Wanneer het aankomt op het begrijpen van onze plaats in het heelal, zijn er maar weinig wetenschappers die meer invloed hebben gehad dan Nicolaus Copernicus. Zijn ontdekking dat de aarde en andere planeten rond de zon draaien, heeft een intellectuele revolutie ontketend die verstrekkende gevolgen zou hebben.
Naast een belangrijke rol in de wetenschappelijke revolutie van de 17e en 18e eeuw, veranderden zijn ideeën de manier waarop mensen naar de hemel en de planeten keken, en zouden zij een diepgaande invloed hebben op mensen als Johannes Kepler, Galileo Galilei, Sir Isaac Newton en vele anderen. Kortom, de “Copernicaanse Revolutie” hielp het tijdperk van de moderne wetenschap in te luiden.
Copernicus’ vroege leven:
Copernicus werd geboren op 19 februari 1473 in de stad Torun (Thorn) in de Kroon van het Koninkrijk Polen. Als jongste van vier kinderen uit een welgestelde koopmansfamilie werden Copernicus en zijn broers en zussen katholiek opgevoed en hadden zij een sterke band met de Kerk.
Zijn oudere broer Andreas zou Augustijner kanunnik worden, terwijl zijn zuster Barbara benedictijner non werd en (in haar laatste jaren) priores van een klooster. Alleen zijn zuster Katharina trouwde en kreeg kinderen, voor wie Copernicus tot op zijn sterfbed zorgde. Copernicus zelf is nooit getrouwd en heeft ook nooit kinderen gehad.
Geboren in een overwegend Germaanse stad en provincie, sprak Copernicus al op jonge leeftijd vloeiend Duits en Pools, en in de loop van zijn opleiding leerde hij ook Grieks en Italiaans. Aangezien dit de taal was van de academische wereld in zijn tijd, evenals van de katholieke kerk en het Poolse koninklijke hof, werd Copernicus ook vloeiend in het Latijn, waarin de meeste van zijn overgeleverde werken zijn geschreven.
Copernicus’ opvoeding:
In 1483 stierf Copernicus’ vader (naar wie hij was genoemd), waarna zijn oom van moederszijde, Lucas Watzenrode de Jongere, toezicht begon te houden op zijn opvoeding en carrière. Gezien de connecties die hij onderhield met de belangrijkste intellectuele figuren van Polen, zou Watzenrode ervoor zorgen dat Copernicus veel te maken kreeg met enkele van de intellectuele figuren van zijn tijd.
Hoewel er weinig informatie beschikbaar is over zijn vroege jeugd, geloven biografen van Copernicus dat zijn oom hem naar de Sint-Jansschool in Torun stuurde, waar hij zelf meester was geweest. Later werd aangenomen dat hij naar de Kathedraal School in Wloclawek ging (60 km ten zuidoosten van Torun aan de rivier de Vistula), die leerlingen voorbereidde op toelating tot de Universiteit van Krakau – Watzenrode’s eigen Alma mater.
In 1491 begon Copernicus zijn studie aan het Departement van Kunsten aan de Universiteit van Krakau. Hij raakte echter al snel gefascineerd door de astronomie, dankzij zijn kennismaking met vele hedendaagse filosofen die les gaven of verbonden waren aan de Krakauer school voor wiskunde en astrologie, die in die tijd hoogtijdagen beleefde.
Copernicus’ studies verschaften hem een grondige basis in wiskundig-astronomische kennis, evenals de filosofie en natuurwetenschappelijke geschriften van Aristoteles, Euclides, en verschillende humanistische schrijvers. Het was in Krakau dat Copernicus een grote bibliotheek over astronomie begon te verzamelen, en waar hij zijn analyse begon van de logische tegenstrijdigheden in de twee meest populaire astronomische systemen.
Deze modellen – Aristoteles’ theorie van homocentrische sferen, en Ptolemaeus’ mechanisme van excentrieken en epicykels – waren beide geocentrisch van aard. In overeenstemming met de klassieke astronomie en natuurkunde stelden zij dat de Aarde zich in het centrum van het heelal bevond, en dat de Zon, de Maan, de andere planeten en de sterren er allemaal omheen draaiden.
Voordat hij zijn graad had behaald, verliet Copernicus Krakau (ca. 1495) om naar het hof van zijn oom Watzenrode in Warmia, een provincie in Noord-Polen, te reizen. Nadat zijn oom in 1489 tot prins-bisschop van Warmia was verheven, probeerde hij Copernicus in de kanunnikenstand van Warmia te plaatsen. De plaatsing van Copernicus werd echter uitgesteld, wat zijn oom ertoe aanzette hem en zijn broer naar Italië te sturen om daar een kerkelijke carrière op te bouwen.
In 1497 kwam Copernicus aan in Bologna en begon hij te studeren aan de Bologna Universiteit van Juristen’. Daar studeerde hij kerkelijk recht, maar wijdde zich vooral aan de studie van de menswetenschappen en de astronomie. In Bologna ontmoette hij de beroemde astronoom Domenico Maria Novara da Ferrara en werd hij diens leerling en assistent.
Na verloop van tijd begon Copernicus steeds meer te twijfelen aan de Aristotelische en Ptolemeïsche modellen van het heelal. Het betrof onder andere de problematische verklaringen die voortkwamen uit de inconsistente beweging van de planeten (d.w.z. retrograde beweging, equanten, deferenten en epicykels), en het feit dat Mars en Jupiter op bepaalde tijden groter leken te zijn aan de nachtelijke hemel dan op andere.
Hopend dit op te lossen, gebruikte Copernicus zijn tijd aan de universiteit om Griekse en Latijnse auteurs te bestuderen (d.w.z. Pythagoras, Cicero, Plinius de Oudere, Plutarchus, Heraclides en Plato) te bestuderen, alsmede de fragmenten van historische informatie die de universiteit bezat over oude astronomische, kosmologische en kalendersystemen – waaronder andere (voornamelijk Griekse en Arabische) heliocentrische theorieën.
In 1501 verhuisde Copernicus naar Padua, ogenschijnlijk om medicijnen te studeren als onderdeel van zijn kerkelijke carrière. Net als in Bologna studeerde Copernicus er medicijnen, maar hij bleef zich wijden aan zijn eigen astronomisch onderzoek. Tussen 1501 en 1503 bleef hij oude Griekse teksten bestuderen; en men gelooft dat het in deze tijd was dat zijn ideeën voor een nieuw systeem van astronomie – waarbij de Aarde zelf bewoog – zich uiteindelijk kristalliseerden.
Het Copernicaanse Model (ook bekend als Heliocentrisme):
In 1503, nadat hij eindelijk zijn doctoraat in het canonieke recht had behaald, keerde Copernicus terug naar Warmia, waar hij de resterende 40 jaar van zijn leven zou doorbrengen. In 1514 begon hij zijn Commentariolus (“Kleine Commentaar”) beschikbaar te stellen aan zijn vrienden om te lezen. Dit veertig pagina’s tellende manuscript beschreef zijn ideeën over de heliocentrische hypothese, die gebaseerd was op zeven algemene principes.
Deze zeven principes luidden dat: Hemellichamen draaien niet allemaal om één punt; het middelpunt van de Aarde is het middelpunt van de maansfeer – de baan van de maan om de Aarde; alle sferen draaien om de Zon, die zich dicht bij het middelpunt van het Universum bevindt; de afstand tussen de Aarde en de Zon is een onbetekenende fractie van de afstand van de Aarde en de Zon tot de sterren, zodat parallax niet wordt waargenomen bij de sterren; de sterren zijn onbeweeglijk – hun schijnbare dagelijkse beweging wordt veroorzaakt door de dagelijkse rotatie van de Aarde; de Aarde wordt in een bol rond de Zon bewogen, waardoor de schijnbare jaarlijkse verplaatsing van de Zon; de Aarde heeft meer dan één beweging; en de baanbeweging van de Aarde rond de Zon veroorzaakt de schijnbare omkering in richting van de bewegingen van de planeten.
Daarna ging hij door met het verzamelen van gegevens voor een gedetailleerder werk, en in 1532 was hij bijna klaar met het manuscript van zijn magnum opus – De revolutionibus orbium coelestium (Over de omwentelingen van de hemelse hemelsferen). Daarin bracht hij zijn zeven belangrijkste argumenten naar voren, maar in meer gedetailleerde vorm en met gedetailleerde berekeningen om ze te staven.
Uit vrees dat de publicatie van zijn theorieën zou leiden tot veroordeling door de kerk (en misschien ook uit bezorgdheid dat zijn theorie enkele wetenschappelijke gebreken vertoonde) hield hij zijn onderzoek echter achter tot een jaar voor zijn dood. Pas in 1542, toen hij bijna dood was, zond hij zijn verhandeling naar Neurenberg om te worden gepubliceerd.
Copernicus’ dood:
Tegen het einde van 1542 werd Copernicus getroffen door een hersenbloeding of beroerte die hem verlamd achterliet. Op 24 mei 1543 overleed hij op 70-jarige leeftijd en werd naar verluidt begraven in de kathedraal van Frombork in Frombork, Polen. Er wordt gezegd dat hij op de dag van zijn dood, 24 mei 1543 op 70-jarige leeftijd, een voorexemplaar van zijn boek kreeg overhandigd, waarop hij glimlachte voor hij overleed.
In 2005 voerde een archeologisch team een scan uit van de vloer van de kathedraal van Frombork en verklaarde dat zij de overblijfselen van Copernicus hadden gevonden. Daarna heeft een forensisch deskundige van het Centraal Forensisch Laboratorium van de Poolse politie de opgegraven schedel gebruikt om een gezicht te reconstrueren dat sterk leek op de gelaatstrekken van Copernicus. De expert stelde ook vast dat de schedel toebehoorde aan een man die rond zijn 70ste was gestorven – Copernicus’ leeftijd op het moment van zijn dood.
Deze bevindingen werden in 2008 bevestigd toen een vergelijkende DNA-analyse werd gemaakt van zowel de resten als twee haren die werden gevonden in een boek waarvan bekend was dat Copernicus het bezat (Calendarium Romanum Magnum, door Johannes Stoeffler). De DNA-resultaten kwamen overeen, wat bewees dat het lichaam van Copernicus inderdaad was gevonden.
Op 22 mei 2010 kreeg Copernicus een tweede begrafenis in een mis die werd geleid door Józef Kowalczyk, de voormalige pauselijke nuntius in Polen en pas benoemde Primaat van Polen. Copernicus’ stoffelijk overschot werd herbegraven op dezelfde plaats in de kathedraal van Frombork, en een zwart granieten grafsteen (hierboven afgebeeld) identificeert hem nu als de grondlegger van de heliocentrische theorie en tevens als kerkcanunnik. De grafsteen draagt een afbeelding van Copernicus’ model van het zonnestelsel – een gouden zon omringd door zes van de planeten.
Copernicus’ nalatenschap:
Ondanks zijn vrees dat zijn argumenten hoon en controverse zouden veroorzaken, resulteerde de publicatie van zijn theorieën slechts in een milde veroordeling door religieuze autoriteiten. Na verloop van tijd probeerden veel religieuze geleerden tegen zijn model te argumenteren, gebruikmakend van een combinatie van Bijbelse canon, Aristotelische filosofie, Ptolemaeïsche astronomie, en destijds geaccepteerde begrippen uit de natuurkunde om het idee dat de Aarde zelf in staat zou zijn te bewegen, in diskrediet te brengen.
Hoewel, binnen een paar generaties werd Copernicus’ theorie meer wijdverspreid en geaccepteerd, en kreeg vele invloedrijke verdedigers in de tussentijd. Onder hen was Galileo Galilei (1564-1642), die door zijn onderzoek van de hemel met behulp van de telescoop in staat was de toenmalige tekortkomingen in het heliocentrische model op te lossen.
Hieronder vielen de relatieve veranderingen in de verschijningen van Mars en Jupiter wanneer zij in oppositie zijn ten opzichte van de Aarde. Terwijl ze met het blote oog groter lijken dan volgens het model van Copernicus het geval zou moeten zijn, bewees Galileo dat dit een illusie is die wordt veroorzaakt door het gedrag van licht op afstand, en dat dit met een telescoop kan worden opgelost.
Door het gebruik van de telescoop ontdekte Galileo ook manen die rond Jupiter draaien, zonnevlekken en de onvolkomenheden op het oppervlak van de maan, die allemaal hielpen om het idee te ondermijnen dat de planeten perfecte bollen waren, in plaats van planeten die op de aarde leken. Galileo’s pleidooi voor Copernicus’ theorieën leidde tot zijn huisarrest, maar anderen volgden al snel.
De Duitse wiskundige en astronoom Johannes Kepler (1571-1630) hielp ook om het heliocentrische model te verfijnen met zijn introductie van elliptische banen. Daarvoor maakte het heliocentrische model nog gebruik van cirkelvormige banen, die niet verklaarden waarom planeten op verschillende tijdstippen met verschillende snelheden rond de Zon draaiden. Door te laten zien hoe de planeten op bepaalde punten in hun banen sneller gingen draaien en op andere juist langzamer, loste Kepler dit op.
Bovendien zou Copernicus’ theorie over de beweeglijkheid van de Aarde de aanzet geven tot een herbezinning op het hele gebied van de natuurkunde. Terwijl eerdere ideeën over beweging afhankelijk waren van een kracht van buitenaf om de beweging op gang te brengen en te houden (b.v. de wind die een zeil voortduwt), inspireerden de theorieën van Copernicus de concepten van zwaartekracht en traagheid. Deze ideeën zouden worden verwoord door Sir Isaac Newton, wiens Principia de basis vormde van de moderne fysica en astronomie.
Heden ten dage wordt Copernicus (samen met Johannes Kepler) geëerd door de liturgische kalender van de Episcopale Kerk (USA) met een feestdag op 23 mei. In 2009 stelden de ontdekkers van het chemische element 112 (dat eerder ununbium werd genoemd) de Internationale Unie voor Zuivere en Toegepaste Scheikunde voor om het te hernoemen tot copernicum (Cn) – wat zij in 2011 deden.
In 1973, op de 500e verjaardag van zijn geboortedag, gaf de Bondsrepubliek Duitsland (ook bekend als West-Duitsland) een zilveren munt van 5 mark uit (hierboven afgebeeld) met de naam van Copernicus en een afbeelding van het heliocentrische universum op één zijde.
In augustus 1972 werd de Copernicus – een Orbiting Astronomical Observatory, gecreëerd door de NASA en de Science Research Council van het Verenigd Koninkrijk – gelanceerd om waarnemingen vanuit de ruimte te doen. Oorspronkelijk werd de satelliet OAO-3 genoemd, maar in 1973 werd de naam gewijzigd ter gelegenheid van de 500e geboortedag van Copernicus. Copernicus, die tot februari 1981 operationeel was, bleek de meest succesvolle van de OAO-missies te zijn: hij leverde uitgebreide röntgen- en ultravioletinformatie over sterren en ontdekte verschillende pulsars met een lange periode.
Twee kraters, de ene op de maan, de andere op Mars, zijn naar Copernicus’ eer genoemd. De Europese Commissie en het Europees Ruimteagentschap (ESA) voeren momenteel het Copernicus-programma uit. Voorheen bekend als Global Monitoring for Environment and Security (GMES), heeft dit programma tot doel een autonoom, multi-level operationeel aardobservatorium te realiseren.
Op 19 februari 2013 vierde de wereld de 540ste verjaardag van Copernicus’ geboortedag. Zelfs nu, bijna vijf en een halve eeuw later, wordt hij beschouwd als een van de grootste astronomen en wetenschappelijke geesten die ooit heeft geleefd. Behalve dat hij een revolutie teweegbracht op het gebied van de natuurkunde, de astronomie en ons begrip van de wetten van de beweging, is de traditie van de moderne wetenschap zelf ook schatplichtig aan deze nobele geleerde die de waarheid boven alles stelde.
Universe Today heeft veel interessante artikelen over de oude astronomie, zoals What is the Difference Between the Geocentric and Heliocentric Models of the Solar System.
Voor meer informatie moet je Nicolaus Copernicus, de biografie van Nicolaus Copernicus, en Planetary Motion: The History of an Idea That Launched the Scientific Revolution.
Astronomy Cast heeft een aflevering over Episode 338: Copernicus.