Astronomisch Nieuws

Was Christiaan Huygens bijziend?

Volgens een recent artikel in de Royal Society Journal of the History of Science had de wereldberoemde 17de-eeuwse astronoom die de Saturnusmaan Titan heeft ontdekt, misschien een bril nodig.

In een tijd dat telescooptechnologie nog geen eeuw oud was en, door vallen en opstaan, snel evolueerde, stond Christiaan Huygens bekend om het produceren van lenzen van ongeëvenaarde kwaliteit. De telescopen die hij met die lenzen bouwde presteerden echter consequent ondermaats. Volgens onderzoeker Alex Pietrow kan de oorzaak bijziendheid zijn geweest, wat een veelvoorkomende aandoening was in de familie Huygens. Hoewel in zijn geval mild genoeg om het niet op te merken.

Huygens had, anders dan zijn vader, geen bril nodig in zijn dagelijks leven. Hij dacht er vermoedelijk niet aan tijdens het maken van zijn telescopen. Hij nam mogelijk onbewust zijn oogafwijking mee in het ontwerp van zijn telescopen.

Hoe weten we dat Huygens bijziend was? Dat weten we niet zeker: het diagnosticeren van medische condities van historische figuren is lastig en beweren dit met zekerheid te doen is vrijwel een wanpraktijk in twee beroepen: geneeskunde en geschiedenis. Dus Pietrow dekt terecht zijn aanname af met de juiste mate van onzekerheid. Hij maakt een sterke zaak door de wiskundige formules te onderzoeken die Huygens via vallen en opstaan ontwikkelde om de fysica van optica te begrijpen, en ze te vergelijken met moderne formules. De telescopen die Huygens met zijn formules bouwde hadden uiteindelijk een inferieur oplossend vermogen in vergelijking met sommige telescopen van zijn leeftijdsgenoten en dit zou kunnen worden verklaard als hij onbewust rekening hield met mijn eigen verminderde gezichtsvermogen.

Pietrow biedt een paar andere mogelijke verklaringen voor de ondermaatse prestaties van de telescopen van Huygens, sommige plausibeler dan andere. Als de telescooplenzen van Huygens bijvoorbeeld polijstfouten zouden vertonen zou dit een vergelijkbare vermindering van het oplossend vermogen opleveren. Zonder optische testen uit te voeren op een van de overgebleven lenzen van Huygens kan dit niet helemaal worden uitgesloten maar Pietrow gelooft dat dit erg onwaarschijnlijk is omdat de lenzen van Huygens naar alle waarschijnlijkheid uitzonderlijk goed waren. Zo schreef Frederik Kaiser, voormalig directeur van de Leidse Sterrewacht in 1846 dat de lenzen van Huygens “ongerept” waren. Tijdgenoten van Huygens zouden moeite hebben gehad om zijn technieken te verbeteren en hij zou zijn methoden ook niet graag met hen willen delen.

In de tijd van Huygens was het maken van lenzen een heel geheimzinnige kunst. Verschillende lenzenmakers streden om de beste terwijl ze hun technieken geheimhielden. Dit betekent dat het polijsten van de lenzen, het kopen van glas, enz. allemaal handelsgeheimen waren waar niemand over sprak.

Christiaan Huygens
Christiaan Huygens, afgebeeld op een oud 25 gulden biljet

Een andere mogelijkheid, en wellicht meer plausibel, is dat Huygens zijn telescooplenzen met een korter brandpunt bouwde dan noodzakelijk – een suboptimale ontwerpkeuze – maar een die een belangrijk voordeel bood. De totale lengte van de telescoop kon hierdoor behoorlijk korter worden.

Dit was een belangrijk voordeel van de beste telescopen in die tijd hadden een onwerkbare lengte van tot wel 50 meter.

De reden voor deze buitensporige lengtes was de noodzaak om te corrigeren voor wat bekend staat als chromatische aberratie.

Wanneer licht door een lens gaat die dikker is in het midden en dunner aan de randen, wordt het licht gebogen, maar verschillende golflengten worden onder verschillende hoeken gebogen. Korte golflengten, zoals die welke de kleur blauw produceren, zullen sneller convergeren dan langere roodachtige golflengten waardoor een irritante kleurrijke tint achterblijft rond het object waar je door de telescoop naar kijkt.

De uiteindelijke oplossing voor chromatische aberratie was het gebruik van spiegels in plaats van glas – zo bouwde Isaac Newton zijn telescopen – een techniek die het probleem helemaal omzeilde. Maar Huygens gebruikte een andere oplossing en dat was om de lengte van zijn telescopen te vergroten, wat ook de effecten van chromatische aberratie aanzienlijk verminderde. Het nadeel was dat zijn telescopen hierdoor onpraktisch groot werden.

De grootste telescopen van Huygens waren zelfs zo moeilijk te gebruiken dat hij de meeste van zijn belangrijke ontdekkingen deed met kleinere. De telescoop die Huygens gebruikte om Titan te ontdekken was slechts 3,6 meter lang, en met behulp van dezelfde telescoop van 3,6 meter of een nieuwe telescoop van 7 meter was hij de eerste die ontdekte dat het vreemde uiterlijk van Saturnus te wijten was aan een reeks ringen.

Huygens met een van zijn buisloze telescopen
Huygens met een van zijn buisloze telescopen. Credit: By Christiaan Huygens – , Public Domain,

In de strijd tegen chromatische aberratie heeft Huygens mogelijk doelbewust het vermogen van zijn lenzen verminderd om de totale lengte van zijn instrumenten te verkleinen.

Toch denkt Pietrow dat het onwaarschijnlijk is dat Huygens met opzet zo’n fout in zijn instrumenten zou introduceren. We weten dat Huygens probeerde de optimale telescoop te maken. Voor Pietrow blijft slechtziendheid dan het meest waarschijnlijke overgebleven alternatief.

Ongeacht of een bril op sterkte Huygens misschien geholpen zou hebben het heelal een beetje scherper te zien of niet, de man heeft ongetwijfeld de rest van de mensheid geholpen het duidelijker te zien. Hij liet een wetenschappelijke erfenis na waarop astronomen en wiskundigen nog steeds bouwen, en een beetje bijziendheid, als die bestond, stond het niet in de weg.

Artikel: Alexander Pietrow – Did Christiaan Huygens need glasses? A study of Huygens’ telescope equations and tables? A study of Huygens’ telescope equations and tables

Eerste publicatie: 12 maart 2023
Bron: UniverseToday & anderen