MesopotamiëEdit
De oorsprong van de westerse astronomie kan worden gevonden in Mesopotamië, het “land tussen de rivieren” Tigris en Eufraat, waar de oude koninkrijken Sumerië, Assyrië en Babylonië waren gevestigd. Bij de Soemeriërs ontstond rond 3500-3000 v. Chr. een vorm van schrift die bekend staat als spijkerschrift. Onze kennis van de Soemerische astronomie is indirect, via de vroegste Babylonische sterrencatalogi van ongeveer 1200 v. Chr. Het feit dat veel sterrennamen in het Soemerisch voorkomen, wijst op een continuïteit die tot in de Vroege Bronstijd reikt. De astrale theologie, die de planeetgoden een belangrijke rol gaf in de Mesopotamische mythologie en religie, begon bij de Soemeriërs. Zij gebruikten ook een sexagesimaal (basis 60) getallensysteem, dat het noteren van zeer grote en zeer kleine getallen vereenvoudigde. De moderne praktijk om een cirkel in 360 graden te verdelen, of een uur in 60 minuten, begon bij de Sumeriërs. Voor meer informatie, zie de artikelen over Babylonische cijfers en wiskunde.
In klassieke bronnen wordt vaak de term Chaldeeërs gebruikt voor de astronomen van Mesopotamië, die in werkelijkheid priester-schrijvers waren, gespecialiseerd in astrologie en andere vormen van waarzeggerij.
De eerste bewijzen van de erkenning dat astronomische verschijnselen periodiek zijn en van de toepassing van wiskunde bij de voorspelling daarvan, zijn Babylonisch. Tabletten uit de oud-Babylonische periode documenteren de toepassing van wiskunde op de variatie in de lengte van het daglicht gedurende een zonnejaar. Eeuwen van Babylonische waarnemingen van hemelverschijnselen zijn vastgelegd in de reeks spijkerschrift tafelen die bekend staan als de Enūma Anu Enlil. De oudste astronomische tekst van betekenis die wij bezitten is Tablet 63 van de Enūma Anu Enlil, het Venus-tablet van Ammi-saduqa, dat de eerste en de laatste zichtbare opkomst van Venus over een periode van ongeveer 21 jaar opsomt en het vroegste bewijs is dat de verschijnselen van een planeet als periodiek werden herkend. De MUL.APIN, bevat catalogi van sterren en sterrenbeelden, alsmede schema’s voor het voorspellen van heliakale opkomsten en de stand van de planeten, daglengte gemeten met een waterklok, gnomon, schaduwen, en intercalaties. De Babylonische GU-tekst rangschikt de sterren in “rijen” die langs declinatiecirkels liggen en zo rechtstanden of tijdsintervallen meten, en gebruikt ook de sterren van het zenit, die ook door gegeven rechtstanden worden gescheiden.
Een belangrijke toename in de kwaliteit en frequentie van Babylonische waarnemingen deed zich voor tijdens het bewind van Nabonassar (747-733 v. Chr.). De systematische registratie van onheilspellende verschijnselen in Babylonische astronomische dagboeken die in deze tijd begon, maakte het bijvoorbeeld mogelijk een zich herhalende 18-jarige cyclus van maansverduisteringen te ontdekken. De Griekse astronoom Ptolemaeus gebruikte later de regering van Nabonassar om het begin van een jaartelling vast te stellen, omdat hij van mening was dat de vroegste bruikbare waarnemingen in deze tijd begonnen.
De laatste stadia in de ontwikkeling van de Babylonische astronomie vonden plaats ten tijde van het Seleucidische rijk (323-60 v. Chr.). In de 3e eeuw v. Chr. begonnen astronomen “doeljaarsteksten” te gebruiken om de bewegingen van de planeten te voorspellen. In deze teksten werden verslagen van waarnemingen uit het verleden bijeengebracht om voor elke planeet steeds terugkerende onheilspellende verschijnselen te vinden. Rond diezelfde tijd, of kort daarna, ontwikkelden astronomen wiskundige modellen waarmee zij deze verschijnselen rechtstreeks konden voorspellen, zonder de waarnemingen uit het verleden te raadplegen. Een opmerkelijke Babylonische astronoom uit deze tijd was Seleucus van Seleucia, die een aanhanger was van het heliocentrische model.
De Babylonische astronomie vormde de basis voor veel van wat in de Griekse en hellenistische astronomie, in de klassieke Indiase astronomie, in het Sassanische Iran, in Byzantium, in Syrië, in de islamitische astronomie, in Centraal-Azië, en in West-Europa werd gedaan.
IndiaEdit
Astronomie op het Indiase subcontinent gaat terug tot de periode van de Indus Vallei Beschaving in het 3e millennium voor Christus, toen het werd gebruikt om kalenders te maken. Omdat de beschaving in de Indus Vallei geen geschreven documenten heeft achtergelaten, is de oudste bewaard gebleven Indiase astronomische tekst de Vedanga Jyotisha, die dateert uit de Vedische periode. Vedanga Jyotisha beschrijft regels voor het volgen van de bewegingen van de Zon en de Maan voor rituele doeleinden. In de 6e eeuw werd de astronomie beïnvloed door de Griekse en Byzantijnse astronomische tradities.
Aryabhata (476-550) stelde in zijn magnum opus Aryabhatiya (499) een rekensysteem voor dat gebaseerd was op een planetair model waarin de Aarde geacht werd om haar as te draaien en de perioden van de planeten werden gegeven ten opzichte van de Zon. Hij berekende nauwkeurig vele astronomische constanten, zoals de perioden van de planeten, tijden van zons- en maansverduisteringen, en de momentane beweging van de maan. Vroege volgelingen van Aryabhata’s model waren o.a. Varahamihira, Brahmagupta, en Bhaskara II.
Astronomie werd vooruitstrevend tijdens het Shunga Rijk en vele sterrencatalogi werden in deze tijd geproduceerd. De Shunga-periode staat bekend als de “Gouden eeuw van de astronomie in India”, waarin berekeningen werden gemaakt van de bewegingen en plaatsen van verschillende planeten, hun opkomst en ondergang, conjuncties en de berekening van verduisteringen.
Indiase astronomen geloofden in de 6e eeuw dat kometen hemellichamen waren die periodiek terugkeerden. Deze opvatting werd in de 6e eeuw verkondigd door de astronomen Varahamihira en Bhadrabahu, en de 10e-eeuwse astronoom Bhattotpala maakte een lijst van de namen en geschatte perioden van bepaalde kometen, maar het is helaas niet bekend hoe deze cijfers werden berekend of hoe nauwkeurig ze waren.
Bhāskara II (1114-1185) was het hoofd van het astronomisch observatorium te Ujjain en zette de wiskundige traditie van Brahmagupta voort. Hij schreef de Siddhantasiromani, die uit twee delen bestaat: Goladhyaya (bol) en Grahaganita (wiskunde van de planeten). Hij berekende ook de tijd die de aarde nodig heeft om rond de zon te draaien tot op 9 decimalen nauwkeurig. De Boeddhistische Universiteit van Nalanda bood in die tijd formele cursussen in astronomische studies aan.
Andere belangrijke astronomen uit India zijn Madhava van Sangamagrama, Nilakantha Somayaji en Jyeshtadeva, die van de 14e eeuw tot de 16e eeuw deel uitmaakten van de Kerala school van astronomie en wiskunde. Nilakantha Somayaji ontwikkelde in zijn Aryabhatiyabhasya, een commentaar op Aryabhata’s Aryabhatiya, zijn eigen rekensysteem voor een gedeeltelijk heliocentrisch planetenmodel, waarin Mercurius, Venus, Mars, Jupiter en Saturnus om de Zon draaien, die op zijn beurt om de Aarde draait, vergelijkbaar met het Tychonische systeem dat later aan het eind van de 16e eeuw door Tycho Brahe werd voorgesteld. Nilakantha’s systeem was echter wiskundig efficiënter dan het Tychonisch systeem, omdat het correct rekening hield met de vergelijking van het centrum en de breedtebeweging van Mercurius en Venus. De meeste astronomen van de Kerala school van astronomie en wiskunde die hem volgden, accepteerden zijn planetenmodel.
Griekenland en de hellenistische wereldEdit
De Oude Grieken ontwikkelden de astronomie, die zij behandelden als een tak van de wiskunde, tot een zeer verfijnd niveau. De eerste geometrische, driedimensionale modellen om de schijnbare beweging van de planeten te verklaren, werden in de 4e eeuw v.Chr. ontwikkeld door Eudoxus van Cnidus en Callippus van Cyzicus. Hun modellen waren gebaseerd op geneste homocentrische sferen met de aarde als middelpunt. Hun jongere tijdgenoot Heraclides Ponticus stelde voor dat de Aarde rond haar as draait.
Een andere benadering van hemelverschijnselen werd gekozen door natuurfilosofen als Plato en Aristoteles. Zij hielden zich minder bezig met het ontwikkelen van wiskundige voorspellingsmodellen dan met het ontwikkelen van een verklaring van de redenen voor de bewegingen van de Kosmos. In zijn Timaeus beschreef Plato het universum als een bolvormig lichaam verdeeld in cirkels die de planeten dragen en volgens harmonische intervallen bestuurd worden door een wereldziel. Aristoteles, die zich baseerde op het wiskundige model van Eudoxus, stelde voor dat het heelal bestond uit een complex stelsel van concentrische bollen, waarvan de cirkelvormige bewegingen samen de planeten rond de aarde droegen. Dit fundamentele kosmologische model heeft, in verschillende vormen, stand gehouden tot in de 16e eeuw.
In de 3e eeuw v. Chr. was Aristarchus van Samos de eerste die een heliocentrisch systeem voorstelde, hoewel slechts fragmentarische beschrijvingen van zijn idee bewaard zijn gebleven. Eratosthenes schatte de omtrek van de Aarde met grote nauwkeurigheid.
De Griekse geometrische astronomie ontwikkelde zich van het model van concentrische bollen naar complexere modellen waarin een excentrische cirkel rond een kleinere cirkel draaide, een epicyclus genaamd, die op zijn beurt rond een planeet draaide. Het eerste dergelijke model wordt toegeschreven aan Apollonius van Perga en verdere ontwikkelingen daarin werden in de 2e eeuw v. Chr. uitgevoerd door Hipparchus van Nicea. Hipparchus leverde nog een aantal andere bijdragen, waaronder de eerste meting van de precessie en de samenstelling van de eerste sterrencatalogus waarin hij ons moderne systeem van schijnbare magnituden voorstelde.
Het Antikythera mechanisme, een oud Grieks astronomisch observatietoestel voor de berekening van de bewegingen van de Zon en de Maan, mogelijk de planeten, dateert van ongeveer 150-100 v. Chr. en was de eerste voorouder van een astronomische computer. Het werd ontdekt in een oud scheepswrak bij het Griekse eiland Antikythera, tussen Kythera en Kreta. Het apparaat werd beroemd door het gebruik van een differentieel, waarvan men vroeger dacht dat het in de 16e eeuw was uitgevonden, en door de miniaturisatie en complexiteit van de onderdelen, vergelijkbaar met een klok die in de 18e eeuw werd gemaakt. Het originele mechanisme wordt tentoongesteld in de Bronzen collectie van het Nationaal Archeologisch Museum van Athene, vergezeld van een replica.
Hoe de historicus het ook bekijkt, het hoogtepunt of de corruptie van de Griekse fysische astronomie wordt gezien met Ptolemaeus van Alexandrië, die de klassieke uitvoerige uiteenzetting van de geocentrische astronomie schreef, de Megale Syntaxis (Grote Synthese), beter bekend onder zijn Arabische titel Almagest, die een blijvend effect had op de astronomie tot aan de Renaissance. In zijn Planetaire Hypothesen waagde Ptolemaeus zich op het terrein van de kosmologie en ontwikkelde een natuurkundig model van zijn meetkundig systeem, in een heelal dat vele malen kleiner was dan de meer realistische opvatting van Aristarchus van Samos vier eeuwen eerder.
EgypteEdit
De nauwkeurige oriëntatie van de Egyptische piramiden vormt een blijvend bewijs van de hoge graad van technische vaardigheid in het observeren van de hemel die in het 3e millennium v. Chr. werd bereikt. Aangetoond is dat de piramiden gericht waren op de poolster, die vanwege de precessie van de equinoxen in die tijd Thuban was, een zwakke ster in het sterrenbeeld Draco. Evaluatie van de plaats van de tempel van Amun-Re te Karnak, rekening houdend met de verandering in de tijd van de obliquiteit van de ecliptica, heeft aangetoond dat de Grote Tempel was gericht op de opkomst van de midwinterzon. De lengte van de gang waarlangs het zonlicht naar beneden viel, zou de verlichting op andere tijden van het jaar hebben beperkt. De Egyptenaren vonden ook de positie van Sirius (de hondenster), waarvan zij geloofden dat het Anubis was, hun god met het jakhalshoofd, die zich door de hemelen bewoog. Zijn positie was van cruciaal belang voor hun beschaving, want als hij heliakaal voor zonsopgang in het oosten opkwam, voorspelde dat de overstroming van de Nijl. Het is ook de plaats waar we de uitdrukking “hondsdagen van de zomer” vandaan hebben.
De astronomie speelde een belangrijke rol in religieuze aangelegenheden voor het vaststellen van de data van festivals en het bepalen van de uren van de nacht. De titels van verschillende tempelboeken zijn bewaard gebleven waarin de bewegingen en fasen van de zon, de maan en de sterren zijn vastgelegd. De opkomst van Sirius (Egyptisch: Sopdet, Grieks: Sothis) aan het begin van de inundatie was een bijzonder belangrijk punt om in de jaarlijkse kalender vast te leggen.
Schrijvend in de Romeinse tijd, geeft Clement van Alexandrië enig idee van het belang van astronomische waarnemingen voor de heilige riten:
En na de Zanger komt de Astroloog (ὡροσκόπος), met een horologium (ὡρολόγιον) in zijn hand, en een palm (φοίνιξ), de symbolen van de astrologie. Hij moet de Hermetische astrologische boeken, die vier in getal zijn, uit het hoofd kennen. Daarvan gaat er een over de opstelling van de vaste sterren die zichtbaar zijn; een over de posities van Zon en Maan en vijf planeten; een over de conjuncties en fasen van Zon en Maan; en een over hun opkomsten.
De instrumenten van de astroloog (horologium en palm) zijn een schietlood en een vizierinstrument. Ze zijn geïdentificeerd met twee voorwerpen met inscripties in het Berlijnse museum: een kort handvat waaraan een schietlood werd opgehangen, en een palmtak met een kijksleuf in het bredere uiteinde. Het laatste werd dicht bij het oog gehouden, het eerste in de andere hand, misschien op armlengte afstand. De “Hermetische” boeken waar Clement naar verwijst zijn de Egyptische theologische teksten, die waarschijnlijk niets te maken hebben met het hellenistische Hermetisme.
Uit de sterrentabellen op het plafond van de graven van Ramses VI en Ramses IX blijkt dat voor het vaststellen van de uren van de nacht een man op de grond tegenover de Astroloog ging zitten, in een zodanige houding dat de waarnemingslijn van de poolster over het midden van zijn hoofd liep. Op de verschillende dagen van het jaar werd elk uur bepaald door een vaste ster die daarin culmineerde of bijna culmineerde, en de positie van deze sterren op dat moment is in de tabellen gegeven als in het midden, op het linkeroog, op de rechterschouder, enz. Volgens de teksten werd bij het stichten of herbouwen van tempels de noordas met hetzelfde apparaat bepaald, en we mogen concluderen dat dit het gebruikelijke apparaat was voor astronomische waarnemingen. In zorgvuldige handen zou het resultaten van een hoge graad van nauwkeurigheid kunnen geven.
ChinaEdit
De astronomie van Oost-Azië begon in China. De zonnewijzer werd voltooid in de Warring States periode. De kennis van de Chinese astronomie werd in Oost-Azië geïntroduceerd.
De astronomie in China heeft een lange geschiedenis. Gedetailleerde verslagen van astronomische waarnemingen werden bijgehouden vanaf ongeveer de 6e eeuw voor Christus, tot de introductie van de westerse astronomie en de telescoop in de 17e eeuw. Chinese astronomen waren in staat om verduisteringen nauwkeurig te voorspellen.
Veel van de vroege Chinese astronomie diende om de tijd bij te houden. De Chinezen gebruikten een lunisolaire kalender, maar omdat de cycli van de Zon en de Maan verschillend zijn, stelden astronomen vaak nieuwe kalenders op en deden zij waarnemingen voor dat doel.
Astrologische waarzeggerij was ook een belangrijk onderdeel van de astronomie. Astronomen namen zorgvuldig nota van “gaststerren” (Chinees: 客星; pinyin: kèxīng; lit.: ‘gastster’) die plotseling verschenen tussen de vaste sterren. Zij waren de eersten die een supernova optekenden, in de Astrologische Annalen van de Houhanshu in 185 AD. Ook de supernova die in 1054 de Krabnevel veroorzaakte, is een voorbeeld van een “gastster” die door Chinese astronomen werd waargenomen, hoewel deze niet door hun Europese tijdgenoten werd opgetekend. Oude astronomische verslagen van verschijnselen als supernovae en kometen worden soms gebruikt in moderne astronomische studies.
De eerste sterrencatalogus ter wereld werd gemaakt door Gan De, een Chinese astronoom, in de 4e eeuw v.Chr.
Meso-AmerikaEdit
De astronomische codices van de Maya’s bevatten gedetailleerde tabellen voor de berekening van de maanstanden, de herhaling van verduisteringen, en het verschijnen en verdwijnen van Venus als ochtend- en avondster. De Maya’s baseerden hun kalender op de zorgvuldig berekende cycli van de Pleiaden, de Zon, de Maan, Venus, Jupiter, Saturnus, Mars, en ook hadden zij een nauwkeurige beschrijving van de verduisteringen zoals afgebeeld in de Dresden Codex, evenals de ecliptica of dierenriem, en de Melkweg was van cruciaal belang in hun Kosmologie. Van een aantal belangrijke Maya bouwwerken wordt aangenomen dat zij gericht waren op de uiterste op- en ondergangen van Venus. Voor de oude Maya’s was Venus de beschermheilige van de oorlog en men denkt dat vele geregistreerde veldslagen werden getimed op de bewegingen van deze planeet. Mars wordt ook genoemd in bewaard gebleven astronomische codices en in de vroege mythologie.
Hoewel de Maya kalender niet aan de Zon was gebonden, heeft John Teeple voorgesteld dat de Maya’s het zonnejaar met een iets grotere nauwkeurigheid berekenden dan de Gregoriaanse kalender. Zowel astronomie als een ingewikkeld numerologisch schema voor het meten van tijd waren belangrijke onderdelen van de Maya-religie.