Astrolabium was middeleeuwse smartphone

In de middeleeuwen zaten geleerden over een instrument gebogen dat bijna alles kon. Het astrolabium vertelde hen hoe laat het was en waar ze zich bevonden, las de sterrenhemel af en voorspelde zelfs de toekomst.

In de middeleeuwen zaten geleerden over een instrument gebogen dat bijna alles kon. Het astrolabium vertelde hen hoe laat het was en waar ze zich bevonden, las de sterrenhemel af en voorspelde zelfs de toekomst.

SCIENCE & SOCIETY PICTURE LIBRARY/Getty Images & shutterstock

‘Kleine Lewis, mijn zoon. Ik zie dat je talent hebt voor wetenschap, cijfers en meten, en ik zie dat je vooral veel belangstelling hebt voor het astrolabium.’

Met deze woorden begon de Engelse dichter Geoffrey Chaucer in 1391 een handboekje voor zijn 10-jarige zoon Lewis, die op het punt stond te gaan studeren in Oxford.

Samen met het handboek gaf Chaucer de jongen ook een heus astrolabium: een klein, rond meetinstrument met een diameter van zo’n 15 centimeter. Hiermee kon Lewis niet alleen meten hoe laat het was en de windrichtingen bepalen, maar hij kon er ook de baan van de planeten over de hemel mee voorspellen.

Het astrolabium beschikte over tal van functies, maar je moest er wel mee leren omgaan. De tekst van Chaucer was het eerste handboek in het Engels dat de lezer een inleiding gaf in het fantastische instrument.

Geoffrey Chaucer gold in de middeleeuwen als de grootste dichter van Engeland. Hij is vooral bekend van de Canterbury Tales.

© Stock Montage/Getty Images

De studiegenoten van Lewis in Oxford zouden stikjaloers zijn op de dichterszoon met zijn fraaie astrolabium, waarmee hij goed beslagen ten ijs kwam in de middeleeuwse wereld.

Het instrument werd bijvoorbeeld door priesters gebruikt om te bepalen wanneer het tijd was voor gebed, boeren konden er de seizoenen mee volgen en zeelieden konden uitvogelen waar ze zich precies bevonden. Maar het astrolabium verenigde de wereld niet alleen, maar maakte haar zelfs groter.

100 jaar nadat Chaucer zijn handboekje schreef, wapenden Europese ontdekkingsreizigers zich met het meetinstrument om de witte vlekken op de wereldkaart in te vullen en uiteindelijk enorme rijken te stichten.

Het oudste Europese astrolabium dat tot op heden bewaard is gebleven, dateert van 1326.

© The British Museum & Shutterstock

Kameel trapt op de wereld

Chaucer had het astrolabium dat hij zijn zoon schonk niet zelf ontwikkeld. Het instrument is een oeroude uitvinding, volgens de overlevering in de 1e eeuw n.Chr. gedaan door de Griekse astronoom Ptolemaeus.

Naar verluidt kwam Ptolemaeus op het idee toen een kameel op zijn model van de aarde stapte en dat platdrukte. Ptolemaeus besefte dat hij een plat model van de hemel kon maken, dat hij met getallenreeksen en vizieren kon omtoveren tot een meetinstrument.

Hoewel Ptolemaeus het astrolabium vaak ter hand nam, is het waarschijnlijk een broodje-aapverhaal. We weten dat het toestel al in de 3e eeuw v.Chr. werd gebruikt, toen de Griek Apollonius van Perga gewag maakte van een dergelijk instrument waarmee hij geometrische berekeningen van de hemelichamen maakte.

De Griekse wiskundige Ptolemaeus wordt vaak genoemd als de vader van het astrolabium, maar het instrument gaat nog verder terug.

© Museo del Louvre

Vele eeuwen lang werd het astrolabium doorontwikkeld, maar het principe bleef hetzelfde – en het was briljant. Een astrolabium bestaat uit een platte schijf, waarvan beide kanten gebruikt kunnen worden voor metingen en berekeningen, onder meer met een gradenschaal aan de rand van de schijf.

De voorkant stelt de sterrenhemel voor. De draaibare rete toont de baan van de zon en belangrijke sterren in de loop van het jaar. Door hem in te stellen kun je een nauwkeurig beeld krijgen van de sterrenhemel die de eigenaar op dat moment boven zich zou moeten zien.

De achterkant dient vooral voor gradenmeting. In het midden zat een liniaal, de alhidade, die gedraaid kon worden en een vizier heeft. Door de schijf loodrecht aan een touw te hangen, kon het vizier op de zon of een andere ster gericht worden, waarna de stand van het hemellichaam af te lezen was op de schaal aan de zijkant van het astrolabium.

Zelfs in deze eenvoudige vorm kon je een astrolabium bijvoorbeeld gebruiken om de tijd te berekenen aan de hand van de stand van de zon of een ster. En in de 1000 jaar na zijn uitvinding werd het instrument alleen maar geavanceerder.

Moslims hebben een wegwijzer nodig

Hoewel Ptolemaeus het astrolabium niet bedacht heeft, zijn er veel aanwijzingen dat de Griekse astronoom het wel heeft helpen verspreiden. In zijn woonplaats Alexandrië, in de Romeinse provincie Egypte, omarmden de geleerden het toestel, en in de 4e eeuw schreef de wiskundige Theon van Alexandrië de eerste bekende handleiding.

Via de Griekse geleerden in dienst van vorsten in het Midden-Oosten en Noord-Afrika bereikte het astrolabium de Arabische wereld, waar aanvankelijk echter slechts een kleine groep van voornamelijk hofastrologen de vaardigheden bezat om het instrument met zijn vele draaibare onderdeeltjes te bedienen.

Arabische astrolabia waren vaak voorbeelden van uitstekend vakmanschap. Op dit 12e-eeuwse exemplaar uit Syrië zijn de sterrenbeelden afgebeeld als mensen en dieren.

© Daderot

Het astrolabium brak pas echt door toen een nieuwe godsdienst zich in de 6e eeuw door het Midden-Oosten verspreidde: de islam. Een van de fundamenten van het geloof waren de vijf dagelijkse gebeden, die op precieze tijdstippen moesten plaatsvinden en met het hoofd naar de heilige stad Mekka gericht.

Voor vroege moslims was het lastig uit te vogelen wanneer ze moesten bidden en in welke richting ze hun hoofd moesten draaien. Het astrolabium was voor hen een geschenk uit de hemel.

Met het instrument op zak hoefde een moslim de gebedstijden nooit te missen, en anders dan andere apparaten waarmee tijd en richting konden worden bepaald, was het astrolabium zo klein dat hij het altijd mee kon nemen en ook onderweg kon raadplegen.

Het duurde niet lang of de hele Arabische wereld liep met een astrolabium rond. En islamitische astronomen verbeterden het instrument om er gebeurtenissen als de stijging en daling van het waterpeil in de Nijl en het verschijnen van bepaalde sterrenbeelden mee te kunnen berekenen.

‘Uw lichaam en uw intelligentie zijn zo mooi en precies als een astrolabium.’ De Perzische dicher Rumi in de bundel ‘Masnavi-ye Manavi’ (ca. 1258)

Het astrolabium werd ook van grote politieke betekenis, onder meer onder kalief Al-Mansoer, die van 754 tot 775 regeerde. Hij raadpleegde zijn astrologen over alle belangrijke beslissingen, zoals de vraag wat hij moest doen met ontevreden familieleden of wanneer in 762 hij de stad Bagdad moest stichten. En die astrologen waren niets zonder hun astrolabium.

Astrolabiummakers waren gespecialiseerde en gerespecteerde ambachtslieden, en de beste werden in dienst genomen door de Arabische emirs. Een van hen was Mariam al-Asturlabijja, die, zoals de naam al suggereert, de dochter van een astrolabiummaker was.

Zij bouwde halverwege de 9e eeuw astrolabia voor de emir van Aleppo en was waarschijnlijk zeer bekwaam, want een vrouw kwam niet zomaar op zo’n positie.

Het astrolabium werd uiteindelijk zo bekend in de Arabische wereld dat de Perzische dichter Rumi het instrument rond 1258 als metafoor gebruikte:

‘Uw lichaam en uw intelligentie zijn zo mooi en precies als een astrolabium.’

Dag wordt ingedeeld

Via de moslims van het Iberisch schiereiland bereikte het astrolabium in de 10e eeuw Europa. Net als de Arabieren hadden de Europeanen geen praktische manier om de tijd te bepalen.

De meeste mensen keken naar de zon en konden aan de hand van de stand ervan schatten of het ochtend, middag of avond was. Voor boeren waren deze grove tijdsbepalingen meestal voldoende, maar monniken, die op bepaalde tijden de devoties moesten bijwonen, hadden het lastig.

De Bijbel stelde vast dat een dag 24 uur heeft – 12 ’s nachts en 12 overdag. Maar omdat de uren gebonden waren aan zonsopgang en zonsondergang, hing de lengte ervan af van het seizoen en was die erg moeilijk te berekenen.

In de winter, wanneer er weinig daglicht was, waren de uren overdag dus kort, maar ’s nachts juist lang, en in de zomer was het omgekeerd.

In Europa gebruikten vooral monniken en geleerden astrolabia.

© Photo 12/Getty Images

Veel kloosters probeerden dit probleem op te lossen met waterklokken, waarbij het water in een vast tempo druppelde, zodat een uur altijd even lang was. Maar die klokken waren niet bijster nauwkeurig, en ’s winters kon het water bevriezen en ’s zomers verdampen. Het astrolabium was een betere oplossing.

Maar omdat de Arabieren het flink hadden verbeterd, was het astrolabium nu een instrument met vele functies, naast het aangeven van de tijd. Eind 10e eeuw beschreef de Perzische wetenschapper Abd al-Rahman al-Sufi meer dan 1000 verschillende manieren waarop het astrolabium kon worden gebruikt.

Een bouwmeester kon het instrument bijvoorbeeld gebruiken om de grootte van zijn project te meten, en een krijgsheer kon van grote afstand de hoogte van de muren van een belegerd kasteel bepalen, zodat hij wist hoe lang de ladders voor zijn mannen moesten zijn.

Heren en vorsten konden berekenen wanneer het tijd was om belastingen te innen, en boeren konden erachter komen wanneer ze hun akkers moesten inzaaien om het seizoen optimaal te benutten.

Honderd-en-een manieren om de tijd te bepalen

Er waren vele manieren om de tijd bij te houden in de middeleeuwen. Maar het astrolabium was het nauwkeurigst van allemaal.

Astrolabia zijn teken van wijsheid

Dankzij hun vele mogelijkheden waren astrolabia – en mensen die de ingewikkelde instrumenten konden bedienen – in trek bij vorsten over de hele wereld.

Het instrument was onmisbaar binnen de astrologie, die als een wetenschap werd beschouwd, gelijkwaardig aan astronomie en wiskunde. Koningen raadpleegden een astroloog met astrolabium als ze wilden weten wanneer de sterren in de juiste stand stonden om oorlog te voeren, bondgenootschappen te sluiten of hun kinderen uit te huwelijken.

Omdat deze verfijnde instrumenten ook zeer kostbaar waren, groeiden ze uit tot gewilde statussymbolen. Zo werden ze een teken van zowel de wijsheid als de rijkdom van de vorst.

Wanneer er hoog bezoek was, werd de astrolabiumverzameling vaak tentoongesteld – vooral om de gasten jaloers te maken. De Franse koning Karel V (1338-1380) bezat maar liefst 12 astrolabia, waaronder een gouden en twee zilveren exemplaren.

‘Zijne majesteit liep voor op de besten op het gebied van astrolabiumlezen.’ De Indiase geschiedschrijver Abu Fadl over grootmogol Humayun

Sommige vorsten leerden zelf het instrument aflezen – omdat ze de gegevens van de astrologen niet vertrouwden of het gewoon leuk vonden om de stand van de hemellichamen te berekenen.

De Hongaarse koning Matthias Corvinus, die regeerde van 1458 tot 1490, had altijd zijn astrolabium op zak en gebruikte het om strategieën op het slagveld uit te stippelen en om de astrologisch beste dag te vinden voor het ondertekenen van verdragen.

Tegen die tijd was het toestel vrijwel wereldwijd in gebruik, en Europese ontdekkingsreizigers maakten melding van astrolabia aan het hof van onder meer Koeblai Khan in Mongolië, terwijl de Italiaanse avonturier Marco Polo beweerde dat de Chinezen in Peking er ook gebruik van maakten.

Een van de grootste astrolabiumfans was de Indiase grootmogol Humayun, die hele vermogens uitgaf aan bekwame instrumentenmakers. In de stad Jaipur waren talloze werkplaatsen waar astrolabia werden gemaakt voor de vorst, zijn hof en voor de export.

Toen Humayun in 1541 ging trouwen, werd de datum bepaald met een astrolabium. De historicus Abu Fadl schreef dat de grootmogol zelf een fervent gebruiker van het instrument was:

‘Zijne majesteit liep voor op de besten op het gebied van astrolabiumlezen.’

Van de oudheid tot in de 18e eeuw was het astrolabium de multitool van geleerden, die allerlei problemen kon oplossen. Ook nu nog kan het instrument je helpen in het dagelijks leven.

© Shutterstock

Wanneer gaat de zon onder?

Toen er nog geen elektrisch licht was, was het belangrijk te weten wanneer de zon opkwam en onderging, zodat je je werkdag kon plannen. Nu kun je een astrolabium bijvoorbeeld gebruiken om te bepalen wanneer de zon het hoogst staat als je wilt zonnebaden.

© Shutterstock

Waar ben ik?

Op basis van de zon of een heldere ster kon je nauwkeurig je positie bepalen op het land en op zee. Dat was heel nuttig als je schip was afgedreven door een storm of als je verdwaald was in de wildernis.

© Shutterstock

Wie ben ik?

Met behulp van een astrolabium kun je berekenen hoe belangrijke sterrenbeelden stonden tijdens je geboorte. Middeleeuwse wetenschappers waren ervan overtuigd dat astrologie een grote invloed heeft op je leven.

© Shutterstock

Hoe hoog is die muur?

Het is een eitje om de hoogte van objecten te berekenen met een astrolabium – een functie die zijn gewicht in goud waard is bij het bouwen van kathedralen. Dus pak je astrolabium erbij als je een carport gaat bouwen.

© Shutterstock

Welke kant moet ik op?

Het astrolabium kan als kompas dienen. Voor moslims was deze functie een uitkomst, want zij moeten tijdens het gebed hun hoofd naar Mekka richten. En tijdens de pelgrimstocht (hadj) vonden ze feilloos de weg naar Mekka.

Jan met de pet moet het doen met hout

Vrijwel alle middeleeuwse astrolabia die bewaard zijn gebleven, zijn van brons, koper of andere metalen en zijn gemaakt voor de elite. Historici nemen echter aan dat verreweg de meeste instrumenten van hout waren en daarom vergaan zijn.

Deze goedkope astrolabia waren eenvoudig, gemakkelijker te gebruiken en ontworpen voor specifieke taken. Zo had een architect voldoende aan een astrolabium waarmee hij hoogten en hoeken kon berekenen en de datum en tijd kon bepalen.

Simpele astrolabia konden door timmerlieden worden gemaakt. In Europa ontstonden kleine werkplaatsen waar handwerkslieden astrolabia en andere meetinstrumenten bouwden voor de gestaag groeiende burgerij van de steden.

Als het astrolabium mee op reis gaat, moet de achterplaat verwisseld kunnen worden. Die toont de sterrenhemel op een specifieke breedtegraad.

© Evan Bench

Eind 14e eeuw besefte de Franse uitvinder Jean Fusoris in Parijs dat hij veel geld kon verdienen als hij zijn ontdekkingen en suggesties voor het verbeteren van astrolabia niet alleen opschreef, maar ze ook daadwerkelijk doorvoerde. Zijn winkel met eenvoudige, fraaie astrolabia groeide uit tot de grootste instrumentenmakerij van Europa.

De meeste timmerlieden gebruikten echter astrolabiumhandleidingen, vaak vertaald uit het Arabisch, als ze een instrument bouwden voor een klant.

Uit deze teksten blijkt dat het astrolabium steeds populairder werd. Terwijl er maar 10 van deze werken uit Europa bekend zijn die van vóór de 13e eeuw dateren, is dat cijfer begin 15e eeuw ruim vertienvoudigd. Een ervan is Chaucers handboek voor zijn zoon.

Astrolabium maakt wereld kleiner

Hoewel het instrument ook zeevaarders veel mogelijkheden bood, hadden niet veel kapiteins in Europa belangstelling voor het astrolabium. Zij navigeerden op de Poolster.

Maar toen Portugese ontdekkingsreizigers in 1474 de evenaar overstaken, verdween die ster achter de horizon. Daarom riep de Portugese prins Hendrik de Zeevaarder in 1484 een commissie in het leven die de beste manier moest vinden om het astrolabium op zee te gebruiken.

De Portugezen ontwikkelden een nieuwe versie van het instrument, waarbij de verwisselbare binnenplaat, waarop gewoonlijk de sterrenhemel te zien was, werd verwijderd. Zo kon de zeewind dwars door het toestel blazen zonder dat de metingen werden verstoord.

Het astrolabium werd ook groter en robuuster met brons- en koperlegeringen die bestand waren tegen de zoute omstandigheden van de zee zonder te roesten of krom te trekken. Deze versie werd een zeeastrolabium genoemd.

Zeeastrolabia waren niet zo geavanceerd als de klassieke, maar waren stabiel en konden tegen zout water.

© Pierre5018 & Shutterstock

In 1487 kreeg het nieuwe instrument zijn vuurdoop toen de Portugese ontdekkingsreiziger Bartolomeu Dias om de zuidpunt van Afrika wilde varen om een zeeroute naar India te vinden.

Tot dan toe was geen enkele Europeaan daarin geslaagd, en het leek een onmogelijke opgave. Het nieuwe astrolabium hielp ook niet veel, want Dias’ bescheiden vloot van drie schepen kwam in een hevige storm terecht die de vaartuigen tegen de scherpe riffen voor de Zuid-Afrikaanse kust dreigde te slaan.

13 dagen lang waren de schepen een speelbal van de wind, en uiteindelijk hadden de zeelieden geen idee meer waar ze waren. Maar in januari 1488, toen de storm was gaan liggen, kon Dias met een astrolabium het zuiden vinden, waar hij winden verwachtte die hen naar het oosten zouden voeren.

De manoeuvre van Dias was gewaagd, maar hij vertrouwde erop dat zijn instrument precies zou berekenen hoe ver de schepen moesten voor ze afbogen om de Afrikaanse kust weer te volgen. Als zijn astrolabium de verkeerde waarde zou meten, kon hij verdwalen op de eindeloze Indische Oceaan en zou het drinkwater opraken.

Er verstreek ruim een maand voor de uitkijk op 3 februari 1488 riep dat er land in zicht was. De schepen van Dias hadden Afrika gerond en bevonden zich nu ten oosten van Kaap de Goede Hoop.

De Franse ontdekkingsreiziger Samuel de Champlain gebruikte zijn astrolabium veelvuldig in Canada.

© Granger Import/Imageselect

Canada in kaart gebracht met astrolabium

De Franse kolonist Samuel de Champlain voer in 1608 naar Canada en stichtte er de stad Quebec. De Champlain verkende het onbekende land jarenlang en maakte nauwkeurige kaarten van de plaatsen die hij bereikte, waarbij hij ook zijn astrolabium gebruikte voor landmetingen.

Maar in mei 1613, toen De Champlain de rivier de Ottawa op voer, werden zijn kaarten een stuk minder gedetailleerd.

De verklaring daarvoor achterhaalden historici zo’n 250 jaar later, toen de 14-jarige boerenzoon Edward Lee in 1867 het astrolabium van De Champlain vond tijdens het rooien van bomen op het land van zijn vader.

De Champlain zou het astrolabium verloren hebben toen hij stroomversnellingen op zo’n 100 kilometer van Ottawa overstak. Zonder zijn kostbare instrument moest de Fransman zijn toevlucht nemen tot eenvoudiger methoden, en het resultaat was ernaar.

Het astrolabium van De Champlain werd in 1989 door de Canadese regering aangekocht en is nu te bezichtigen in het Canadian Museum of History in Quebec.

Atlantische Oceaan is veilig over te steken

Dankzij zijn succes werd Dias niet alleen een van de grootste Portugese zeevaarders, maar ging er een wereld open voor de Europese ontdekkingsreizigers. De Portugezen namen hun astrolabium altijd mee op reis, en andere naties volgden spoedig.

Christoffel Columbus had een astrolabium bij zich toen hij in 1492 Amerika ontdekte, en Vasco da Gama gebruikte een groot houten astrolabium toen hij in 1497 in de Sint-Helenabaai in Zuid-Afrika aan land ging. En Fernando de Magellan, die in 1519 als eerste rond de wereld voer, had maar liefst zeven astrolabia aan boord – zes van metaal en één van hout.

Reizigers werden vaak afgebeeld met een astrolabium – hier Christoffel Columbus op een houtsnede uit de late 15e eeuw.

© Stock Montage/Getty Images

Met het astrolabium in de hand werden nieuwe werelddelen ontdekt en werd de reistijd tussen de continenten aanzienlijk bekort. Het instrument maakte het ook mogelijk de machtige Atlantische Oceaan veilig over te steken.

Een kapitein die van Europa naar een kolonie in het Caribisch gebied wilde varen, zette eerst koers naar de Azoren of Kaapverdië om vers drinkwater in te slaan voor de rest van de reis. Dan voer hij naar het zuiden tot hij de breedtegraad van zijn eindbestemming bereikte.

Om het schip op de juiste breedtegraad te houden, werd het astrolabium dagelijks geraadpleegd. De methode was niet bepaald elegant, maar werkte wel en maakte de handel met de overzeese koloniën veel gemakkelijker.

Het astronomische uurwerk van Praag is nog steeds een bezienswaardigheid.

© Shutterstock

Oudste klok gebruikt zelfde principe

In 1410 konden de inwoners van Praag hun prachtige nieuwe astronomische uurwerk voor het eerst bewonderen. Het was gebaseerd op de principes van het astrolabium, maar was een stuk groter, en dat was een unicum.

De vele schijven van de klok zijn een uitvergrote versie van de tweedimensionale sterrenhemel met bewegende delen van de wijzerplaat van een astrolabium. Bovendien was het uurwerk een fraai staaltje handwerk.

Naar verluidt was de burgerraad van Praag zo tevreden over het werk van de klokkenmaker dat ze hem blind lieten maken om te voorkomen dat hij een andere stad ook zo’n fraai uurwerk zou schenken.

De inwoners hadden alle reden om trots te zijn op de klok, die de bewegingen van de maan en de zon en het ondergaan van de zon laat zien. Het is de op twee na oudste astronomische klok ter wereld en de oudste die nog in gebruik is.

Vier instrumenten vervangen multitool

Eeuwenlang was het astrolabium misschien wel het belangrijkste wetenschappelijke instrument. Maar uiteindelijk bleek dat de smartphone van die tijd toch niet altijd zo slim was. In de loop der jaren moest het astrolabium wijken voor andere instrumenten, die nauwkeuriger of praktischer waren.

Al in de middeleeuwen begonnen mechanische klokken het astrolabium te verdringen als tijdmeter. Vanaf de 14e eeuw verrezen er hoge klokkentorens, die iedereen in de wijde omtrek vertelden hoe laat het was.

Toen de Nederlander Christiaan Huygens in 1656 het slingeruurwerk uitvond, dat zo klein was dat het in een huiskamer kon staan, waren de dagen van het astrolabium als klok definitief geteld.

Het astrolabium is ook vereeuwigd op standbeelden, zoals in het Canadese Ottawa, waar Samuel de Champlain staat met het instrument dat hij tijdens zijn reis was kwijtgeraakt.

© Michael Jenner/Imageselect

Enkele decennia eerder hadden vindingrijke landmeters een telescoop aan hun astrolabium toegevoegd en zo de eerste theodoliet gecreëerd – een hoekmeetinstrument waarmee het eenvoudig is om afstanden te meten en bijvoorbeeld landlijnen uit te stippelen en wegen in te meten.

Het zeeastrolabium hield nog een eeuw stand, tot het werd vervangen door de sextant. Dit instrument werd in de jaren 1730 uitgevonden en was gebaseerd op het astrolabium, maar was nauwkeuriger en beter geschikt voor het verrichten van metingen op het dek van een schommelend schip.

Een tijdperk was voorbij. Zo’n 1000 jaar lang was het astrolabium een onmisbaar hulpmiddel voor iedereen, van astrologen tot zeelieden. Het kleine instrument maakte de middeleeuwen overzichtelijk en baande de weg naar koloniale rijken in de Nieuwe Wereld.