James Cook en de Venusovergang

Dit artikel verscheen in National Geographic Historia editie 1, 2020.

Toen op 3 juni 1769 de dag aanbrak, was er letterlijk en figuurlijk geen wolkje aan de lucht boven Tahiti. Aan de Matavaibaai hoopten de Engelsen vurig dat het weer niet zou omslaan. Ze waren de halve wereld over gereisd om de zon te kunnen observeren, en dit waren de beste weersomstandigheden die ze zich konden wensen. De Britten waren naar Tahiti vertrokken om Venus voor de zon te zien schuiven, een verschijnsel dat wetenschappelijk wordt aangeduid als transit of overgang. Aan het begin van diezelfde eeuw had de sterrenkundige Edmond Halley aangetoond dat een nauwkeurige meting van het begin en het einde van de Venusovergang kon worden gebruikt om de parallax van de zon – de ogenschijnlijke positie gezien door de waarnemer ten opzichte van de achtergrond – nauwkeurig te bepalen. Met die gegevens zou het mogelijk zijn de afstand tussen de aarde en de zon te berekenen. Het meten van het begin en het einde van de transit was echter geen eenvoudige opdracht. Allereerst was het noodzakelijk de transit te registreren vanaf verschillende locaties verspreid over de gehele aardbol, wat de missie tot een grote logistieke operatie maakte. Daarnaast komt de Venusovergang met tussenpozen van variërend 8, 121, 8 en 105 jaar maar heel zelden voor. Na 1639 had men bijvoorbeeld tot 1761 moeten wachten op de volgende kans.

De Venusovergang zoals die op 8 juni 2004 werd waargenomen vanuit het Duitse Waldenburg.

In dat jaar vonden er over de hele wereld verscheidene expedities plaats om het fenomeen te bestuderen. Naar schatting tweehonderd astronomen legden hun observaties vast, hoewel veel waarnemingen door slechte weersomstandigheden onbruikbaar bleken. De eerdere ervaringen droegen er in elk geval aan bij dat de onderzoekers acht jaar later goed waren voorbereid. Tijdens de dag waarop de volgende overgang zou plaatsvinden, op 3 juni 1769, stonden wetenschappers van over de hele wereld klaar om de metingen te verrichten, onbevreesd voor de gevaren die het werk met zich meebracht. Zo vertrok de Fransman Jean-Baptiste Chappe d’Auteroche, die in 1761 de overgang vanuit Siberië had waargenomen, in 1769 naar Baja California, waar hij na het afronden van de waarnemingen bezweek aan tyfus. In totaal waren er wereldwijd 76 observatiepunten, al konden ook nu niet alle waarnemers hun taak volbrengen als gevolg van slechte weersomstandigheden.

Naar het eiland Nieuw-Cythera

Een van de instituten die nauw betrokken was bij het onderzoek was de Royal Society in Londen, dat in 1767 een comité oprichtte waarin de voornaamste Britse sterrenkundigen waren vertegenwoordigd. Het comité besloot drie delegaties uit te zenden om de Venusovergang te observeren: een naar het noordelijkste puntje van Noorwegen, een ander naar de Hudsonbaai in Canada, en een derde naar een nader te bepalen locatie in de Grote Oceaan. In dezelfde periode keerde kapitein Samuel Wallis terug naar Engeland, en bracht hij verslag uit van de ontdekking van een eiland in de Grote Oceaan dat hij King George the Third’s Island had genoemd. Enkele maanden later kwam de Franse admiraal Louis Antoine de Bougainville aan op hetzelfde eiland, dat door hem tot Nieuw-Cythera werd gedoopt. Beide zeevaarders benoemden in hun rapporten de tolerante houding van de eiland- bevolking, wat een essentieel voordeel was om de waarnemingen zonder hinder te kunnen uitvoeren. Om deze reden besloot de Royal Society de derde delegatie uit te zenden naar dit eiland, Tahiti. Het robuuste vrachtschip Bark Endeavour vertrok met een negentigkoppige bemanning, aangevuld met een aantal wetenschappers, onder wie de vermogende amateur-botanicus Joseph Banks, Daniel Solander, eveneens botanicus, en sterrenkundige Charles Green. De expeditie stond onder leiding van James Cook, een ervaren zeeman die had bewezen over uitzonderlijke talenten als cartograaf te beschikken, en daarnaast een behoorlijk astronoom was.

Kwadrant dat door Cook werd gebruikt bij de observatie op Tahiti.

Cook bouwde een tent waarin hij de benodigde instrumenten voor de waarnemingen opborg, inclusief het astronomisch uurwerk die op deze gravure te zien is.

Na een reis van meer dan acht maan- den ging de Endeavour op 13 april voor anker bij Tahiti, bijna zeven weken voor de Venusovergang. In de tussentijd hadden de Europeanen de gelegenheid kennis te maken met de eilandbewoners, die een bijzondere kijk hadden op privébezit. In zijn dagboek beschrijft Cook dat de nieuwsgierigheid van de inheemse bevolking onuitputtelijk leek en dat de bemanning ‘moeite had te voorkomen dat de eilandbewoners aan boord van het schip klommen en alles stalen wat ze tegenkwamen’. Die roofdrift kwam niet voort uit onbehoorlijk gedrag, maar werd geboren uit nieuwsgierigheid. Hoewel gestolen waar vaak weer werd teruggegeven, veroorzaakte deze gewoonte al snel flinke ergernis. Kort nadat de Engelsen op Tahiti waren aangekomen, ontbraken een catalogus en een snuifdoos. De Europeanen besloten een kamp op te zetten op de plek waar ze de waarnemingen zouden uitvoeren. Fort Venus bestond uit een houten palissade met in het midden een tent waarin de wetenschappelijke instrumenten werden bewaard. Desondanks was op 2 mei het bronzen kwadrant verdwenen, dat onmisbaar was om de waarnemingen te kunnen doen. Het werd weliswaar al na enkele uren teruggevonden, maar Cook zag zich genoodzaakt de wacht bij het fort te verdubbelen om de instrumenten te bewaken.

Andere verkenningen

Op de aangewezen dag stuurde Cook twee groepen met telescopen naar andere plekken in de archipel om de observaties zeker te stellen, uit angst voor tegenvallende weersomstandigheden. Een hiervan ging naar het nabijgelegen eiland Moorea. Joseph Banks beschreef dat de meetinstrumenten werden geïnstalleerd op een verhoging en dat er vervolgens op het strand werd gewacht op de koning van het eiland, Tarroa, en zijn gezelschap. Tijdens een formele plechtigheid wisselden ze cadeaus uit: Banks bood de koning een tulband van Indiase zijde aan en op zijn beurt ontving hij een varken, een hond, brood en verschillende vruchten.

Toen de waarnemingen eenmaal waren verricht, keerde Banks samen met Tarroa terug naar Fort Venus en ‘werd hun de planeet voor de zon getoond en uitgelegd dat we speciaal waren gekomen om dit te zien’.

Spiegeltelescoop zoals de telescoop die Cook op Tahiti gebruikte.

De waarnemingen vonden plaats onder ideale weersomstandigheden, maar desondanks deed zich eenzelfde probleem voor als in 1761: Cook, Solander en Green, die de overgang met ver- schillende telescopen observeerden, zagen een ‘donkere atmosfeer of scha- duw om het hemellichaam heen’, die ‘in grote mate vervormde tijdens de contactmomenten’ met de omtrek van de zon. Het zogenaamde ‘zwarte druppeleffect’ doet zich voor wanneer Venus in haar geheel voor het beeld van de zon schuift en de randen van beide hemellichamen voor het oog van de toeschouwer in elkaar overvloeien.

Gehoor gevend aan geheime instructies vervolgde Cook zijn reis richting onbekende breedtegraden, waarbij hij tot Australië en Nieuw-Zeeland kwam. In 1771 keerde de Endeavour terug naar Engeland. De observaties van Cook en zijn medeonderzoekers leverden in combinatie met die van andere astronomen daadwerkelijk bruikbare resultaten op. De sterrenkundigen berekenden dat de afstand van de aarde tot de zon 150.839.256 kilometer bedroeg, waarmee ze slechts zo’n 0,8 procent naast de werkelijke afstand zaten: 149.597.871 kilometer.