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HWS
Meister im Astrotreff

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615 Beiträge

Erstellt am: 26.12.2019 :  22:58:38 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Claudius Ptolemäus

Ptolemäus war ein griechischer Mathematiker um 100-160 n. Chr., der das damals vorherrschende geozentrische Weltbild wissenschaftlich untermauerte. Er baute ein Himmelsystem auf mit der Erde im Zentrum und Sonne, Mond und die damals bekannten fünf Planeten schön brav in perfekten Kreisbahnen um sie herum. Das klingt ganz einfach, ist aber sehr kompliziert, mathematisch und geometrisch hinzukriegen. Desto merkwürdiger dann auch, daß alles ziemlich gut funktionierte und alle freiäugigen Beobachtungen sich gut bestätigen ließen und auch annehmbare Vorhersagen der Bahnen zuließen. So gut sogar, daß die Vorstellung der Erde als Mittelpunkt der Welt mit den Himmelskörpern in perfekten Kreisen um sie herum dann 1400 Jahre lang galt und von der katholischen Kirche als Dogma einverleibt wurde.


Nikolaus Kopernikus

Erst Nikolaus Kopernikus (1473-1543) machte dem ein Ende. Das war ein Mann! Er war nicht nur Astronom, Mathematiker und Arzt, sondern betätigte sich auch noch als Jurist, Ökonom, Militärstratege, Botschafter und war außerdem kirchlicher Würdenträger. Wofür wir ihn aber würdigen, ist seine Arbeit über ein neues Weltbild, gegründet auf eigenen, wenn auch ungenauen Beobachtungen. Zusammen mit früheren, bis in die Antike zurückreichenden Daten wurde ihm völlig klar, daß die Sonne der Mittelpunkt der Welt sein mußte und sich sowohl Erde als auch die jetzt schon sechs Planeten in Umlaufbahnen um sie drehten. Die schönen, umhuldeten Kreisbahnen behielt er bei, was wiederum Schwierigkeiten bereitete, aber die damit verbundenen Berechnungen stimmten gut mit den Beobachtungen überein, besser sogar als vorher bei Ptolemäus.

Jetzt war das mit der Erde um die Sonne herum aber ganz und gar nicht unbekannt. Schon in Indien und bei den alten Griechen gab es solche heliozentrische Vorstellungen.

Sehr interessant dabei ist der indische Mathematiker und Wissenschaftler Aryabhata. Der schrieb schon alles nieder 1000 Jahre vor Kopernikus. Diese Schriften fand man aber erst im 1900:ten Jahrhundert. Seine mathematischen Arbeiten kamen doch zu den Arabern schon um 1000 n.Chr. herum und interessant dabei ist vor allem die Null. Aus der machten die Araber eine selbstständige Zahl. Deswegen haben wir jetzt unser schönes Dezimalsystem mit den Ziffern 0-9, das sich ausgezeichnet für Mathematik eignet.

Und unser Kopernikus arbeitete auch nicht gerade in einem Vakuum. Er stützte sich auf antike Daten und Übermittlungen und auf mittelalterliche Vordenker. Er war es aber, der alles in einer ordentlichen Arbeit zusammenfaßte und mathematisch untermauerte.
Daß die Erde um die Erdachse rotiert ergibt sich ja im heliozentrischen Weltbild von selber. Das richtig Neue war aber, daß Kopernikus erkannte, daß auch die Rotationsachse der Erde einen Kreis beschreibt, das will sagen, sie pendelt. Diese sogenannte Präzession bewirkt eine langsame Verschiebung des Frühlingspunktes und die Ursachen dafür sind, das wissen wir heute, gravitative Einflüsse. Das ist alles ziemlich kompliziert, man kann aber verstehen, daß dieser Mechanismus Folgen unter anderem für Klima und Jahreslänge hat.
Die Neigung der Erdachse zur Umlaufbahn um die Sonne ist ja bekanntlich verantwortlich für die Jahreszeiten auf unserer Nord- respektive Südhalbkugel. Die Achse neigt im Frühling zur Sonne hin und im Winter, auf der anderen Seite der Umlaufbahn - nach einem halben Jahr also -, von der Sonne weg.
Daß sich diese Neigung langsam verändert erkannten erstmals die Babylonier. Viel später konnte der Grieche Hipparchos, um 150 v.Chr., mit Hilfe babylonischer und vor allem eigener Beobachtungen die Veränderung ziemlich genau berechnen, schrieb sie aber einer langsamen Bewegung der Fixsternensphäre zu.

Man kann also sagen, daß Kopernikus astronomisches Hauptwerk "De Revolutionibus orbium coelestium" erstmals wissenschaftlich gegen Ptolemäus und Kirchendogmen anging. Er war aber ein vorsichtiger Mann. Freunde und Kollegen versuchten ihn zu einer Veröffentlichung zu bewegen, aber erst kurz vor seinem Tode 1543 konnte er sich dazu entschließen.
Das Buch kam in zwei Auflagen heraus. Die Tatsache, daß vielleicht 1000 Bücher im Umlauf waren, Bücher konnte man schon seit knapp 100 Jahren drucken, trug dazu bei, das heliozentrische Weltbild langsam aber sicher zu befestigen.

Anfangs bewirkte der Zeitgeist, daß Kopernikus mit seinen Vorstellungen eher als "Exzentriker" und weniger als Ketzer abgetan wurde und da dürfte die Einstellung wichtiger Persönlichkeiten in der Kirche zum Thema Wissenschaft eine große Rolle gespielt haben.
Ein Beispiel ist Papst Gregor und seine Kalenderreform. Der wollte Kopernikus beauftragen, das Rätsel des Julianischen Kalenders zu lösen. Wie der Name sagt, war das der Kalender, den Julius Caesar eingeführt hatte und der damals den uralten, völlig unmöglichen römischen Kalender ablöste, wo der Januar nach einem Jahrzehnt schon im Frühling auftauchen konnte.
Damit machte der Julianische Kalender Schluß. Doch leider lag auch der zu Kopernikus Zeiten ca zwei Wochen falsch - nicht viel für den Zeitraum von 1500 Jahren kann man denken, aber doch irritierend.
Kopernikus lehnte den Auftrag ab, wußte er doch ganz genau, woran der Fehler lag. Nur mit der Erde um die Sonne herum ließ sich ein genauerer Kalender konstruieren. Das aber widersprach der offiziellen Auffassung der Kirche.

Man muß sich in die Zeit, auch Renaissance genannt, hineindenken.
Einerseits verwunderlich tolerant und fortschrittlich. Man konnte mit neuen Ideen kommen, man durfte sie als Hypothesen vertreten, man durfte aber nicht an dem kirchlichen Gebäude ruckeln.
Andererseits grausam intolerant. Inquisition, man ermordete vorzugsweise Frauen auf dem Scheiterhaufen, weil man glaubte sie seien Hexen, und sogenannte Ketzer auch.
Es waren Martin Luthers Zeiten. Der Protestantismus breitete sich aus. Plötzlich gab es Länder, wo katholisches Recht nicht mehr galt, wo man nicht mehr das Schlimmste befürchten mußte, wenn man neue Ideen wissenschaftlich vertrat, wohin man ausweichen konnte.
Es waren Zeiten für Neues, für die Entwicklung der untersuchenden Wissenschaften, für Umbruch und vor allem für die Astronomie.
Mit Kopernikus begann es, mit Brahe, Kepler und Galilei setzte es fort und mit Newton und seiner klassischen Mechanik war dann alles, wie man glaubte, erklärt.

Tycho Brahe, Johannes Keppler und Galileo Galilei waren Zeitgenossen.


Tycho Brahe

Tycho Brahes großer Verdienst war, daß er den Sternhimmel mit bis dahin nicht bekannter Genauigkeit vermaß und alles dokumentierte. Man kann sagen: er arbeitete wie ein moderner Wissenschaftler.
Sein ganz eigenes Weltbild war ein Kompromiss zwischen dem geo- und dem heliozentrischen. Er glaubte, beweisen zu können, daß die Planeten um die Sonne kreisen und dieses System dann um die Erde.
Er baute seine eigenen Instrumente mit denen er den Nachthimmel kontinuierlich kontrollierte. Das war der Grund, daß gerade er die Supernova von 1572 entdeckte. Ein Stern von der Helligkeit der Venus war in der Fixsternensphäre plötzlich aufgetaucht und dort durfte ja der gängigen Lehrmeinung nach nichts passieren. Diese Entdeckung machte ihn berühmt unter seinen Kollegen.

Einige Jahre später, 1577, beobachteten Europas Astronomen einen Kometen, der wegen seiner Langwährigkeit diskutiert wurde. Kometen und andere ähnliche Lichterscheinungen betrachtete man nicht als Himmelskörper, sondern mehr als atmosphärische Störungen, also Ereignisse in der Luft-Feuersphäre.
Es galt ja immer noch die Erde-Wasser-Luft-Feuer Sphärenbeschreibung des Aristoteles - Sphären, die bis zum Mond reichten, und nur in diesen waren Bewegungen möglich.
Brahe war aber wie gesagt ein genauer Beobachter. Er stellte fest, daß der Komet keine Parallaxe hatte.

Was war nun "Parallaxe" noch mal? Grundsätzlich ist die Parallaxe der Winkel zu einem Objekt, wenn man es von zwei verschiedenen Standorten aus betrachtet. Das einfachste Beispiel wäre der sogenannte Daumensprung. Halte deinen Daumen 10 cm vor die Nase und mach abwechselnd das eine und das andere Auge zu. Der Daumen hupft hin und her gegenüber dem weiter entfernten Hintergrund. Mit ein bißchen Trigonometrie kann man den Winkel bestimmen, weil man ja den Abstand zwischen den Augen hat, die Basislinie. Und damit kann man dann den Abstand zum Daumen ausrechnen.
Trigonometrische Parallaxenmessungen gehören heute zur Routine der Abstandsmessungen zu Sternen ungefähr 1000 Lichtjahre um uns herum. In dieser Umgebung vermißt man und dokumentiert Milliarden Sterne mit der Basislinie zwei AE, das will sagen, der definierte Durchmesser der Erdumlaufbahn in Kilometer.
Und, ganz nebenbei, sollte man mal über den astronomischen Ausdruck Parsek ( Parallaxsekunde ) stolpern, so ist das die astronomische Abstandseinheit mit der Parallaxe 1 Bogensekunde ( 1/3600 Grad ) und der Basis 2 AE ( 1Parsek=3,26Lichtjahre oder 30,843x10^^12 km).

Wie gesagt, Brahe war der einzige Astronom, der den Kometen genau vermessen konnte, und er erkannte, daß der Komet ein Himmelskörper war, der sich durch die Planetensphäre bewegte. Er begann an dem ptolemäischen Weltbild zu zweifeln. Seine Kollegen konnte er doch nicht überzeugen und selbst Galilei verspottete zeitlebens die Entdeckung als den "tychonischen Affenplaneten".

HWS

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