Geschiedenis van de kosmologie

In de oudheid

In de oudheid en zelfs in de prehistorie keek de mens uiteraard even verwonderd en bewonderend naar het heelal als later nog het geval was. Men nam fenomenen aan de hemel waar en ontwierp hypothesen voor hun samenhang. Bekend is dat de oude Indusbeschaving zich onderscheidde door een consistente kennis op dat gebied, evenals de beschaving van het oude Egypte en die van Mesopotamië. Deze drie oudste beschavingen benutten deze kennis voor het berekenen en bepalen van de tijd. Dit was van vitaal belang omdat de landbouw ervan afhankelijk was. De tijdstippen waarop regens of hoog water konden verwacht worden, waarop gezaaid en geoogst diende te worden, waren bijvoorbeeld afgeleide gegevens die deze beschavingen hielpen in stand houden.

Oude mythologieën, zoals de Mesopotamische of de die van noordelijk Europa met haar Ginungagaptheorie, bevatten reeds in symbolische termen en eigentijdse beelden een samenhangende visie op het ontstaan van de werelden in de kosmos door toedoen van ordenende scheppingkrachten die nadien gepersonifieerd werden.

De oude Grieken kwamen bij hun filosofische bespiegelingen over de wereld ook met het terrein van het ontstaan en de opbouw van het universum in aanraking. Door gebruik te maken van Babylonische gegevens en eigen waarnemingen met het blote oog aan de hemel kwamen wetmatigheden aan het licht waaraan zon, maan, planeten en sterren leken te gehoorzamen. De Grieken streefden naar een consistente verklaring waarin niet enkel plaats was voor deze eenvoudige periodiciteiten, maar ook voor de ingewikkelde retrograde bewegingen van de planeten en de precessiebeweging van de aardas. Het systeem moest ook in staat zijn nauwkeurige voorspellingen te doen.

Rond de tijd van het hellenisme werd het geocentrische wereldbeeld van de Ionische natuurfilosoof Anaxagoras populair. De aarde stond onbeweeglijk in het centrum van het heelal en de zon, de maan en de planeten draaiden om de aarde. De hemellichamen werden verondersteld vastgemaakt te zijn aan doorzichtige 'sferen' of bollen die in elkaar nestelden en door hun draaiingen de indruk van de banen der planeten en sterren gaven. Claudius Ptolemaeus beschreef in 140 na Chr. de ingewikkelde synthese van dit systeem in de Almagest, die eeuwenlang de kosmologie in het Westen zou bepalen. Een alternatief heliocentrisch wereldbeeld was enkele eeuwen eerder al voorgesteld door Aristarchus van Samos. Hij berekende de afstand tot de maan en de zon, en de grootte van zijn heelal zou volgens de berekeningen van Archimedes neerkomen op (omgerekend) ongeveer 1 lichtjaar.

Hoewel de oude Grieken de aarde slechts beschouwden als een stip in het heelal, was het geocentrische heelal noodzakelijk relatief klein. Als bijvoorbeeld de aarde rond de zon zou draaien, zou de helderheid van de sterren moeten toe- of afnemen, naargelang de aarde dichter bij of verder van de sterren zou komen. Omdat er geen variatie in helderheid waargenomen kon worden, zou dit betekenen dat de sterren onwaarschijnlijk ver zouden staan. Ook andere argumenten maakten een heliocentrisch wereldbeeld destijds onaannemelijk, maar met het systeem van Ptolemaeus konden vele problemen toch ook niet verklaard worden.

In de nieuwe tijd

De moderne kosmologie begon met de inzichten van Copernicus, waarmee afscheid genomen werd van het oude van oorsprong Griekse geocentrische wereldbeeld. Toen de astronomie een empirische wetenschap werd, waarbij inzichten getoetst werden aan waarnemingen, namen de inzichten in de kosmos toe. Tycho Brahe deed aan het eind van de zestiende eeuw nauwkeurige observaties van de planeetbanen en op grond van die gegevens kon zijn assistent Johannes Kepler zijn beroemde wetten opstellen. Door gebruik te maken van de wiskunde als hulpwetenschap in de astronomie kon Kepler nauwkeurige berekeningen maken.