hans sammenligninger med observationer fra Oldtiden var alligevel ikke til at ignorere. Og hans matematiske beskrivelse af det nye verdensbillede og planeternes bevægelser var så meget enklere end beskrivelsen af det gamle. Det tog tid, men i sidste ende overbeviste det astronomerne om, at det her var alvor.

Det tychoniske verdensbillede

Tycho Brahe var selvrådende, arrogant, ambitiøs og noget af en datafetichist. Han skabte på et lille renæssanceslot på Hven Nordens første videnskabelige forskningscenter, som fyrster og videnskabsmænd valfartede til. Der arbejdede han med at forstå universet.

Han lavede kompromisløst og systematisk observationer af himlen, forfinede og udviklede nye måleinstrumenter og kastede sig over de fejl, han stødte på, for at regne ud, hvorfra de stammede. I et katalog opførte han positionerne for 777 stjerner, hvilket kunne bruges, når man skulle måle planeternes baner.

Selv blev han en verdensstjerne, efter at han en aften i 1572 iagttog en ny stjerne på himlen. En supernova, ved vi i dag, at det var – en kraftig eksplosion fra en døende stjerne – og den brændte i 18 måneder, før den forsvandt. 18 måneder uden at ændre placering, viste Tycho Brahes målinger. Hvilket var chokerende.

Trods Kopernikus var det geocentriske verdensbillede endnu det gældende paradigme, og derfor kunne nye fænomener på himlen kun finde sted mellem Jorden og Månen. Men hvis denne nye stjerne befandt sig dér, burde den have ændret placering i forhold til de andre stjerner. Altså måtte den nye stjerne være opstået længere ude, og det var en fejl i Aristoteles’ verdensbillede.

Endnu en fejl opdagede han, da han observerede kometer drøne direkte igennem det, der burde være ubrydelige krystalsfærer. Men der var også fejl i Kopernikus’ verdensbillede, så Tycho Brahe satte sig for at udtænke sit helt eget: Det tychoniske verdensbillede.

Hans målinger og udregninger bekræftede, at de andre planeter bevægede sig rundt om Solen. Men hvis Jorden også gjorde det, ville man kunne se stjernernes positioner ændre sig, alt efter hvor på sin bane om Solen, Jorden var. Parallakse kaldes det. Men det kunne han ikke måle. På det problem var der to mulige løsninger: 1) At Jorden ikke bevægede sig rundt om Solen. 2) At stjernerne var uhyggeligt meget længere væk, end man før havde troet. Og det kunne ikke passe, mente Tycho Brahe. Gud kunne ikke have arrangeret sit univers sådan, at der var voldsomme mængder af ligegyldigt tomrum. Så den logiske konsekvens måtte være, at Solen bevægede sig rundt om Jorden. Og at alle de andre planeter så bevægede sig rundt om Solen.

Tycho Brahe gjorde en forskel, men ikke på grund af sit verdensbillede. Til gengæld indførte han en stærkt empirisk metode med fokus på præcise målinger og fejlfinding. Det var hans opmålinger, der dannede grundlag for hans assistent, astronomen og matematikeren Johannes Keplers love, der beskriver, hvordan planeterne bevæger sig i deres ellipseformede baner om Solen, hvilket senere blev en del af grundlaget for Newtons tyngdelove.

Galileis kætterske tanke

Snyd er det ikke, men Galileo Galilei havde et fortrin i forhold til tidligere tiders astronomer: Han havde en kikkert. Indtil da var observationer blevet gjort med det blotte øje. Men i 1600-tallets begyndelse, da århundredet stadig var ungt og friskt, blev dette nye instrument opfundet, og Galilei tog det straks til sig og forbedrede det.

Bevæbnet med sit nye højteknologiske instrument så han, at Månen ikke var det perfekte, glatte, uforanderlige legeme, som Aristoteles og det geocentriske verdensbillede hævdede, men fuld af bjerge og kratre. Stjernerne var der mange flere af, end man tidligere havde kunnet se, og det bidrog til hans mistanke om, at de var langt væk og universet altså ikke så lille og overskueligt, som det geocentriske verdensbillede gik ud fra.

I sit teleskop så han, hvordan Jupiter havde fire måner, der cirklede om den, og han observerede, hvordan Venus skiftede form, sådan som Månen også skifter form. Det var, argumenterede han, beviser for, at planeterne cirklede om Solen, og at Jorden – som Jupiter – også sagtens kunne cirkulere om Solen uden at tabe sin måne. Det havde ellers været et argument mod det heliocentriske verdensbillede.

Men populært var det ikke. Kirken kaldte ham til Rom og tvang ham til at afsværge ideen om, at Solen og ikke Jorden var universets centrum. Hvilket han gjorde. Ifølge legenden med fingrene krydset på ryggen.

Newtons uforståelige mesterværk

Legender om store videnskabsmænd er der mange af, og de er ikke nødvendigvis sande. Men der fortælles en, der sandsynligvis er sand, om, hvordan Isaac Newton blev sporet ind på forestillingen om tyngdekraften: Året var 1665, og Newton var universitetsstuderende, da en pestepidemi brød ud og lukkede universiteterne, og alle de studerende blev sendt hjem. Det har nok passet ham fint. Han var i hvert fald efter sigende en humorforladt enspænder. Så dér gik han altså, på sin fødegård, og tænkte over verden og dens forklaringer.

Efter at det geocentriske verdensbillede med Kopernikus og Galilei og Keplers love var endeligt krakeleret, knustes også krystalsfærerne og forklaringen om, at himmellegemerne sad fast på hver deres roterende skal. Men hvad fik så planeterne til at bevæge sig? Og hvorfor fes de ikke bare med centrifugalkraften ud i universet? Hvad holdt dem på plads?

En dag så den unge Newton et æble falde, og det klargjorde hans tanker: Der eksisterede dengang en udbredt forståelse af, at tyngdekraften virkede på Jorden. Men hvad nu hvis tyngdekraften også gjaldt ude i universet? Hvad hvis det, der fik Månen til at holde sig til sin bane omkring Jorden, skyldtes tyngdekraft?

Der gik nogle årtier, før han helligede sig det spørgsmål fuldt og helt. Men da han endelig begravede sig i spørgsmålet, gjorde han det i en arbejdsrus, og to år senere dukkede han frem fra den med det for de fleste temmelig uforståelige værk Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, som satte skabet på plads: Alle bevægelser i universet kan beskrives med de samme love:

Første lov: Et legeme er i hvile eller bevæger sig i en ret linje med konstant fart, medmindre det bliver påvirket af en kraft. Og når det påvirkes, ændrer det fart eller retning – eller begge dele.

Anden lov: Hvor meget legemet ændrer fart, afhænger af dets masse. Altså jo tungere noget er, jo sværere er det at sætte i bevægelse.

Tredje lov: Når to legemer påvirker hinanden med en kraft, gør de det altid med lige stor og modsatrettet kraft. Så hvis du står på skøjter og skubber til en anden skøjteløber, vil ikke bare den anden, men også du blive skubbet tilbage.

Og endelig formulerede han en lov om tyngdekraften: Alle legemer i universet trækker i hinanden via tyngdekraften. Hvor stærkt trækket er, afhænger af legemernes masse og afstanden imellem dem. Med andre ord: Planeterne blev holdt på plads i deres baner af trækket fra den gigantiske sol.

Alt sammen formulerede han matematisk, og det viste sig at være love, der kunne forklare ikke bare planeternes gøren og laden, men også meget jordnære fænomener, såsom hvilken bue en sko, der bliver smidt efter en politiker, vil følge, eller tidevandets trækken sig frem og tilbage.

Så meget kunne forklares, efter at Newton havde sat sit fingeraftryk på den klassiske fysik, at det fik videnskabsfolk de næste par hundrede år til at mene, at alt i den fysiske verden kunne beregnes. Verden var ét stort urværk, og det drejede sig bare om at kende den nøjagtigt nok, så kunne alting forudsiges.

Men så trådte Einstein ind på scenen for godt 100 år siden, og som vi skal se i næste afsnit, smadrede han ikke bare Newtons idé om tyngdekraften – på sin vej afskaffede han også en hel planet.

Kilder: ’Naturfag som almendannelse’ af Svein Sjøberg. ’Fortællingen om universet’ fra Nationalmuseet. Den Store Danske Encyklopædi bd. 1. 2. 7. 11. 14. ’Naturvidenskab – Politikens visuelle håndbog’. Filmen ’Store danske videnskabsfolk – Tycho Brahe’ fra DR. ’En kort historie om næsten alt’ af Bill Bryson, Partikelfysiker ved Syddansk Universitet Mads Toudal Frandsen.

Serie

Vi fortæller naturvidenskaben forfra

Naturvidenskaben er en nøgle til at forstå vor tids største udfordringer, fra corona- til klimakrisen, og dens historie er fyldt med fortællinger om usandsynlige gennembrud, vilde fejlskud og store erkendelser.

I denne serie ser vi året igennem på verden med videnskabens øjne for at forstå naturens komplicerede sammenhænge, og hvordan de former vores liv.

Hele serien findes også som oplæste artikler – du kan høre dem her eller klikke på afspilleren inde i selve artiklen.

Serien er støttet af Carlsbergfondet.

Seneste artikler

Følg disse emner på mail

Vores abonnenter kalder os kritisk, seriøs og troværdig.
Få ubegrænset adgang med et digitalt abonnement.
Prøv en måned gratis.

Prøv nu

Er du abonnent? Log ind her

olivier goulin

Altså jo tungere noget er, jo sværere er det at sætte i bevægelse.

Ikke 100% korrekt, hvis man skal være lidt pedantisk.
Det korrektde udsagn lyder:

Jo trægere noget er, jo sværere er det at sætte i bevægelse.

Modstand mod acceleration skyldes inerti. Derfor indgår i Newtons 2. lov for gravitationelle kræfter to former for masser, den tunge masse, som gravitationskraften afhænger af - og den træge masse, som accelerationen afhænger af. Disse to konstaterede man dog tidligt var identiske - men det var på ingen måde givet.

I bevægelsesligningen for ikke-gravitationelle kræfter er det imidlertid af principiel betydning, at man forstå massen som den træge, og ikke den tunge masse - da den tunge masse ikke spiller nogen rolle hér

/O

Sören Tolsgaard

Jovel, artiklen er en ABSURD KORT beretning om, hvorledes vi, de postkatolske protestanter, fritænkere og ateister, gjorde os fri pavestolens dogmatik og udviklede en ny kosmologi.

Helt nye var disse tanker dog ikke. Den katolske kirke havde kanoniseret Aristoteles' og Ptolemaeus' geocentriske verdensbillede, men mange andre græske lærde havde forlængst tænkt videre og bl.a. opmålt Jordens radius, omkreds, Jordens afstand til Solen, erkendt at fixstjernerne var Sole, etc.

Anaxagoras: en.wikipedia.org/wiki/Anaxagoras
Aristarchos: en.wikipedia.org/wiki/Aristarchus_of_Samos
Erathosthenes: en.wikipedia.org/wiki/Eratosthenes

Vores kosmologi er således ikke så ny endda. Kopernikus, Tycho, Kepler og Newton var inspireret af de gamle tænkere. Antikken havde en højt udviklet kultur, som blev destrueret af Rom, ikke blot kosmologien, men alle aspekter af filosofi og religion, som ikke passede ind i den katolske dogmatik.

Det er vigtigt at erkende disse forhold, så vores tid ikke bliver et nyt Rom, som i egenrådig magtbrynde overvurderer sin rolle i historien.

'The prophecy of Hermes laments the forgetting of a culture, a civilization and all the advanced knowledge and human development that it held. Theodosius, seeing himself as a Christian Emperor, in the vein of a Moses or a Joshua, illegalized these memories and banned the narratives that kept them alive'
www.youtube.com/watch?v=hbfeE7OC_uU

Lise Oxenbøll Huggler

Tag nu og tag de historiske betragtninger alvorligt!
Og hvor er Kepler og hans argumenter i denne geschichte?

Søren Kristensen

@OG
Mage til pedanteri skal man vist lede længe efter:)

Søren Kristensen

Bortset fra det så lad erkendelsen stoppe her, hvor vi er nået fra at være centrum til ubetydelige. Ingen af os ønsker jo at være direkte skadelige for noget.

Hvor er det uforståelige i Newton eller hans love?

Jo måske at han hang nogle møntfalsknere i embeds medfør og var religiøs mystiker, men hans 3 love kan bare ikke overtrædes...

Jan Weber Fritsbøger

om ting er tunge eller træge afhænger entydigt af deres masse, og at snakke om forskel på tunge og træge objekter er da aldeles meningsløst, så jo større masse et objekt har, jo sværere er det at sætte i bevægelse, og jo tungere er det sørme også, herligt som sprog kan forkludre mening hvis man vil.

Jan Weber Fritsbøger

hmm , jeg synes faktisk vi er meget villige til at være direkte til skade for nærmest hvad som helst hvis det kan øge vores overflod, eller det er der alt for mange som er.

Morten Balling

Principia er vitterligt ikke nogen læse-let bog. Newton skrev den bla. på latin, og han brugte matematik selv universitetsstuderende i dag skyer som ilden. En matematik han sideløbende med- og uafhængigt af Leibniz opfandt til formålet.

Artiklen skriver at så var Jorden pludselig bare en blandt mage planeter. Det ved vi i dag er sandt, men artiklen mangler at nævne Giordano Bruno, som i 1584 fremsatte hypotesen at Universet var uendeligt, at Kopernikus havde ret, at Solen var en stjerne ligesom de andre stjerner, at disse også havde planeter og at disse kunne være beboet af andre civilisationer end menneskeheden. Hvis man synes Kopernikus et al fremkom med en kontroversiel idé, så må man sige at Bruno's idé var decideret farlig for kirken, og for ham selv.

Bruno troede bla. heller ikke på at Jomfru Maria vitterligt var jomfru da hun fødte Jesus, og han havde mange andre teologisk kontroversielle synspunkter, så den katolske kirke lokkede Bruno til Rom under påskud af et jobtilbud, og så brændte de ham, hængende med hovedet nedad, og to pløkker stukket gennem tungen, sådan at offentligheden kunne skue, hvad der skete hvis man sagde kirkens dogmer imod. (I retrospekt: Fuck dem!)

Bruno er blevet en form for videnskabens martyr, men der har været en del debat om, hvorvidt at Bruno primært blev brændt pga. hans kosmologi eller hans teologi. Nyere forskning tyder dog på at kosmologien var en mere væsentlig årsag en hidtil antaget.

Det siges at Bruno var arrogant som person og havde begrænset tålmodighed overfor dem som ikke accepterede hans teorier, noget som nok ikke har hjulpet ham ift. inkvisitionen, men når man ser på, hvor mange af hans idéer som senere viste sig at være sande, så må man sige at Bruno var en af de kæmper kosmologer har stået på skuldrene af, når de siden ham har kigget langt.

Bjørn Pedersen, kjeld hougaard, Flemming Berger, Eva Schwanenflügel og Søren Bro anbefalede denne kommentar
Morten Balling

Iflg. Bill Bryson mødtes andre af Newtons ligesindede ofte hos Newton for at snakke. Man vidste at planeterne ikke fulgte helt cirkulære baner, men forstod ikke hvorfor. En dag man diskuterede emnet sagde Newton henkastet at "Nej, det er da eliptiske (ovale) baner". De andre spurgte ham hvor han vidste det fra, og Newton sagde at det havde han da beregnet.

Dette svarede lidt til at man i dag sagde at man havde fundet en kur mod kræft, men at man havde glemt at fortælle andre om den. De andre spurgte ivrigt Newton om de måtte se hans beregning. Newton var bla. også kendt for at være et notorisk rodehoved, med stabler af bøger og papirer alle vegne, og han kunne selvfølgelig ikke finde beregningen, men sagde så at det jo ikke var så fucking indviklet at beregne igen, så det ville han da bare lige gøre. Resultatet blev Principia.

Søren Kristensen

Omvendt og under de rette omstændigheder kan masse/vægt være udmærket katalysator for flytbarlighed, hvis man fx vil transportere et piano fra fjerde sal til gaden og vælger kaste det ud fra vinduet. Men nu tilbage til emnet, som var: menneskets navle.

olivier goulin

@Jan
Det er bestemt ikke meningsløst eller trivielt. Det er faktisk en meget væsentlig distinktion i fysikken, og derfor har man forskellige måder at bestemme de to masser på.
Og den tilsyneladende overensstemmelse meelem dem var faktisk en af inspirationerne til Einstens Generelle Relativitetsteri.
Fra en dagligdags empirisk betragtning fremstår det måske uniddelbart akademisk - men det har en lang og meget vigtig historie i fysikkens teoridannelse. Og rent faktisk er der stadig i dag ikke nogen endegyldig forklaring på, hvad det er, der giver materien inerti. Er det gravitationelle effkter fra fiksstjernerne - eller noget helt andet?

@Morten
De elliptiske planetbaner har været kendt siden Kepler. Det er faktisk præcis hvad hans 3 love siger
Newtons bedrift var at forklare/udlede Kepler's empiriske love ud fra en teoretisk model bestående af bevægelsesligningen og den universelle gravitationslov. Det var bare een ud ad mange anvendelser af bevægelsesligningen, og måske den mest opsigtsvækkende. Men Principia er fuld af andre anvendelser på systemer som f.eks. Den harmoniske Oscillator og andre mekaniske skoleeksempler. Principia består jo af hele 3 bind, som nærmest uredigeret anvendtes som lærebøger ved universiteterne i hundrede af år efter Newton. Det er dét, der går Netwons genialitet så enestående. Manden skabte nærmest egenhændigt den moderne fysik, dens metode, værktøjer, anvendelse - og tilmed lærebøger. Man kan bedst sammenligne ham med Euklid i betydning for de matematiske videnskaber.

/O

kjeld hougaard

Et yderligere perspektiv på historien: ” Oh, East is East, and West is West, and never the twain shall meet,” . Den pre-sokratiske existens opfattelse I vores kultur der 2-3000 år siden – havde meget tilfældes med den der exciterede ”øst for Suez: Indien, Asien i stort inklusive Kina. Det var os, ”vesten” som afveg med kristendommens, katolicismen, ”kinesisk og Buddhistisk existens opfattelse i en udviklingslinje af deres – og vores stor set fældes oprindelige. Om der er en Øst – Vest kultur konfrontation over værdier, er det en konfrontation mellem det vi var – og det vi blev. "Biden" er blevet ”skabt i Guds billede”. "Xi" - er forblevet et naturfænomen blandt andre.

kjeld hougaard

Et yderligere perspektiv på historien: ” Oh, East is East, and West is West, and never the twain shall meet,” . Den pre-sokratiske existens opfattelse I vores kultur der 2-3000 år siden – havde meget tilfældes med den der exciterede ”øst for Suez": Indien, Asien i stort inklusive Kina. Det var os, ”vesten” som afveg med kristendommens, katolicismen. Asiatisk ”kinesisk" og Buddhistisk existens opfattelse fortstte i en udviklingslinje af deres – og vores stor set fældes oprindelige. Om der er en Øst – Vest kultur konfrontation over værdier, er det en konfrontation mellem det vi var – og det vi blev. "Biden" er blevet ”skabt i Guds billede”. "Xi" - er forblevet et naturfænomen blandt andre.