Historien om astronomi og verdensbilder

 Aristarkhos (310-230 f.kr.) fra Samos var den første som hadde en idé om et heliosentrisk verdensbilde med Solen i sentrum, og slik kunne han forklare  årstidene.

Aristarkhos gjorde beregninger av avstanden fra jorda til Solen og Månen. I motsetning til den geosentriske modell som plasserte Sola, Månen, plantene og stjernene i roterende baner med Jorden i sentrum. Grekerne kjente til planetene Merkur, Venus, Mars, Jupiter og Saturn, som sterkt lysende objekter på nattehimmelen. Sol, Måne og planetene kommer opp og viser seg på på østhimmelen og forsvinner i vest. Noen av planetene bryter med dette mønsteret og går en periode baklengs (retrograd).

    Eratosthenes (275-194 f.kr.), leder av biblioteket i Alexandria,  forsøkte å måle Jordens omkrets. Eratosthenes observerte at ved høst- og vårjevndøgn stod Sola rett opp når  han var ved Syene, den øvre Nilen (vendesirkelen). Ved sommersolverv skinte sola rett ned i en brønn i Syene, nær dagens Aswan, men i Alexandria var vinkelen til sola 7.2^o ved samme tidspunkt,  som han målte som skyggen til en obelisk. Forskjell i breddegrad er lik vinkelskyggen. Dette tilsvarte ca. 1/50 del av 360^o (360/7.2) og ut fra avstanden mellom Alexandria og Syene (=5000 stadion) kunne han regne ut omkretsen av Jorden ganske nøyaktig.

   Hipparkhos (190-125 f.kr.) av Nikea gjorde nøyaktige målinger av månebanen. Han laget en stjernekatalog med 800 stjerner inndelt etter forskjellig lysstyrke, og  innførte lengde- og breddegrader for å kunne måle geografisk lengde. Til sjøs ble loggline brukt til å beregne hastighet. Med Jakobsstav, astrolabium eller kvadrant kunne man måle vinkelen til sol eller stjerner og således beregne breddegrad. Lengdegraden var vanskeligere å beregne. Triangulering ble en viktig målemetode. Det var Ptolemaios som sørget for at Hipparkhos oppdagelser ble bevart for ettertiden.

 Klaudios Ptolemaios plasserte, i sin Almagest (Syntaxis Matematica - Den matematiske sammenheng) fra 140 e.kr., jorden feilaktig i sentrum, men han ga en oversikt over oldtidens astronomi. Ptolemaios utnyttet grekernes geometri til å beskrive planetbevegelser, og han oppdaget eveksjonen. I det ptolemeiske system ble planetene plassert i små sirkler (episykler), sirkler inne i sirkler. Almagest ble en viktig lærebok i astronomi i flere hundre år. Aristoteles mente at universet var kuleformet  med jorda i sentrum.

Georg Peuerbach (1423-1461) var astronom i Wien som gjorde beregninger av formørkelser, eklipser, i Tabulae ecclipsium, og kunne forutsi en måneformørkelse i 1457, observerte Halleys komet i 1456. I Theoricae Novae Planetarum (1454) (Ny teori om planetene) tok Peuerbach for seg deler i en epitome, sammendrag,  av Almagest og forsøkte å forbedre det ptolemeiske system. Peuerbach betraktene planetene som krystallinske kuler og laget en episykelteori med bevegelser av planetene kontrollert av sola. Peuerbach skrev også en bok i regning, Algorismus, og samarbeidet med sin elev Johann Müller Regiomontanus (1436-1476) om verket Epitome in ptolemaei almagestum(1462). 

Peter Apian (1495-1540) viste i et tresnitt i Practica (1531) at komethalen fra Halleys komet peker vekk fra sola. Dette var en oppdagelse som også ble gjort av Fracastoro og Regiomontanus. Apian skrev en bok om matematisk geografi, Cosmographia (1574).

Georg Joachim Rheticus (1514-1574) var matematikklærer i Wittemberg, en venn og beundrer av Koperikus som presenterte Kopernikus´  tanker om et heliosentrisk verdensbilde i Narratio prima (1540). 

    Det geosentriske verdensbilde skulle vare til Nicolaus Copernikus (1473-1543) brakte tilbake det heliosentriske system med verket De Revolutionibus orbium coelestium (Om de himmelske sfærers bevegelse), men først beskrevet i Commentariolus (1514). Kopernikus observerte at Merkur og Venus alltid var nærmest sola, og kom enten som aftenstjerne (lengst øst) eller morgenstjerne (lengst vest). De andre planetene kunne man finne mye høyere på nattehimmelen. Mars var høyest på nattehimmelen i opposisjon (motsatt av sola), og lettest å se ved midnatt, men bak sola i konjunksjon over horisonten på dagtid. Hvordan var dette mulig ? Konklusjonen var at jorda ikke var i sentrum av solsystemet, det var sola. Imidlertid mente Kopernikus at planetbanene var sirkler. 

Giordano Bruno (1548-1600), som kjente til Kopernikus´ arbeid, mente at heller ikke Sola var sentrum  i universet, og naturen kan forstås via observasjoner og eksperimenter.  I Oxford i 1583 publiserte Bruno Del l´infinito, universi e mondi (Om det uendelige), et verk som inneholdt teorier som var svært nær sannheten. I Italia ble Bruno offer for  den katolske kirkes inkvisisjon,  og ble år 1600 brent på bålet ved Campo de´Fiori  (Blomstertorget) i Roma. Den allmektige kirken har aldri tålt ny kunnskap som kunne rokke ved gudebildet. 

Galileo Galilei (1564-1642), som hadde sitt virke i Pisa og Firenze, gikk fra gammel autoritetstro over til den frie tanke. Galilei studerte fallhastigheter av legemer og akselerasjonslovene, et område av fysikken kalt  bevegelseslæren (dynamikk). Han viste at et prosjektil følger en parabolsk bane. 

Ved universitetet i Padua konstruerte Galilei et stjernekikkert  med plankonveks objektiv og et plankonkav øyestykke, og var den første som rettet et kikkert mot stjernehimmelen.  Galilei  oppdaget fire måner rundt Jupiter. Venus hadde faser og han oppdaget en roterende sol med mørke flekker (solflekker). Redegjørelsene presenterte han i skriftet Sidereus nuncius (Budbærer om stjerneverdenen) (1610). Fra astronomiske undersøkelser forstod Galilei at jorda beveget seg rundt sola.  Galilei støttet Kopernikus heliosentriske verdensbilde til tross for kirkens syn. Galilei kom derved også i konflikt med inkvisisjonen, dømt til fengsel for livstid,  og sa de berømte ord om jordas bevegelse rundt sola: "Eppur si muove" - allikevel beveger den seg, en sannhet han måtte fornekte. Galilei fortsatte kampen for sitt syn i Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo (1632) (Dialog over de to største verdensystemer), men måtte til slutt gi seg for inkvisisjonen og avsverge den Kopernikanske lære. Galilei samlet sine resultater i Discorsi intorno a due nuove scienze (1638).

Galeilei oppdaget i teleskopkikkerten i 1609 fire himmelobjekter, Sidereus muncius, som går i bane rundt planeten Jupiter Det var ikke bare rundt Jorden det går himmelobjekter, det ptolemeiske verdensbilde stemte ikke. De fire store månene ble kalt Cosmica sidera, navn etter Firenzes Cosimo de’ Medici.

Den tyske astronomen Simon Marius ga (1573-1625) ga seinere Galileis måner, etter forslag fra Johannes Kepler, navn etter den greske guden Zevs elskerinner Io, Europa, Ganymede og Kallisto. I Marius sitt verk Mundus lovialis (Jupiters verden, 1614) beskrev han Jupiter od ens måner og hevdet han hadde sett dem før Galileo. Marius gjenoppdaget Andromedatåken allerede kjent fra middelalderens persiske astronomer. Io, Io, Europa, Ganymede og Kallisto har i vår tid fått fornyet interesse i leting etter liv i de isdekte havene på de Galileiske måner, og i diskusjonen om opprinnelsen til vann fra i vårt Solsystem. Månene nærmest Jupiter også har vulkansk aktivitet med energi fra gravitasjonskreftene, «tidevannskreftene» fra Jupiter Sola har det største magnetfeltet i vårt solsystem, og Jupiters magnetfelt er bare noen få prosent av Sole er det nok til å gi nord- og sørlys på neon av månene. ESA sendte opp i januar 2023 satelitten Juice (Jupiters Icy moons Explorerer) som skal undersøke Ganymede, Jupiters største måne, som også har et lite magnetfelt.

Den danske astronomen Tycho Brahe (1546-1610) beskrev planetbevegelser, og laget sitt eget astronomiske system hvor jorda fremdeles var universets sentrum, men hvor 5 planeter gikk omkring sola. Brahe oppdaget  en supernova i Kassiopeia i 1572 (De Nova Stella, Den nye stjerne,1573), og en komet i 1577. 

Tyskeren Johannes Kepler (1571-1630), elev av Tycho Brahe i Prag, oppdaget at planetene gikk i eliptiske baner rundt sola. Før trodde man at planetene hadde sirkelbaner. Kepler oppdaget at planetene beveger seg raskere når de er nærmere sola.

En imaginær linje mellom planet og sol sveiper over like arealer over like tidsintervaller, og det er et forhold mellom planetbane og tiden det tar å gå rundt sola, presentert i Astronomia nova (1609) (Ny astronomi) samt Ad vitellioem paralipomena quibus astronomiae pars optica traditor (1604) (Den optiske delen av astronomien). Mars beveger seg unormalt fram og tilbake i en eliptisk bane. Kepler skrev Dissertatio cum nuncio sidero (1610), Epitome astronomiae copernicanae og i Harmonic mundi (1619) kommer Keplers tredje lov.  Tabulae rudolphinae er basert på Tycho Brahes oppdagelser og egne lover for planetbevegelser ga nøyaktige astronomiske tabeller, og i Dioptics (1611) viste Kepler hvordan et nytt øyestykke med bikonveks linse (plankonveks) gir et nytt optisk prinsipp som forbedret teleskopet til Galilei.   Somnium (1634) (Drømmen) utgitt etter Keplers død omhandler en reise til månen, og er en av de første bøkene om science fiction. 

    Isaac Newton (1643-1727) skrev Philosophiae naturalis principia matematica (Naturfilosofiens matematiske prinsipper) (1687) som omhandlet et matematiske univers bygget på oppdagelsene til Kopernikus, Bruno, Galilei og Kepler. Galilei hadde funnet ved å rulle objekter ned et skråplan og opp et annet,  at objekter beholder sin bevegelsesenergi. Newton oppdaget sammenhengen mellom gravitasjon (tyngde)  og treghet. Et legeme i bevegelse fortsetter sin bevegelse i rett linje inntil det påvirkes av en kraft. Akselerasjon er proporsjonal med kraften (kraft= masse x akselerasjon). For enhver kraft finnes det en motkraft.  Bevaring av bevegelsesmengde = masse x hastighet. Universets bevegelsesmengde er den samme, det vil også si at totalrotasjonen i verdensrommet er konstant. Gravitasjonsloven og tre bevegelseslover (treghetsloven, kraftloven, kraft-motkraftloven) ga en samlet forklaring på hvordan vårt solsystem fungerer, og kan forutsi hendelser. De kan forutsi flo-fjære, måne- og solformørkelser, og kometpasseringer. Newton var alkymist, hvor de filosofiske grunnstoffene svovel og kvikksølv ble tillagt spesiell betydning.  På Newtons tid kjente man til fem planeter og disse var koblet til grunnstoffer: Merkur (kvikksølv), Venus (kobber), Mars (jern), Jupiter (tinn) og Saturn (bly). I tillegg sol (gull) og måne (sølv).  Newton viste at gravitasjonskreftene avhenger av massen til objektene. Tiltrekningen mellom to objekter er proporsjonal med massen til de to objektene, og omvendt proporsjonal med kvadratet av avstanden mellom dem. Doblet avstand gir fire ganger svakere tiltrekning. Jordens sentrifugalkraft gjør Jorden flattrykt ved polene. Imidlertid skulle det seinere vise seg at den Newtonske klassiske mekanikk ikke kunne forklare rotasjon og endringer i perihelbevegelsen til planeten Merkur. Merkurs bane er ikke en fullkommen ellipse, fordi punktet i Merkurs bane nærmest Sola, perihel, roterer rundt Sola (perihelpresesjon). Einsteins generelle  relativitetsteori gir imidlertid forklaringen på banen til Merkur. Merkur er den av planetene som påvirkes sterkest av gravitasjonsfeltet, tyngdekraften, fra sola.

   Tyngdekraften er den svakeste av alle kjernekreftene (sterke og svake kjernekrefter, radioaktivitet og elektromagnetisme), men den virker over hele verdensrommet, og det er den vi forstår minst. Det er en intellektuell utfordring å beskrive den.   Den er svak nok til at vi klarer å løfte en stein selv om Jordens tyngdekraft virker i motsatt retning. Jo større masse, desto større virkning av tyngdekraften. Månen ble laget og slynget løs i en kollisjon mellom  Jorden og en annen planet. Vi vet at Månens tyngdekraft lager flo og fjære på Jorden to ganger i døgnet. Imidlertid virker Jordens tyngdekraft på månen, og mye kraftigere slik at fjellet på Månen som vender mot Jorden får en bulk på flere meter, hele tiden vendt mot Jorden. Dette gjør at månens rotasjon etter hvert hemmes, og med tiden følger Jordens rotasjon, og vi ser aldri Månens bakside. Einstein viste med sin generelle relativitetsteori at tyngdekraften rundt store objekter krummer tidrommet. Planetene faller i rette baner i tidrommet. Alle satelitter rundt Jorden faller og faller. Det er derfor vi blir vektløse i fritt fall, selv om vi har samme masse, tyngdekraften blir tilsynelatende opphevet. Galakser roterer, inkludert vår galakse, Melkeveien. Tyngdekraften gjør at Melkeveien, Andromedatåken og en del andre galakser henger sammen, og avstanden mellom dem øker ikke, men derimot minker. Andromedatåken kommer om noen milliarder år til å kollidere med Melkeveien.

Det er spesielt store stjerner, mange ganger større enn vår sol som roterer raskt rundt sorte hull i sentrum av galakser, rester etter supernovaeksplosjoner. I sorte hull er gravitasjonskreftene så sterke at ingenting slipper ut, ikke engang lys. Tidrommet blir uendelig krummet og massen blir uendelig stor. Vi forstår bare hva som skjer på overflaten av sorte hull.

    Professor i Oxford  Edmund Halley (1656-1742) kunne i 1705 gi forklaringen på den periodiske banen til Halleys komet (1456, 1531, 1607, 1682, 1758).  Halley utviklet en dykkerklokke, studerte tidevann, og  kunne også beregne avstanden til Sola ved hjelp av Venus passering over solskiven (Venuspassasje). Venuspassasjer observert1639, 1761 og 1769. James Cooks ekspedisjon til Tahiti i 1769 hadde til formål å studere Venuspassasje. 1769 var var det mange observatorier som sendte ut venuspassasjeekspedisjoner, blant disse en til  til Vardøhus i Finnmark ledet av Maximilian Hell.Det var Venuspassasjer i  1874 og 1882  og siste 8. Juni 2004, en stor begivenhet, og den neste blir 5.juni 2012, den neste etter der i 2117.

Anders Jonas Ångstrøm (1814-1874) gjorde spektralanalyse av sollyset og Ångstrøm fant at nordlyset, aurora borealis ikke skyldes reflektert sollys. Ångstrøm har gitt navn til måleenheten Ångstrøm, 1 Å = 0.1 nanometer = 10^-10 meter. 

Pierre Simon Laplace (1749-1827) behandlet himmelmekanikken matematisk i Mecanique céleste (1799), en deterministisk verden.

William Herschel (1738-1822) laget et speilteleskop, oppdaget Uranus i 1781 og flere stjernetåker. Man mente det var en lysbærende eter i verdensrommet.

Olbers paradoks om hvorfor nattehimmelen er svart fremsatt av den tyske astonomen Heinrich Wilhelm Olbers (1758-1840)), årsak Universet fortsetter å utvide seg. Olbers oppdaget himmelobjektene Pallas i 1802 og Vesta, som hører med til asteroidene. Guiseppe Piazzi hadde oppdaget himmellegemet Ceres i 1801, oppkalt etter den romerske jordbrukgudinnen Ceres.  U fra noen få observasjoner av posisjonen til Ceres kunne Gauss beregne planetbanen. 

For å undersøke dette fikk Michelson laget et interferometer for måling av lyshastighet og hastigheten var alltid den samme.  I 1887 kunne Albert Abraham Michelson (1852-1931)  og Edward Morley vise at jorda beveget seg rundt sola med ca. 30 km per sekund. Michelsons interferensforsøk viste at lyshastigheten var uavhengig av jordas hastighet. Objektene i verdensrommet følger geodetiske kurver (storsirkler). En geodetisk linje er en rett linje i rommet.  Den korteste vei er ikke langs en rett linje på et flatt kart, men langs storsirkelen.  Merkur er den planeten som har størst avvik i forhold til Newtons gravitasjonsteori. Gravitasjonen avbøyer lys.  Seinere fant astronomene pulsarer, kvasarer og sorte hull, men ingen oppdagelse fikk større betydning for vår forståelse av verdensbildet enn da Edwin Powel Hubble (1989-1953) fant  fra Mount Wilson teleskopet L.A. California på 1920-tallet at melkeveien med sine spiralarmer med vårt solsystem er bare en av mange millioner galakser i verdensrommet. Rødforskyvningen i spektret (Doppler-effekt) indikerer at galaksene beveger seg vekk fra hverandre, et ekspanderende univers og for hver millioner lysår vekk så øker hastigheten med 10-15 km per sekund. I dag tror man det er 140 milliarder galakser. Hvor stort og hvor gammelt er universet ? Hubble-teleskopet ble sendt opp i verdensrommet i 1990.

    Ifølge teorien som ble utviklet av Georges Henri Lemaître (1894-1966) startet universet som et punkt som utvidet seg. I  begynnelsen var det en singularitet, en enorm masse uten dimensjon. Det store braket (Big-bang) skjedde for ca. 14 milliarder år siden og i starten var det det bare elektroner, nøytrinoer, fotoner, nøytroner og protoner. Det finnes partikler og antipartikler. Et ekspanderende univers som blir stadig større og kaldere. Tyngdekraften oppstår. Først lages gassene hydrogen og helium, samt noe litium.  Klokker i forskjellig høyde over jordoverflaten går med forskjellig hastighet. Universet er styrt av fire fysiske naturkrefter: gravitasjon, elektromagnetisme (lys og elektrisitet), svake kjernekrefter (radioaktiv stråling) og sterke kjernekrefter som holder kjernene sammen. Heisenberg, Schrödinger og Diracs kvantemekanikk viser at vi bare kan angi en sannsynlighet for et mulig utfall. 

Arno Allan Penzias (1933-) og Robert Woodrow Wilson (1936-) ved Bell-laboratoriet oppdaget den kosmiske bakgrunnstrålingen med mikrobølger i universet. I 1965 rettet de en antenne mot verdensrommet og registrerte en vislende lyd som var overalt, og skyldtes ikke feil med måleutstyret. Den svart legeme strålingen ved 2.735 K er rester etter det store smellet (Big Bang) og er jevnt fordelt i alle retninger av universet med ufattelig utbredelse. Den kosmiske mikrobølgestrålingen og infrarød stråling ble undersøkt av COBE-satelitten (Cosmic Background Explorer)  som NASA sendte opp i 1989.

Den Ukrainsk-amerikanske matematikeren og fysikeren George Gamow (1904-1968), en av grunnleggerne av Big Bang-teorien hadde på 1940-tallet forutsett den kosmiske bakgrunnsstrålingen.  Hans Bethe (1906-2005) og medarbeidere undersøkte energiproduksjonen i stjerner og fant i 1938 at fusjon av protoner ga energi og en stor fluks av neutrinoer. Innen kosmologi videreutviklet Gamow ga Lemaître's Big-Bang-teori og dannelse av stjerne. Sammen med Ralph Alpher og d den tyskamerikanske fysikeren Hans Albrecht  Bethe (1906-2005) fremsatte Gamow en i 1948 en teori om nukleosyntese opprinnelsen til de kjemiske grunnstoffene i Universet og at mengden hydrogen og helium som utgjør mesteparten av materien hadde sin opprinnelse fra Big-Bang. Bethe fikk nobelprisen i fysikk i 1967»for hans bidrag til teorien om kjernereaksjoner, spesielt for hans oppdagelser vedrørende energiproduksjon i stjerner».

Wolfang Pauli (1900-1958) mente at det måtte være en hypotetisk partikkel som fraktet vekk overskuddsenergi når et nøytron i kjernen ble omdannet til et proton og et elektron. Denne partikkelen uten masse ble døpt neutrino, et navn den fikk av Enrico Fermi. I sola produseres nøytrinoer og kortbølget stråling, og gammestråling. Gammastrålingen bruker tusenvis av år på å komme ut til overflaten av sola,  får mindre energi og blir sendt ut av den 500 kilometer tykke fotosfæren som UV-stråling, synlig lys og varmeenergi. Partikkelstrålingen fra sola, solvinden, gjør at komethaler vender vekk fra sola.

   For fem milliarder år siden da melkeveien ble en galakse ble det nok energi til å tenne stjerner. Fra Jorden kan vi se ca. 6000 stjerner (soler) med det blotte øye. I sola omdannes hydrogen til helium og det er nok hydrogen til at sola skal skinne i fem milliarder år. Hydrogen har høy bindingsenergi i kjernen slik at mye energi blir frigitt i fusjonsreaksjonen.  Hydrogen er det letteste og mest vanlige grunnstoffet i universet.  Helium er avfall i reaksjonen, og ved en kritisk masse kollapser kjernen, helium omdannes til karbon, grunnlaget for alt liv. Kjernereaksjonen på Sola lager energi som får den til å utvide seg, men motsatt vei virker tyngdekraften. Når vår sol etter hvert går tom for hydrogen trekker den seg sammen og blir den til en rød kjempe. De tyngre elementene som dannes har ikke nok energi og gravitasjonen omdanner vår Sol videre fra en rød kjempe til en hvit dvergstjerne. Vår sol er for liten til å bli en supernova, og derfor vil den heller ikke danne de tyngre grunnstoffene etter jern i det periodiske systemet. En supernova er en gigantisk kollaps og eksplosjon av en krympende stor stjerne hvor tyngre grunnstoffer blir dannet og slynget langt ut i verdensrommet, hvor det på nytt blir samlet av gravitasjonskreftene. En supernova ble observert i Krabbetåken i 1054, Tycho Brahes nova (1572). Supernovaer er også observert i andre galakser bl.a.  Andromeda (1885) og Den store magellanske sky (1987). Pulsarer (nøytronstjerner, elektroner og protoner omdannes til nøytroner) roterer svært raskt og er rester etter supernovaeksplosjoner. Pulserende cepeheider (funnet i Cepehus) pulserer og brukes som standard referanselyskilder. Vi og livet på jorda er bygget opp fra grunnstoffer dannet ved kollaps av utdøende gigantiske stjerner.

Metaforen «sorte hull», egentlig ikke et hull, men en superkompakt masse i tidrommet hvor gravitasjonskreftene er så sterke at de suger til seg og sluker all nærliggende materie og elektromagnetisk stråling. Sorte hull dannes når store massive stjerner e.g. nøytronstjerner kollapser, og de kan bli supermassive ved å suge til seg enda mer masse. Supermassive sorte hull finnes i sentrum av galakser og gravitasjonskreftene holder hele galaksen samlet.  Ifølge Stephen Hawking (1942-2018) kan man bare beskrive hva som befinner seg og skjer i grenselaget og på overflaten av et sort hull, ikke hva som skjer inne i det. Hawking foreslo at roterende sorte hull i noen tilfeller kan sende ut varmestråling (Hawking-stråling). Cygnus X-1 i stjernebildet Svanen (Cygnus) var det første sorte hullet man oppdaget (1971). I 2017 ble det oppdaget et supermassivt sort hull i galaksen Messier 87 i stjernebildet Jomfruen (Virgo)

   De mest stabile atomkjernene finnes rundt jern i det periodiske system, mens tyngre grunnstoffer enn jern kan spaltes og frigi energi.

    Sola roterer rundt på 27 dager og SOHO (Solar Heliospheric Observatory) som ble sendt opp av NASA og ESA i 1995 blir brukt til å studere solvind, solatmosfæren og det indre av sola. Solguden  finnes ikke. Vi bruker mange ressurser på å forstå verden. I Gallex-eksperimentet er det laget en 30 tonn stor galliumdetektor i en saltgruve for å filtrere vekk kosmisk bakgrunnsstråling.  Neutrinoer i reaksjon med gallium vil gi radioaktiv germanium. I Superkamiokande-eksperimentet i Japan brukes 50.000 tonn ultrarent vann og man studerer Tsjernekov-strålingen. Ingenting kan bevege seg raskere enn lys i vakuum, men når partikler, f.eks. betastråling eller neutrinoer beveger seg raskere enn lys vil det sendes ut lysglimt fra vannet, Çhernkow-stråling. Neutrinoer har mye mindre masse enn elektroner og blir også studert ved Sudbury Neutrino Observatory.

Nordlys og Sørlys er et resultat av partikkelstrålingen fra Sola oppkonsentrert via Jordens magnetfelt.

  Tidligere trodde man at alt vannet på Jorden kom fra kollisjoner med kometer. Undersøkelser av Halleys komet, Hyakutake (1996) og Hale-Bopp (1995-1997) viser imidlertid at forholdet mellom hydrogenisotopene deuterium og vanlig hydrogen er forskjellig i komethalene enn i vannet på Jorden. Vannet på Jorden må også ha en annen opprinnelse, kanskje krystallinsk.

Enceladus, oppdaget av William Herschel i 1789, er en av månene rundt Saturn. Den er dekket av is, inneholder vann, og romsonden Cassini viste at det var geysirer som sendte ut ispartiklerfra vann, karbondioksid ,metan, noe ammoniakk, karbonmonoksid og nitrogen som gir Endeladus en snøhvit overflate. Energien sannsynligvis kommer fra  hydrotermiske ventiler eller tidevannskrefter.

Kalendere

Den menneskeskapte kalender er av interesse når man gjør historiske betraktninger om hendelser i tid. Månefasene dannet grunnlaget for det første som kunne ligne en kalender. Med 29.5 dager mellom hver nymåne ga dette et år på 354 dager. Metons månekalender, etter grekeren Meton født 432 f.kr., hadde månemåneder på 29 og 30 dager, men dette ga 11 dager for lite. Derfor ble de skuddmåned i 7 av 19 år. Den islamske kalender følger ikke Metons månekalender og derfor beveger alltid tidspunktet for ramadan seg bakover. Den jødiske kalender har en 13. måned på 30 dager i det 3., 6., 8., 11., 14., 17., og 19. år. Kombinasjonen mellom månefaser og årstider (det tropiske år) ble erstattet av Solen og flommen i Nilen som basis for kalenderen. Det ble nå et år på ca. 365 dager. I 45 f.kr. kom Julius Cæsar med en kalender hvor det ble en ekstra dag hvert 4. år og de 12 månedene fikk forskjellig lengde. Før hadde det vært på 30 dager hver + 5 dager ekstra på slutten av hvert år. Romerne mente at februar var en uheldig måned og forkortet den. Dette ga opphavet til den Julianske kalender, utarbeidet av astronomen Sosigenes fra Alexandria.  Solåret er imidlertid 365.242199 dager. Resultatet ble at vårjevndøgn som ga grunnlaget for påsken kom tidligere og tidligere på året. Første påskedag er første søndag etter første fullmåne etter vårjevndøgn, vedtatt på kirkemøtet i Nikea år 325, i dag første fullmåne etter offisielt vårjevndøgn 21. mars.  I 1582 kom pave Gregor XIII med den Gregorianske kalender. Han fikk den tyske matematikeren Christoffer Calvius (1537-1612) til å lage kalenderen som vi bruker idag med skuddår hvert 4. år, men hvor det ikke er skuddår i år som er delelig med 100, men med 400. Ti dager mellom 4. og 15. oktober ble utelatt. Skandinavia innførte denne kalenderen i 1700, England i 1752, mens den i Sovjetunionen ble innført etter den første verdenskrig i 1918. Året består av 52 uker og 1 dag derfor flytter ukedagene seg en dag fram hvert år. Hvert skuddår består av 52 uker + 2 dager. Det totale antall ekstra dager er delelig på 7. Derfor gjentar kalenderen seg hvert 28. år som inneholder 7 skuddår.