Al in de middeleeuwen werden brillenglazen geslepen. Waarom duurde het dan zo lang eer in 1608 de combinatie van twee lenzen een bruikbare telescoop* opleverde?
In dat jaar demonstreerde de in Middelburg woonachtige Hans Lipperhey een ‘Seecker instrument om verre te sien’, aan prins Maurits in Den Haag.
Het antwoord op deze vraag is niet zo gemakkelijk te geven, maar duidelijk is wel dat zowel het allerbeste glas als de beste slijptechnieken aanwezig moeten zijn om uit de combinatie van twee gewone brillenglazen een bruikbare telescoop te kunnen samenstellen. Uit de correspondentie van Galileo Galileï weten we hoezeer hij zelf worstelde met het probleem om goede lenzen voor zijn telescopen te maken.
De pupil van het menselijk oog heeft een opening van ongeveer 2 mm (in daglicht). Kijken we met ons oog direct door een brillenglas, dan kijken we slechts door ongeveer 3 mm van de lens. Als we met ons oog draaien, dan kijken we elke keer door een ander klein deel van het brillenglas. In het geval de lens niet perfect sferisch is geslepen, is er niets aan de hand, want ook al is de brandpuntsafstand iets afwijkend, dan corrigeert ons oog dat wel. Om die reden geven relatief slecht geslepen (asferische) lenzen toch nog een goed beeld. De brillen die in de middeleeuwen werden gemaakt en verkocht, voldeden dus best aardig. Ter verduidelijking: sferische lenzen hebben een bolvormig oppervlak dat als deel kan worden gezien van een perfecte bol. Asferische lenzen zijn in feite alle lenzen die hiervan afwijken.In een telescoop worden lenzen echter op een heel andere manier gebruikt dan in brillen. Hier zorgt de opening van het objectief (de voorste lens) als geheel voor het beeld en omdat een tweede lens, het oculair, dit beeld nog eens flink kan vergroten, moet het objectiefglas juist van uitstekende kwaliteit zijn. We hebben dus niet alleen goed glas nodig, (zonder de destijds veel voorkomende gasbellen), ook moeten we het sferisch slijpen van lenzen perfect onder de knie hebben.
Hoe werden lenzen in de vroege 17e eeuw eigenlijk geslepen? Welke technieken werden er toegepast? Laten we een kijkje nemen in de werkplaats van een lenzenslijper of brillenmaker uit die tijd. Op zijn werkbank lagen diverse gereedschappen om glas te bewerken. Het glas haalde de ambachtsman uit de glasfabriek uit de buurt. In het geval van de Middelburgse slijpers was dit vrij eenvoudig. Middelburg had immers de oudste en wellicht beste glasblazerij van de Noordelijke Nederlanden binnen haar vesten. Uit het vlakglas sneed hij handmatig rondjes met een doorsnede van ongeveer 3 cm. Speciaal hiervoor had hij een stuk handgereedschap gemaakt, zoals in de bovenste illustratie te zien is. Vervolgens plakte hij twee glasplaatjes met bijenwas op elkaar. De ene was bedoeld om te kunnen slijpen, de ander diende louter als versteviging tijdens het bewerkingsproces.
In een plaat koper werd met een hamer een mal geklopt die de gewenste sferische bolvorm had. Deze mal werd op de as van een slijpmachine bevestigd. Op vernuftige wijze kon de as snel rond gedraaid worden, waardoor de mal eveneens in een snelle ronddraaiende beweging kwam. Op een soort stamper die veelal van marmer, maar ook wel van ijzer of hout gemaakt was, werden de twee op elkaar geplakte glasplaatjes bevestigd. Deze stamper werd met de glasplaatjes naar onder, op de mal gedrukt, zodat het glas, met behulp van slijppoeder, in de gewenste bolvorm op de machine kon worden geslepen.
Het slijppoeder werd ‘zand’ genoemd maar bestond uit veldspaat en quartz. Veldspaat is een veel voorkomend mineraal. Maar liefst 60% van de aardkorst bestaat er uit. Tenslotte werd de geslepen lens op een snel ronddraaiende houten schijf, voorzien van een stuk leer, gepolijst met tripoliet of tin-oxide. Tripoliet bestaat uit de schelpen van kiezelwieren (diatomeeën) en is feitelijk niets anders dan heel fijn quartzpoeder.Deze manier van lenzen slijpen is eigenlijk honderden jaren onveranderd gebleven. De brillenmaker maakte er een bril van door de lenzen in een metalen of lederen vatting te bevestigen. De kwaliteit was goed genoeg, voor een bril, maar de telescopenbouwer stond voor een groot probleem. Verreweg de meeste lenzen waren met deze methode gewoonweg niet goed genoeg om een kijker te kunnen construeren, vanwege het asferische oppervlak.
Om voor telescopen geschikte lenzen te kunnen maken moest dus een andere techniek bedacht worden. Het lijkt er op dat in Middelburg, in 1608, die techniek ontwikkeld was. Hans Lipperhey, de lenzenslijper die in september van dat jaar zijn ‘buyse om verre te sien’ had gedemonstreerd aan prins Maurits in Den Haag, verstond in elk geval die kunst, want hij was in staat om op 11 december 1608, op verzoek van de Staten-Generaal, een binoculair te presenteren. Dus, een instrument, bestaande uit twee parallelle buizen die een goed beeld gaf en waar je met beide ogen door kon kijken. Deze werd, na beoordeling, goedgekeurd en hij mocht er nog twee maken. Hiervoor werd hij rijkelijk beloond. Van het verkregen geld kon hij zelfs een huis kopen, inderdaad, het was een bijzondere prestatie, want pas in 1823 werden de eerste commercieel succesvolle binoculairs geproduceerd door Friedrich Voigtländer in Wenen. Slechts een handvol instrumentmakers had dit in de tweehonderd jaar daarvoor geprobeerd. Hans Lipperhey verdient dus alleen al wat dat betreft enorm veel krediet. Hij was een echte vakman!
Wie in 1608 of 1609 een telescoop wilde hebben voor astronomische doeleinden, moest aankloppen bij een ‘Hollander’. In ‘Holland’ (lees: Middelburg) was het beste Venetiaanse glas voorhanden én de beste slijptechniek. Dit weten we, omdat de Duitse astronoom Simon Marius in 1609 op zoek was naar goede lenzenslijpers in Duitsland om een goede telescoop te kunnen bouwen. Hij kwam uiteindelijk in ‘Holland’ terecht. Ergens anders werd op dat moment de kunst blijkbaar niet verstaan. Fred Watson, de schrijver van het boek ‘Sterrenkijker’ schrijft: ‘Zelfs de bedreven lenzenslijpers van Neurenberg – de beste van Duitsland – konden ze (goede lenzen voor een telescoop) niet leveren.’
Marius had in november 1609 de planeet Jupiter ‘met sterren’ gezien en was bijzonder geïnteresseerd in een goede telescoop. Hij publiceerde in 1614 ‘Mundus Jovialis’ (‘De wereld van Jupiter’) waarin hij schrijft over zijn Jupiterwaarnemingen. Hoewel Galileo Galileï als ontdekker van de maantjes van Jupiter wordt beschouwd, was hij beslist niet de eerste die de telescoop op de hemel richtte, maar anderen vóór hem (waaronder Marius), publiceerden hun waarnemingen later. Simon Marius wordt niet beschouwd als een medeontdekker van de manen van Jupiter. Marius schrijft dat hij de manen op dezelfde dag als Galileï voor het eerst gezien heeft, maar hij geeft de datum in het Juliaanse systeem. Uiteindelijk zegt hij dat Galileï ze in Italië heeft ontdekt, en hijzelf in Duitsland. Zijn claim wordt niet als geloofwaardig beschouwd. Galileï publiceerde in 1610, slechts 10 dagen na het beëindigen van zijn Jupiterwaarnemingen, razendsnel zijn eerste waarnemingen, zodat hij de geschiedenis is ingegaan als de ontdekker van de Jupitermanen. Wellicht wist Galileï dat anderen ook de hemel afspeurden met de nieuwe uitvinding.
Wat Lipperhey nu precies ontdekt had om voor telescopen geschikte lenzen te maken is niet met zekerheid te zeggen. Als we middeleeuwse lenzen aan een kwaliteitstest onderwerpen, dan blijkt dat feitelijk alleen het middelste centrale deel van de lens positief deze test doorstaat. Lipperhey had dus ofwel een slijptechniek ontwikkeld die de gehele lens verbeterde, ofwel ontdekte hij het belang van het diafragma. Door de lens te diafragmeren gebruik je immers alleen het centrale, goede, deel van de lens en krijg je wél een goed beeld. Als we naar de eerste bruikbare telescopen kijken, dan zijn de lenzen allemaal voorzien van een diafragma. Ook de telescopen van Galileo Galileï.
Hieronymus Sirturus uit Milaan, die veel reisde om alles te weten te komen over de telescoop, schreef vermoedelijk in 1612 een boek (publicatie pas in 1618) waarin hij zich beklaagde over de slijptechniek van lenzenslijpers. Hoofdstuk drie van zijn boek ‘Telescopium’ draagt de titel: ‘Over het hedendaagse verval van de Kunst’ (van het slijpen). Deze titel zegt genoeg en Sirturus komt met een aantal aanbevelingen om betere sferische lenzen te slijpen.
Een van die aanbevelingen betreft het beter sferisch krijgen van de mal. De koperen mal werd hol geklopt met een hamer, maar dit veroorzaakte kleine oneffenheden. Door met een vijl deze oneffenheden weg te vijlen, werd de mal gladder. Ook het gebruik van vloeibaar lood om de putjes te vullen werd door hem aanbevolen. Verder gaf hij ook nog tips om de bolvorm beter te kunnen bepalen.
Al deze aanbevelingen zorgden ervoor dat de kwaliteit van de lenzen sterk verbeterde. De een na de andere wetenschapper trad naar buiten met schitterende waarnemingen. Halverwege de 17e eeuw waren er al complete maanatlassen. De telescopen werden groter en groter en hoewel de telescopen natuurlijk voor wetenschappelijke doeleinden waren bedoeld, bracht een grote telescoop in je tuin of op je dak enige status met zich mee. Wat dát betreft is er in 400 jaar niks veranderd…….
*In dit artikel gebruik ik gemakshalve het woord ‘telescoop’, hoewel het woord pas drieënhalf jaar na de uitvinding werd bedacht (telescopium = het verziend instrument). Ten tijde van de uitvinding werd het instrument ‘het instrument omme verre te sien’ genoemd. Ook een mooie: ‘inventie omme het gesichte verre te doen uuytstrecken’. Elders in Europa kreeg de nieuwe uitvinding benamingen van dezelfde strekking. ‘Fernrohr’ in Duitsland, ‘verrekijker’ in het Nederlands.
Bronnen:
Fred Watson ‘Stargazer’
Rolf Willach, ‘Der Lange Weg zur Erfindung des Fernrohres’ 2007
Internet: www.dbnl.nl – Digitale Bibliotheek van de Nederlandse Letteren.
