15 september 2013 Ed van den Heuvel, Universiteit van Amsterdam Een stukje geschiedenis van de Utrechtse Sterrenwacht (met dank aan Kees de Jager) 15 september 2013 Ed van den Heuvel, Universiteit van Amsterdam

De Utrechtse Universiteit werd opgericht in 1636 en de Sterrenwacht in 1642. Na Leiden (1632) was dit de tweede universitaire sterrenwacht ter wereld

Na zeven eeuwen werd de Smeetoren wel heel bouwvallig (schilderij uit 1822)

1848: Buys Ballot: nieuwbouw sterrenwacht en meteorologisch instituut op het bolwerk Sonnenborgh eerste steen 15 september 1853

De sterrenwacht in 1853. Twee sterrentorens en daartussen de noord-zuid liggende meridiaanzaal

Sterrenwacht en KNMI omstreeks 1870

De eerste Directeur van Sterrenwacht Sonnenborgh Oudemans (1827-1906) ging op 16e in Leiden sterrenkunde studeren bij Frederik Kaiser, was vanaf 19e gymnasiumleraar wis-en natuurkunde, Promoveerde in 1852 op bepaling breedtegraad van Leiden, werd in 1856 hoogleraar-directeur Utr. Stw., 1857-1874 Hoofd-ingenieur –land- meter in Indie, na 1875 tot 1898 weer directeur Utrechtse sterrenwacht, waar hij, op contracten van de Marine, de Indische metingen uitwerkte .

VAN DE BEPALING DER GEOGRAPHISCHE LIGGING  VAN DIE PLAATSEN OP JAVA, WAAR TELEGRAAFKANTOREN GEVESTIGD ZIJN, OPGEMAAKT door den hoofd-ingenieur van de geograpischie dienst in Nederlandsch-Indië ,   dr- J. A..C. Oudemans-  In het bovengenoemde verslag, dat in het XXIVe deel van het Natuurkundig Tijdschrift is bekend gemaakt, heb ik medegedeeld, dat eene oogziekte, door het vele obser- veren opgedaan, mij in September van het jaar 1859 verpligtte de lengtebepalingen , door middel van den electromagnetischen telegraaf, te staken. Eerst in September 1862 werden zij weder voortgezet. Den adsistent Jaeger, die in het jaar 1859 de korresponderende waarnemingen verrigtte, was op zyne dienstreis in 1861 een gelijk lot getroffen, als mij twee jaren vroe- ger, doch veel ernstiger, daar eene nagenoeg geheele blindheid van het regter-, zich paarde aan eene verzwakking van het linker oog, en een tweejarig verlof naar Europa voor hem dringend noodzakelijk werd geacht. Hij werd vervangen door den luitenant ter zee tweede klasse F. W. Voswinkel Dorselen. In een vorig verslag is vermeld, dat deze van 5 Augustus tot 16 September 1862 eene expeditie naar Belitong gemaakt had ter bepaling van eenige punten aldaar en van het Ondiepwater-eiland.

1874: leider expeditie Venusovergang op Réunion (Oudemans staande in witte pak, naast hem van den Sande Backhuysen (latere dir. Leidse Stw.)

Martinus Hoek (1834-1873) Directeur 1859- Studeerde in Leiden waar hij Oudemans opvolgde als assistent (overleed aan tuberculose, net als zijn 3 zusters) Beroemd om zijn poging de “etherwind” als gevolg van de beweging van de Aarde met 30km/sec om de zon te meten(1868) The Hoek Experiment (1868) by Doug Marett (2010)     Martinus Hoek performed an experiment in 1868 attempting to see if it is possible to detect the movement of the earth using an  interferometer where the index of refraction of the light paths is different in the different arms.  The interferometer can be understood using Fig. 1:      Light leaves the source and is split into two paths at the beam-splitter BS. The blue light path goes along arm 1 to 2 to 3 to 4 and then exits at the detector. The red light path goes along arm 4 to 3 to 2 to 1 and then exits at the detector. The two beams are made to interfere at the detector, and any shift in the interference pattern would reveal a difference in the propagation time between the two paths. All of the arms are in air, except for arm 3, which is in water, which has an index of refraction of 1.333. If we consider the expected speed of light from classical Galilean addition of velocities, and assuming a preferred frame for light (a medium in which the speed of light is constant, such as an ether ) moving in the direction of the arrow,  the time for light to travel each path would be: Arm 1 Arm 2 Arm 3 Arm 4 Blue L1 / (c + v) L2 / c L3 / (c/n  - v) L4 / c Red path L1 / (c - v) L3 / (c/n + v)  Where: L = length of each arm ,      c = speed of light in preferred frame ,      v = velocity of preferred frame       n = refractive index of water =  1.333                             Arm 3 lies on the W to E line of the compass.   If the device is then rotated 90 degrees so that arm 3 now lies N-S, we would get: Blue path L1 / c L2 / (c - v) L3 / (c/n)  L4 / (c +v) T h e H o e k E x p er i m e nt (1 8 6 8) by Do ug Mar ett (20 10)      Mar tinu s Hoe k perf orm ed an exp eri me nt in 186 8 atte mpt ing to see if it is pos sibl e to dete ct the mo ve me nt of the eart h usin g an   inte rfer om eter whe re the ind ex of refr acti on of the ligh t pat hs is diff ere nt in the diff ere nt arm s.   The inte rfer om eter can be und erst ood usin g Fig. 1:      Lig ht leav es the sou rce and is spli t into two pat hs at the bea m- spli tter BS. The blu e ligh t pat h goe s alo ng arm 1 to 2 to 3 to 4 and the n exit s at the dete ctor . The red ligh t pat h goe s alo ng arm 4 to 3 to 2 to 1 and the n exit s at the dete ctor . The two bea ms are ma de to inte rfer e at the dete ctor , and any shif t in the inte rfer enc e patt ern wo uld rev eal a diff ere nce in the pro pag atio n tim e bet wee n the two pat hs. All of the arm s are in air, exc ept for arm 3, whi ch is in wat er, whi ch has an ind ex of refr acti on of 1.3 33. If we con side r the exp ecte d spe ed of ligh t fro m clas sica l Gal ilea n add itio n of vel ocit ies, and ass umi ng a pref erre d fra me for ligh t (a me diu m in whi ch the spe ed of ligh t is con stan t, suc h as an ethe r ) mo vin g in the dire ctio n of the arro w,   the tim e for ligh t to trav el eac h pat h wo uld be: I f t h e d e v i c e i s t h e n r o t a t e d 9 0 d e g r e e s s o t h a t a r m 3 n o w li e s N - S , w e w o u l d g e t: n = r e f r a c ti v e i n d e x o f w a t e r =   1 . 3 3 3                                             A r m 3 li e s o n t h e W t o E li n e o f t h e c o m p a s s .   W h e r e : L = l e n g t h o f e a c h a r m ,        c = s p e e d o f li g h t i n p r e f e r r e d f r a m e ,        v = v e l o c it y o f p r e f e r r e d f r a m e          L2 / (c + v) L4 / (c - v) A f t e r a d d i n g a ll t h e s e ti m e q u a n ti ti e s i n e a c h d i r e c ti o n , a n d s u b t r a c ti n g t h e W - E o r i e n t a ti o n ti m e d i f f e r e n c e f r o m t h e N - S o r i e n t a ti o n ti m e d i f f e r e n c e , w e g e t t h e e x p e c t e d f r i n g e s h i f t f r o m o n e o r i e n t a ti o n t o a n o t h e r . T h i s c a l c u l a ti o n c a n b e s e e n i n t h e  i n t e r a c ti v e H o e k   W e b a p p p r o v i d e d o n t h i s s it e . I f w e a s s u m e a ll a r m l e n g t h s a r e o n e m e t e r , a n d t h e v e l o c it y o f t h e p r e f e r r e d f r a m e i s t h e v e l o c it y o f t h e e a r t h i n it s o r b it a r o u n d t h e s u n o f 3 0 k m / s , t h e n t h e e x p e c t e d ti m e d i f f e r e n c e w o u l d b e : D t = 5 . 1 8 E - 1 3 s e c o n d s s o t h e e x p e c t e d f r i n g e s h i f t b e t w e e n t h e t w o b e a m s w o u l d b e :             D t * c /  l   = 2 4 6 f r i n g e s .    H o w e v e r , H o e k d i d n o t s e e a n y f r i n g e s h i f t s a t a ll . S e e h i s o r i g i n a l  H o e k p a p e r i n E n g li s h h e r e .   H o e k d e c i d e d t h a t t h e r e m u s t b e s o m e f a c t o r   j , s u c h a s a d r a g g i n g o f t h e e t h e r b y t h e e a r t h a s it m o v e s t h r o u g h s p a c e , t h a t w a s o b s c u r i n g t h e e x p e c t e d f r i n g e s h i f t. I f    j   = 0 t h e n t h e r e w o u l d b e n o e t h e r d r a g , a n d i f    j   = 1 t h e n t h e r e w o u l d b e f u ll e t h e r d r a g . T h i s w a s r e - e x p r e s s e d a s f o ll o w s : A r m 3 i n li n e W t o E .  L1 / (c + v - j) L3 /(c/n - v + j) L1 / (c - v + j) L3 /(c/n + v - j) L2 / (c - v + j) L4 / (c +v - j) L2 / (c + v - j) L3 / (c/n) L4 / (c - v + j) T h e v a l u e o f    j  t h a t e x a c tl y r e s u lt e d i n a n u ll r e s u lt f o r t h e e x p e r i m e n t w a s :              j   = v ( 1 - 1 / n 2 ) w h e r e :       v = v e l o c it y o f e t h e r e x p e r i e n c e d b y e a c h a r m ,                                    n = r e f r a c ti v e i n d e x o f a r m . T h i s v a l u e f o r    j   w a s t h e w e ll k n o w n F r e s n e l D r a g c o e f f i c i e n t.

Uitbreidingen onder Hoek (1859-’73), Oudemans (1875- ‘98) en Nijland (1898 -1936): collegezaal, bibliotheek en woonhuis

Verbouwing 1908: linker deur – sterrenwacht; rechts – woonhuis (met 7 slaapkamers!)

De Utrechtse sterrenkunde blonk altijd uit door zijn uitstekende didactische opleiding Voorbeelden van door Nijland opgeleide Internationaal werkzame sterrenkundigen (astrometristen): Adriaan van Maanen (1884-1946) (Sinds 1912 op Mount Wilson ster- renw., California), onder meer be- kend van de Ster van van Maanen A.A. Nijland (1868-1936), Directeur-hoogleraar1898- 1936 Piet van de Kamp (1901-1995), die al in 1923 naar Amerika vertrok, en later Directeur werd van de Sproul Sterrenwacht in Pennsylvania (1937-1972). Hij werd in 1937 gevraagd Nijland op te volgen, maar verkoos Sproul Observatory (Swarthmore College).

Nijland bepaalde met de Merzkijker nauwkeurige visuele lichtkrommen van meer dan 40 Lang Periodieke Veranderlijken

Was Luitenant ter Zee (1895-1903). In 1903 op de Sterrenwacht aangesteld als Observator, studeerde Sterrenkunde (1903-1911), Promoveerde in 1915 Voortreffelijke docent en popularisator van de sterrenkunde (Piet van de Kamp: “Hij was een prachtkerel”) Jan van der Bilt (1876- 1962); lector 1920-1938

Nijland overleed in 1936 In zijn plaats werd Minnaert benoemd tot directeur van de sterrenwacht Hij had juist daarvóór een prachtig aanbod voor Chicago met de Yerkes sterrenwacht afgeslagen Met Minnaert deed de astrofysica zijn intree in Utrecht

Minnaert, Vlaamse bioloog die 1918 naar Nederland vluchtte en een plaats vond in het Fysisch Lab. In Utrecht

Minnaert en Donald Menzel (Harvard University) ontwikkelden rond 1930 onafhankelijk van elkaar de methode waarmee men uit het spectrum (het licht) van Zon en sterren kan bepalen HOEVEEL van elke stof er in deze hemellichamen aanwezig is: de zgn. “Groeikromme- methode” (de naam is afkomstig van Minnaert, oorspronkelijk bioloog). Minnaert zette met kracht de Utrechtse traditie van popularisering van wetenschap van Oudemans, Nijland en van der Bilt voort. Marcel G.J.Minnaert (1893- 1970) , directeur 1937 -1963

Minnaert was in 1942 gevangen gezet in een gijzelaarskamp Minnaert was in 1942 gevangen gezet in een gijzelaarskamp. Keerde april 1944 terug. Verwelkomd door het personeel, inclusief de onderduikers

In 1961 ontstond de Utrechtse afdeling Ruimteonderzoek onder leiding van Kees de Jager, die in 1963 Minnaert opvolgde als Directeur van der Sterrenwacht. Het Ruimteonderzoek lab groeide in tien jaar uit tot het grootste van Nederland, met thans ca 170 personeelsleden. In1983 werd dit , tezamen met de Leidse en Groningse Ruimte laboratoria, een onafhankelijk instituut onder NWO, met de naam SRON. Utrecht ontwikkelde veel nieuwe instrumenten waaronder de eerste ultraviolet sterspectrograaf ter wereld in een satelliet (1972), en Röntgentelescopen in eerste Nederlandse satelliet ANS (1973-1975), later: in de BeppoSAX satelliet , in het XMM-Newton Observatorium van ESA en het Chandra Observatorium van NASA Kees de Jager (geb. 1921)

Het laboratorium begon op Sonnen- borgh, in het witte gebouwtje, Een camera voor de fotografie van zonnevlammen in harde Röntgenstraling in de Amerikaanse Solar Maximum Mission(in laboratorium op de Beneluxlaan) Het laboratorium begon op Sonnen- borgh, in het witte gebouwtje, breidde uit naar Servaesbol- werk, daarna naar Huizingalaan, dan naar Beneluxlaan (Kanaleneiland) en ten slotte naar Uithof.

Een bloeiend instituut dat in 1993 haar 350ste verjaardag vierde,na in de jaren 80 naar de Uithof te zijn verhuisd