ΙΣΤΟΡΙΑ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑΣ

   Το τηλεσκόπιο, που βρισκόταν σε χρήση ήδη επί εξήντα χρόνια, λειτουργούσε με βάση τους φακούς. Το φως που περνά μέσα από έναν φακό κάμπτεται ελαφρά, καθώς διαθλάται, και εστιάζεται. Με αυτόν τον τρόπο, το μάτι βλέπει την εικόνα του τηλεσκοπίου πιο φωτεινή και μεγεθυσμένη. Τα τηλεσκόπια αυτά ήταν διαθλαστικά ή διοπτρικά τηλεσκόπια.
Δυστυχώς, όμως, οι φακοί διαθλούν σε διαφορετικό βαθμό τα διαφορετικά χρώματα, με αποτέλεσμα να σχηματίζεται ένα χρωματικό φάσμα. Έτσι, οι εικόνες των διαθλαστικών τηλεσκοπίων θαμπώνουν πάντοτε από ερυθρούς ή κυανούς δακτυλίους (χρωματική εκτροπή). Το πρόβλημα αυτό περιορίζεται, αν χρησιμοποιηθεί μόνο το κέντρο του φακού και αν επιτρέψουμε στο φως να εστιασθεί σταδιακά και σε σημαντική απόσταση από τον φακό. Αυτό σημαίνει όμως ότι τα τηλεσκόπια που επιτυγχάνουν μεγάλη μεγέθυνση θα έχουν αναγκαστικά μεγάλο μήκος και θα είναι δύσχρηστα.
Ο Νεύτων, χάρη στα πειράματα που έκανε με το φως,  κατάλαβε ότι είναι αδύνατον να υπάρξει φακός που να μην προκαλεί χρωματική θόλωση της εικόνας. Έτσι σκέφθηκε μια άλλη λύση. Στη θέση των κυρτών φακών μπορούν να χρησιμοποιηθούν κοίλα κάτοπτρα, τα οποία εστιάζουν το φως με ανάκλαση και όχι με διάθλαση. Αυτό θα έλυνε το πρόβλημα, αφού η ανάκλαση δεν παράγει χρωματικό φάσμα. Το 1668, ο Νεύτων κατασκεύασε το πρώτο κατοπτρικό ή ανακλαστικό τηλεσκόπιο και από τότε οι αστρονόμοι είχαν στη διάθεσή τους δύο είδη τηλεσκοπίων.

1671
ΟΙ ΔΟΡΥΦΟΡΟΙ ΤΟΥ ΚΡΟΝΟΥ
   Μέχρι τότε ήταν γνωστοί έξι δορυφόροι: τέσσερις του Δία (Ιώ, Ευρώπη, Γανυμήδης και Καλλιστώ), ένας του Κρόνου (Τιτάνας) και, φυσικά, ένας της Γης (Σελήνη). Ο Χόυχενς, σε μια ασυνήθιστη γι’ αυτόν στιγμή μυστικισμού, σκέφθηκε ότι οι έξι δορυφόροι αντιστοιχούν στους έξι πλανήτες (Ερμής, Αφροδίτη, Γη, Άρης, Δίας και Κρόνος). Έτσι υπάρχει ισορροπία και επομένως δεν πρέπει να αναμένονται ανακαλύψεις άλλων δορυφόρων.
Ο Κασσίνι  κατέρριψε την άποψη αυτή το 1671, όταν ανακάλυψε έναν δεύτερο δορυφόρο του Κρόνου, τον οποίο ονόμασε Ιαπετό. Μέσα στα επόμενα δεκατρία χρόνια ανακάλυψε τρεις ακόμη: την Ρέα, την Διώνη και την Τηθύ. (Τα ονόματα αυτά είναι ονόματα Τιτάνων της ελληνικής μυθολογίας. Συγκεκριμένα, ο Ιαπετός ήταν αδελφός του Κρόνου, ενώ η Ρέα, η Διώνη και η Τηθύς ήταν αδελφές του).

1672
Η ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΑΡΗ
   Δεκαεννέα αιώνες πριν, ο Ίππαρχος είχε υπολογίσει την απόσταση της Σελήνης. Από τότε, δεν είχε προσδιορισθεί η απόσταση κανενός άλλου ουράνιου σώματος. Οι παραλλάξεις των άλλων σωμάτων ήταν πολύ μικρές για να μετρηθούν με γυμνό μάτι και τα τηλεσκόπια δεν ήταν αρκετά ακριβή ώστε να δώσουν τα απαραίτητα στοιχεία.
Όμως, οι ελλειπτικές τροχιές και οι τρεις νόμοι της πλανητικής κίνησης του Κέπλερ είχαν επιτρέψει τη διαμόρφωση ενός μοντέλου του Ηλιακού Συστήματος σε σωστές αναλογίες. Αν προσδιοριζόταν η απόσταση ενός οποιουδήποτε πλανήτη, θα μπορούσαν τότε να υπολογισθούν οι αποστάσεις όλων των άλλων.
Το έργο αυτό το ανέλαβε ο Κασσίνι. Σκέφθηκε ότι το τηλεσκόπιό του μπορεί να είχε την απαραίτητη ακρίβεια, αν παρατηρούσε με αυτό τον Άρη από δύο μέρη με μεγάλη απόσταση μεταξύ τους. Έτσι, έστειλε έναν άλλο Γάλλο αστρονόμο, τον Ζαν Ρισέ (1630-1696) στο Καγιέν της Γαλλικής Γουιάνας, στα βόρεια παράλια της Νότιας Αμερικής.
Το 1672 ο Κασσίνι προσδιόρισε τη θέση του Άρη σε σχέση με τα άστρα παρατηρώντας τον από το Παρίσι. Χρησιμοποιώντας αυτό το στοιχείο σε συνδυασμό με την θέση του Άρη όπως φαίνεται από το Καγιέν, βρήκε την παράλλαξη του Άρη. Έτσι μπόρεσε να υπολογίσει την απόσταση ανάμεσα στον Άρη και στην Γη και από αυτήν να υπολογίσει την απόσταση των άλλων πλανητών του Ηλιακού Συστήματος.
Οι υπολογισμοί του έδειξαν ότι ο Ήλιος απέχει 140.000.000 χιλιόμετρα από τη Γη, σε αντίθεση με την απόσταση των 8.000.000 χιλιομέτρων που είχε υπολογίσει ο Αρίσταρχος. Η εκτίμηση του Κασσίνι ήταν μικρότερη της πραγματικής τιμής κατά 7%, αλλά ως πρώτη προσπάθεια ήταν πολύ καλή.
Για πρώτη φορά ο άνθρωπος απέκτησε μια ιδέα του πραγματικού μεγέθους του Ηλιακού Συστήματος. Ακόμη και με την μικρότερη τιμή που είχε υπολογίσει ο Κασσίνι, προέκυπτε ότι η τροχιά του Κρόνου, που ήταν ο πιο απομακρυσμένος γνωστός πλανήτης, είχε διάμετρο άνω των 2.560.000.000 χιλιομέτρων.
Εξάλλου, η απόσταση των αστέρων πρέπει να ήταν ακόμη μεγαλύτερη. Κανείς δεν ήξερε ακόμη πόσο μακριά μπορεί να βρίσκονται οι αστέρες, αλλά ο Κασσίνι έκανε τους ανθρώπους να αντιληφθούν για πρώτη φορά πόσο μικροί είμαστε εμείς και ο κόσμος μας σε σχέση με το Συμπάν. Ήταν το πρώτο από μια σειρά παρόμοιων σοκ που θα ακολουθούσαν.

1675
Η ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ
   Εκείνη την εποχή, κανείς δεν γνώριζε πόσο γρήγορα κινείται το φως. Ο Γαλιλαίος είχε προσπαθήσει να μετρήσει την ταχύτητά του με ένα πείραμα. Στάθηκε ο ίδιος στην κορυφή ενός λόφου και έβαλε έναν φίλο του να σταθεί στην κορυφή ενός άλλου λόφου. Και οι δύο κρατούσαν φανάρια με μαυρισμένα τζάμια ώστε να μην φέγγουν. Ο Γαλιλαίος αποκάλυπτε τη φλόγα του φαναριού του και τότε ο φίλος του έπρεπε να αποκαλύψει αμέσως τη φλόγα του δικού του. Ο χρόνος που θα περνούσε από τη στιγμή που ο Γαλιλαίος θα έστελνε το σήμα του ώσπου να δει το φως του άλλου φαναριού, θα ήταν ο χρόνος που χρειαζόταν το φως για να καλύψει αυτήν την απόσταση «μετ’ επιστροφής». Αλλά, το χρονικό διάστημα ήταν πάντα το ίδιο, όσο μεγάλη κι αν ήταν η απόσταση ανάμεσα στους δύο λόφους. Ο Γαλιλαίος κατάλαβε ότι, στην πραγματικότητα, μετρούσε τον χρόνο αντίδρασης του φίλου του και εγκατέλειψε την προσπάθεια. Προφανώς, η ταχύτητα του φωτός ήταν πολύ μεγάλη για να μετρηθεί με αυτόν τον τρόπο. (Υπήρχαν και ορισμένοι που πίστευαν ότι η ταχύτητα του φωτός είναι άπειρη).
Το 1675, όμως, ένας Δανός αστρονόμος, ο Ολάους Ρέμερ (1644-1710), παρατηρούσε με προσοχή τις κινήσεις των δορυφόρων του Δία από το Αστεροσκοπείο του Παρισιού, καταγράφοντας τη χρονική στιγμή στην οποία οι δορυφόροι περνούσαν πίσω από τον Δία και χάνονταν (την στιγμή, δηλαδή, που γινόταν η έκλειψη του κάθε δορυφόρου). Ο Κασσίνι είχε χρονομετρήσει αυτές τις κινήσεις με προσοχή και ο Ρέμερ έλεγχε τα δεδομένα του Κασσίνι. Προς μεγάλη του έκπληξη, ο Ρέμερ ανακάλυψε ότι οι εκλείψεις συνέβαιναν όλο και πιο γρήγορα στα διαστήματα του έτους κατά τα οποία η Γη, κινούμενη στην τροχιά της, πλησιάζει προς τον Δία, και όλο και πιο αργά όταν η Γη απομακρύνεται από τον Δία.
Ο Ρέμερ σκέφθηκε ότι αυτό μπορεί να συμβαίνει επειδή η ταχύτητα του φωτός δεν είναι άπειρη και επομένως το φως χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να καλύψει την απόσταση Δία-Γης, όταν η Γη βρίσκεται πιο μακριά (δηλαδή όταν βρίσκεται στην αντίθετη από τον Δία πλευρά του Ηλίου) και λιγότερο χρόνο όταν βρίσκεται πιο κοντά (όταν η Γη και ο Δίας βρίσκονται στην ίδια πλευρά του Ηλίου). Με βάση αυτές τις χρονικές διαφορές, ο Ρέμερ υπολόγισε ότι το φως πρέπει να κινείται με ταχύτητα 225.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο. Είναι τρία τέταρτα περίπου της πραγματικής ταχύτητας, αλλά για μια πρώτη εκτίμηση δεν ήταν κακή.
ΟΙ ΔΑΚΤΥΛΙΟΙ ΤΟΥ ΚΡΟΝΟΥ
   Ο Κασσίνι, μελετώντας τον δακτύλιο του Κρόνου το 1675, παρατήρησε μια σκούρα γραμμή που έμοιαζε να χωρίζει τον δακτύλιο σε ένα εξωτερικό τμήμα, που ήταν στενό και φωτεινό, και ένα εσωτερικό, που ήταν πλατύ και είχε κάπως μικρότερη λαμπρότητα. Μερικοί αστρονόμοι υποστήριξαν ότι ο δακτύλιος είναι ένα ενιαίο αντικείμενο με μια σκούρα γραμμή στο εσωτερικό του, αλλά οι περισσότεροι πίστευαν ότι υπάρχουν δύο διαφορετικοί δακτύλιοι, ξεχωριστοί μεταξύ τους. Η άποψη της πλειονότητας αποδείχθηκε σωστή. Η σκούρα γραμμή ονομάζεται διαίρεση Κασσίνι μέχρι και σήμερα, και αναφερόμαστε στους δακτυλίους του Κρόνου, μιλώντας στον πληθυντικό.

1678
ΤΑ ΑΣΤΡΑ ΤΟΥ ΝΟΤΙΟΥ ΗΜΙΣΦΑΙΡΙΟΥ

   Σε όλη τη διάρκεια της ιστορίας, από την εποχή των Σουμερίων ακόμη, η λεπτομερής αστρονομική παρατήρηση είχε περιορισθεί στο βόρειο ημισφαίριο. Ο βόρειος ουράνιος πόλος φαίνεται ψηλά στον ουρανό από την Ευρώπη και την Μέση Ανατολή και τα άστρα που βρίσκονται κοντά του δεν κρύβονται ποτέ κάτω από τον ορίζοντα.
Από την άλλη πλευρά, ο νότιος ουράνιος πόλος, καθώς και τα κοντινά του άστρα, δεν υψώνονται ποτέ πάνω από τον ορίζοντα όταν βρισκόμαστε στην Ευρώπη.
Το αποτέλεσμα ήταν ότι το νότιο τμήμα του ουρανού είχε παραμείνει άγνωστο στους Ευρωπαίους αστρονόμους ώσπου άρχισε η Εποχή των Εξερευνήσεων. Όταν ο Μαγγελάνος βρισκόταν στα νότια παράλια της Νότιας Αμερικής, οι ναύτες είδαν δύο θολά νεφελώματα που έμοιαζαν με αποσπασμένα τμήματα του Γαλαξία. Αυτά ονομάζονται Νέφη του Μαγγελάνου μέχρι και σήμερα. Ανέφεραν επίσης την παρουσία ενός λαμπρού αστερισμού, του Σταυρού του Νότου. Ωστόσο, δεν είχε γίνει καμία συστηματική αστρονομική παρατήρηση του νότιου τμήματος του ουρανού, ώσπου ο Άγγλος αστρονόμος Έντμοντ Χάλλεϋ (1656-1742) πήγε στο νησί της Αγίας Ελένης, στον νότιο Ατλαντικό Ωκεανό. Έμεινε εκεί δύο χρόνια και παρά τις κακές καιρικές συνθήκες, που περιόριζαν σημαντικά τις δυνατότητες αστρονομικής παρατήρησης, επέστρεψε το 1678 και δημοσίευσε έναν κατάλογο με 341 άστρα του νότιου ημισφαιρίου για τα οποία οι αστρονόμοι δεν γνώριζαν τίποτα μέχρι τότε.

1684
ΜΕΓΕΘΟΣ ΤΗΣ ΓΗΣ
   Ο προσδιορισμός της περιμέτρου της Γης από τον Ερατοσθένη δεν είχε βελτιωθεί, αν και είχε περάσει μια χιλιετία από τότε.
Το 1684, όμως, δημοσιεύθηκαν ορισμένες παρατηρήσεις του Γάλλου αστρονόμου Ζαν Πικάρ (1620-1682), δύο χρόνια μετά τον θάνατό του. Ο Ερατοσθένης είχε χρησιμοποιήσει την απόσταση του Ήλιου από το ζενίθ (το σημείο του ουρανού που βρίσκεται κατακόρυφα πάνω από έναν τόπο) σε διαφορετικά μέρη της Γης. Την απόσταση αυτή την είχε υπολογίσει μετρώντας τη σκιά που ρίχνει ο Ήλιος σε αυτά τα μέρη. Ο Πικάρ, αντίθετα, μέτρησε την απόσταση ενός άστρου από το ζενίθ σε διαφορετικά μέρη της Γης. Επειδή τώρα υπήρχαν τηλεσκόπια, αυτή ήταν η πιο ακριβής μέθοδος. Ο Πικάρ υπολόγισε ότι η περίμετρος της Γης είναι 40.025 χιλιόμετρα και η διάμετρός της 12.711 χιλιόμετρα, τιμές που βρίσκονται πολύ κοντά στις σημερινές.

1705
ΟΙ ΤΡΟΧΙΕΣ ΤΩΝ ΚΟΜΗΤΩΝ
   Επί έναν αιώνα, ή και περισσότερο, οι αστρονόμοι προσπαθούσαν να προσδιορίσουν τις τροχιές των κομητών. Ήταν φανερό ότι δεν έμοιαζαν καθόλου με τις τροχιές των πλανητών. Μερικοί αστρονόμοι πίστευαν ότι οι κομήτες διέρχονται μέσα από το Ηλιακό Σύστημα σε ευθεία γραμμή. Άλλοι πίστευαν ότι ακολουθούν παραβολική τροχιά, πράγμα που σημαίνει ότι εισέρχονται από το μακρινό διάστημα, πλησιάζουν τον Ήλιο και κατόπιν εξέρχονται από το Ηλιακό Σύστημα για πάντα.
Αλλά, όταν εκδόθηκε το βιβλίο του Νεύτωνα Ρrincipia, πολλοί ερευνητές σκέφθηκαν ότι οι κομήτες θα πρέπει να υφίστανται ελκτικές δυνάμεις όπως και οι πλανήτες. Ο Χάλλεϋ, σε μια προσπάθεια να αποδείξει την θεωρία αυτή, άρχισε να συγκεντρώνει στοιχεία για τους κομήτες. Κατέγραψε τις κινήσεις είκοσι τεσσάρων κομητών και τότε διαπίστωσε την ομοιότητα που υπήρχε ανάμεσα στην τροχιά του κομήτη τού 1682 (τον οποίο είχε παρατηρήσει ο ίδιος) και στις τροχιές των κομητών που είχαν εμφανισθεί το 1607, το 1531 και το 1456. Οι κομήτες αυτοί είχαν εμφανισθεί κατά διαστήματα 75 ή 76 ετών και ο Χάλλεϋ σκέφθηκε ότι μπορεί να είναι ο ίδιος κομήτης που επιστρέφει σε τακτά χρονικά διαστήματα.
Σε αυτή την περίπτωση, η τροχιά του κομήτη θα πρέπει να είναι ελλειπτική, όπως και της Γης, αλλά πολύ επιμήκης. Στο ένα άκρο της τροχιάς του, ο κομήτης θα πλησίαζε τον Ήλιο, ενώ στο άλλο θα απομακρυνόταν πολύ πέρα από τον Κρόνο, τον μακρινότερο γνωστό πλανήτη. Σε ένα βιβλίο που έγραψε το 1705, ο Χάλλεϋ προέβλεψε ότι ο ίδιος κομήτης θα επέστρεφε γύρω στο 1758 και θα ακολουθούσε την ίδια τροχιά που είχε διαγράψει και το 1682. Επισήμανε επίσης ότι η βαρυτική έλξη των πλανητών μπορεί να μεταβάλει κάπως την τροχιά του και τον χρόνο της εμφάνισής του.
Οι αστρονόμοι δεν πήραν στα σοβαρά ισχυρισμό του Χάλλεϋ, η θεωρία του όμως δημιούργησε μεγαλύτερο ενδιαφέρον για τους κομήτες.