Durchfahrt der Venus - Kapitän Cook 1769
Wie groß ist das Sonnensystem? Die Astronomen des 18. Jahrhunderts wollten es wissen, und die Arbeit von Johannes Kepler brachte sie neckend nahe. Die Entfernungen aller bekannten Planeten von der Sonne waren in Form der Erde-Sonne-Entfernung berechnet worden astronomische Einheit (AU). Aber wie können Sie die astronomische Einheit messen?

Parallaxe
1716 schlug Edmond Halley (1656-1742) vor, die astronomische Einheit mithilfe eines Venustransits zu berechnen Parallaxe. Parallaxe ist die scheinbare Verschiebung eines betrachteten Objekts, wenn es von zwei verschiedenen Orten aus betrachtet wird. Unser Gehirn kann Parallaxe zur Tiefenwahrnehmung verwenden, weil wir zwei Augen haben. Halten Sie einen Finger hoch und betrachten Sie ihn zuerst mit einem geschlossenen Auge und dann mit dem anderen, um eine Schicht zu sehen.

Beobachter in der nördlichen und südlichen Hemisphäre würden den Transit in leicht unterschiedlichen Positionen sehen und eine Parallaxe erzeugen. Unter Verwendung des Winkels der scheinbaren Verschiebung, einiger Trigonometrie und des Kepler-Gesetzes konnten sie den Abstand zwischen Erde und Sonne berechnen.

Halley erlebte die Transite 1761 und 1769 nicht mehr. Dennoch entwickelte sich aus dem Keim einer Idee ein großes internationales wissenschaftliches Unternehmen, das auch von Kriegsländern respektiert wurde.

Durchfahrt der Venus 1761
Über einhundert Beobachter aus neun Nationen reisten um die Welt, um Messungen durchzuführen. Es war wichtig, vier Kontaktpunkte zu bestimmen, an denen der Rand der Venus den Rand der Sonne berührt.

Neben dem üblichen schlechten Wetter, das astronomische Ereignisse und die Gefahren des Reisens im 18. Jahrhundert mit sich bringen kann, stießen die Beobachter auf das Problem der schwarzer Tropfeneffekt. Dies machte es schwierig zu bestimmen, wann die Kontakte auftraten. Der zweite und dritte Kontakt waren am schwierigsten. Sogar am selben Ort unterschieden sich die Maße der Beobachter wie in den Zeichnungen von Captain Cook und Charles Green gezeigt. (Es scheint, dass dieser Effekt durch eine Kombination aus Beugung, nicht perfekter Teleskopoptik und der Tatsache verursacht wird, dass die gasförmige Sonne keinen harten Rand hat.)

Nichtsdestotrotz waren die Menschen unbeirrt bereit, es erneut zu versuchen, als der zweite der beiden Durchgänge 1769 stattfand.

Captain Cook und Bemühen
Die Royal Society in England beschloss, eine Expedition nach Tahiti zu schicken, um den Transit zu beobachten. James Cook wurde ausgewählt, um es zu führen. Die britische Admiralität (das für die Royal Navy zuständige Ministerium) hatte ebenfalls eine geheime Mission für Cook. Nach dem Transit sollte er nach Terra Australis Incognito (unbekannter südlicher Kontinent) suchen, der vermutlich existiert, obwohl kein europäisches Schiff dort gewesen war.

Am 26. August 1768 HMS Endeavour segeln mit 94 personen an bord. Aber in jenen Tagen in die Südsee zu fahren, war kein Vergnügen. Zusätzlich zu den Pannen auf Schiffen und an Land verloren lange Reisen häufig die Hälfte der Besatzung durch Skorbut. Sie würden nicht nur schweren Stürmen trotzen, sondern beim Überqueren der Meere nach Westen auch nicht genau über ihre Länge Bescheid wissen. Und natürlich würden sie sich nach dem Transit in unbekannten Gewässern befinden.

Transit von 1769 in Tahiti
Bemühen kam rechtzeitig für den Transit in Tahiti an. Sie errichteten ein Observatorium an der Stelle, die sie Fort Venus nannten. Zwei weitere Gruppen besuchten andere Beobachtungsplätze, um die besten Aussichten für klares Wetter zu haben.

Am Tag des Transits waren sie mit klarem Himmel gesegnet, stießen aber auch auf das Problem der schwarzen Tropfen. In seinem Tagebuch schrieb Cook über diese Schwierigkeit und sagte, dass „Dr. Solander genau wie Herr Green [Schiffsastronomen] und ich selbst beobachtet haben und wir uns in der Beobachtung der Zeiten der Kontakte sehr viel mehr unterscheiden, als es möglich war erwartet werden. "

Die astronomische Einheit
Die Daten aus der ganzen Welt hatten die gleichen Messprobleme wie Cooks Expedition. Dennoch verwendete der französische Astronom Jerome Lalande Daten aus den beiden Transiten des 18. Jahrhunderts und lieferte eine Schätzung von 153 Millionen km (plus oder minus eine Million) für die astronomische Einheit. Dies blieb der beste Wert, bis die Transite des 19. Jahrhunderts eine weitere Verfeinerung ermöglichten.

Der moderne Wert der astronomischen Einheit beträgt 149.597.870,7 km (plus oder minus drei Meter). Eine solche Präzision wurde nicht mit Trigonometrie erreicht, sondern mit neuer Technologie. Es wurde durch Timing von Radarsignalen erhalten, die von der Venus reflektiert wurden.

Nach dem Transit
Captain Cook machte eine ganze Reihe von Entdeckungen, obwohl die Menschen, die dort lebten, sie natürlich bereits entdeckt hatten. Er beanspruchte auch Land für Großbritannien und führte umfangreiche Kartierungen durch. Sie lernten viel über die Pflanzen und Tiere des Südens, denn an Bord befanden sich die Naturforscher Daniel Solander und der Botaniker Joseph Banks.

Cook behauptete die bemerkenswerte Leistung, während der dreijährigen Reise keine Männer durch Skorbut verloren zu haben. Das scheint nicht ganz richtig zu sein, obwohl die meisten Todesfälle auf Krankheiten zurückzuführen waren, die in Ostindien während ihrer Heimreise erworben wurden.Obwohl sie damals noch nichts über Vitamin C wussten, erkannte Cook, dass Skorbut mit einer schlechten Ernährung zusammenhängt. Leider gab es nicht immer frisches Obst und Gemüse, und niemand wusste, dass die essentiellen Vitamine durch die Verarbeitung zerstört werden könnten.

Bemühen selbst beendete sein Leben umbenannt Lord Sandwich und diente als britischer Truppentransporter während des amerikanischen Unabhängigkeitskrieges. Es liegt irgendwo am Fuße des Newport Harbour in der Narrangansett Bay, Rhode Island, denn es war eines der von den Briten versenkten Schiffe, um französische Schiffe daran zu hindern, in den Hafen zu segeln, um den Rebellen zu helfen.

Referenz:
Joan Druett, Tupaia: Kapitän Cooks polynesischer Seefahrer, Alte Salzpresse, 2018

Video-Anleitungen: European and American voyages of scientific exploration | Wikipedia audio article (April 2024).