Inhoud
- Aristoteles, Democritus en Atomism
- Ibn al-Haytham's Observations of the Sky
- Galileo's experimenten
- Newtons Apple
Zwaartekracht zorgt ervoor dat alle materie wordt aangetrokken door andere materie, van het subatomaire tot het kosmische niveau. De vroegste mensen konden de zwaartekracht op het werk waarnemen en zagen objecten op de aarde vallen, maar ze begonnen niet systematisch te theoretiseren over de redenen achter een dergelijke beweging tot het tijdperk van Klassiek Griekenland. De ontdekking van de werking van de zwaartekracht verliep in verschillende fasen, beginnend met Democritus en doorgaand door het werk van al-Hasan ibn al-Haytham, Galileo Galilei en Sir Isaac Newton.
Aristoteles, Democritus en Atomism
In de vierde eeuw voor Christus stelde Aristoteles een theorie voor die de natuurkunde meer dan een millennium domineerde, maar zijn ideeën vormden strikt genomen geen theorie van de zwaartekracht. Aristoteles geloofde dat lichamen van de ene plaats naar de andere werden getrokken omdat ze daar fundamenteel thuishoorden vanwege hun inherente aard; lucht hoorde bijvoorbeeld in de hemel, terwijl rotsen bij de aarde hoorden. Democritus, meer dan 70 jaar vóór Aristoteles geboren, stelde een theorie van het atomisme voor, die beter aansluit bij wat moderne natuurkundigen over zwaartekracht waarnemen. Atomisme stelde dat materie bestaat uit essentiële deeltjes, en Democritus theoretiseerde dat deze deeltjes - atomen - bewogen en botsten vanwege een kracht die Panagiotis Papaspirou en Xenophon Moussas, geschreven in het 'American Journal of Space Science', een voorloper van de theorie noemen van zwaartekracht.
Ibn al-Haytham's Observations of the Sky
Ibn al-Haytham, geboren in de 10e eeuw in wat nu Irak is, formuleerde een theorie van optica die Newton beïnvloedde en stelde dat licht kleuren bevat. Hij verzoende ook - zo niet correct - het conflicterende werk van Ptolemaeus en Aristoteles, waarbij hij het heliocentrisme van Ptolemae vasthield, maar theoretiseerde dat de zon en andere hemellichamen materiële objecten zijn. Voor zijn werk in de astronomie kreeg hij volgens Joseph A. Kechichian de bijnaam Ptolemeus de Tweede in een biografisch profiel in het Gulf News Weekend Review. Ibn al-Haytham stond ook op de wetenschappelijke methode, vertrouwde op observatie en experimenten, en weerlegde astrologie, beide belangrijke wetenschappelijke standpunten. Een van zijn belangrijkste astronomische waarnemingen was dat de zon en de maan solide, materiële objecten waren, een theorie die ten grondslag ligt aan later werk over planetaire mechanica.
Galileo's experimenten
Als ibn al-Haytham weigerde om de theorieën van Ptolemy volledig te weerleggen, had Galileo zulke problemen niet. Hij werd geboren in 1564 in Pisa, Italië en werd een van de meest beruchte en uiteindelijk invloedrijke denkers van de Renaissance. Waar de observaties van Democritus en ibn al-Haytham de theorie van de zwaartekracht onderbouwden, heeft het werk van Galileo dit direct geïnformeerd. Hij tartte het gezag van zowel Aristoteles als Ptolemaeus en werd een paria in de ogen van zowel de katholieke kerk als het wetenschappelijk establishment. Het meest relevant voor zwaartekracht, stelde hij dat zwaartekracht op objecten werkt, ongeacht hun massa; verschillen in de snelheid van een val zijn het gevolg van luchtweerstand door verschillende vormen, niet door het gewicht. Er wordt gezegd dat Galileo ballen met dezelfde vorm maar met een ander gewicht heeft laten vallen dan de scheve toren van Pisa, en hoewel het verhaal misschien apocrief is, vormt de resulterende theorie de kern van de zwaartekrachttheorie.
Newtons Apple
Een ander apocrief verhaal ligt ten grondslag aan het werk van Newton; beroemd is dat de grote wiskundige is geïnspireerd om de zwaartekracht te bestuderen wanneer een appel op zijn hoofd viel. Newton, geboren in 1642, was pas veertig toen hij zijn enorm invloedrijke boek 'Philosophiae Naturalis Principia Mathematica' publiceerde, vaak simpelweg bekend als de 'Principia'. Newton testte de theorieën van astronoom Johannes Kepler, een tijdgenoot van Galileo. de drie bewegingswetten, die te maken hebben met traagheid en mechanica, evenals zijn zwaartekrachttheorie; die theorie stelt dat elk object in het universum elk ander object aantrekt in verhouding tot zijn massa. Dit principe, hoewel herzien door Albert Einstein en latere natuurkundigen, is vandaag nog steeds de basis voor wetenschappelijk denken, werktuigbouwkunde en astronomie.