90
Die Kopernikanische Wende Max Camenzind Senioren Uni Mai 2016
Die Kopernikanische Wende
Max Camenzind
Senioren Uni
Mai 2016
Griechen:
Alle Körper
bewegen sich
auf
Kreisbahnen
um die Erde
Das geozentrische
Weltbild in einer
Darstellung von 1661
Die Kristallsphären
Fixsternsphäre
rotiert
Geometrische Grundannahmen über
die Bewegungen der Himmelskörper
1. Die Planeten und Gestirne bewegen sich auf
konzentrischen Kugeln.
2. Die Erde bleibt als Ruhepunkt im
Zentrum (geozentrisches Weltsystem).
3. Die Bahnen der Himmelskörper sind Kreise
(oder zusammengesetzte Kreisbewegungen).
4. Die Geschwindigkeiten dieser
Kreisbewegungen sind gleichförmig.
Es traten allerdings zwei Anomalien auf:
1. Die Geschwindigkeit der Planeten sind
nicht gleichförmig, so läuft z. B. der Mond
durch täglichen Winkel, die sich von 10° bis 14°
variieren.
2. Die Laufrichtungen der Planeten ändern
sich gelegentlich durch gewisse
Rückkehrbewegungen. Die Griechen haben
erkannt, dass dieses Phänomen von der Lage
relativ zur Sonne abhängig ist.
Die
Rü
ckk
ehrb
eweg
un
g
der
Mars
ba
hn
Epizykel-Bewegungen des Ptolemäus
Ptolemäus Aristarch von Samos
(310 – 230 v. Chr.)
Kopernikus (1473-1543)
Quelle: DIE ZEIT, 20.05.2010 Nr. 21:
Geboren wurde Nikolaus Kopernikus am 19. Februar 1473 in
Thorn an der Weichsel. Als sein Vater, ein wohlhabender
Kaufmann, starb, war der Junge zehn Jahre alt. Von nun an
kümmerte sich sein Onkel Lukas Watzenrode um die
Ausbildung des Halbwaisen. Glück im Unglück: Onkel Lukas
war der Bischof des Ermlands, des Bistums an der Danziger
Bucht, mit Sitz in Frauenburg. Er schickte den jungen
Nikolaus an die Universität Krakau, wo dieser das
traditionelle Grundstudium der sieben freien Künste
absolvierte. Dazu gehörte auch die Astronomie. Doch
vermutlich hat Kopernikus nie den Abschluss gemacht,
jedenfalls führte er später keinen Titel der Universität. Dafür
hatte er gute Beziehungen.
Nikolaus Kopernikus
K1
Lukas Watzenrode verschaffte seinem Neffen eine
Anstellung als Domherr von Frauenburg. Insgesamt 16
Domherren verwalteten die Ländereien und Besitztümer
des Bistums und teilten sich die Erträge. Eine schöne
Pfründe: Kopernikus hatte damit finanziell ausgesorgt,
brauchte für seine Verwaltungsaufgaben aber noch den
Universitätsabschluss. Das Domkapitel ließ ihn 1496 an die
Universität Bologna gehen. Hier setzte er seine
astronomischen Studien fort.
Platon und Aristoteles stellten den Astronomen also die
Hausaufgaben für die nächsten zwei Jahrtausende: Erkläre
die beobachteten Planetenbahnen durch Kreisbewegungen!
Das war knifflig. Denn Venus, Merkur, Mars, Jupiter und
Saturn schlingern, von der Erde aus gesehen, im Jahreslauf
regelrecht über den Nachthimmel und drehen auch schon
mal eine kleine Rückwärtsschleife. Von gleichmäßiger
Kreisbewegung keine Spur. K2
Doch während Europa im Mittelalter vor sich hin
dämmerte, entbrannte unter den avantgardistischen
Astronomen Arabiens eine Debatte, die auch Kopernikus
beeinflussen sollte. Auf der einen Seite standen die
Aristoteles-Verehrer um den islamischen
Religionsphilosophen Ibn Ruschd (Averroës). Ihrer Ansicht
nach hatte Ptolemäus sich zu weit von Aristoteles entfernt.
Auf der anderen Seite stand die Astronomenschule von
Maragha im heutigen Nordiran, die Ptolemäus verteidigte,
ihn aber ebenfalls physikalisch erden wollte. Kopernikus,
damals in Bologna, schlug sich auf die Seite der Maragha-
Schule. Er suchte nach einer physikalischen Deutung des
ptolemäischen Kreisgewirrs. Mit einem kleinen, aber
bedeutenden Unterschied: Er vertauschte die Position von
Erde und Sonne. K3
1503 wurde er in Kirchenrecht promoviert und kehrte
zurück nach Frauenburg, das er nur noch einmal, als der
Ort von den Truppen des Deutschen Ordens verwüstet
wurde, für eine kurze Zeit verlassen sollte. Der Domherr
Kopernikus hatte andere Sorgen als das Universum. Er
musste die Dombaukasse verwalten, für die Reichen
beten, Abgaben festlegen, über die Münzreform und die
Brotpreise nachdenken. Dazu half er als Arzt, wo er
konnte. Er war ein Kirchenmann wie jeder andere, mit
seiner Haushälterin Anna Schillings hatte er ein
Verhältnis. An seinem Sonnensystem arbeitete er in
Mußestunden. Um es im Blick zu behalten, richtete er
sich eine kleine Sternwarte ein.
K4
1510 schrieb er den Commentariolus, den »Kleinen
Kommentar«, der die Welt auf den Kopf stellte. Es war
nicht viel mehr als ein Thesenpapier, zwanzig Seiten kurz,
verbreitet in wenigen handschriftlichen Kopien. In sieben
»Forderungen« skizzierte Kopernikus das heliozentrische
Weltbild. Unter Nummer 3 und 6 die entscheidenden Sätze:
Alle Sphären haben die Sonne zum Mittelpunkt. Das
Zentrum des Kosmos liegt daher in der Nähe der Sonne.
Was wir für eine Bewegung der Sonne halten, rührt von der
Bewegung der Erde und unserer Kugelschale her, mit der
wir die Sonne umkreisen. Zwei wichtige Prinzipien der
aristotelischen Physik allerdings tastet Kopernikus nicht an:
Planeten werden von Kugelschalen bewegt, und sie bewegen
sich auf Kreisbahnen. K5
Stimmte die Theorie mit der Beobachtung überein? Nicht
sonderlich gut – was Kopernikus bewog, die Veröffentlichung
seines Hauptwerks De revolutionibus immer weiter
hinauszuschieben und schließlich an den Beobachtungsdaten der
Antike zu zweifeln. Immerhin machte seine Theorie neue
Vorhersagen: Im heliozentrischen Weltbild muss die Venus
ebenso wie der Mond unterschiedliche Phasen haben, also je nach
Stand zur Sonne mal sichelförmig und mal voll erscheinen. Indes
konnte diese Vorhersage nicht ohne Teleskop beobachtet werden,
und das gab es noch nicht. Die Revolution lief schleppend an.
1514 wurde Kopernikus von der päpstlichen Kommission zur
Reform des Kalenders um eine Stellungnahme gebeten. Im Jahr
1533 ließ sich der Medici-Papst Klemens VII. von einem Sekretär
»die kopernikanischen Sätze über die Bewegung der Erde«
erklären. Rechenübungen zur besseren Beschreibung der
Himmelsphänomene waren damals keineswegs tabu – solange es
beim bloßen Rechnen blieb. Außerdem war Kopernikus ja einer
von ihnen. K6
Schwierigkeiten bekam er aus anderen Gründen. Er möge
endlich den Zölibat respektieren, mahnte 1538 Frauenburgs
Bischof Johannes Dantiscus (der selbst ein uneheliches Kind
unterhielt). Kopernikus gehorchte und entließ Anna Schillings.
Gleichzeitig beschloss er, sein lange zurückgehaltenes Buch
„De revolutionibus orbium coelestium“ in Druck zu geben, mit
dem er die Kirche erst so richtig ärgern sollte.
Sein einziger Schüler, der Mathematiker Georg Joachim
Rheticus aus Vorarlberg, vollendete die Abschrift und brachte
das Werk 1541 nach Nürnberg. Er bat den protestantischen
Pfarrer Andreas Osiander, den Druck zu überwachen. Der
jedoch tat etwas Unerhörtes: Er fügte dem Werk eigenmächtig
ein anonymes Vorwort hinzu, in dem er das heliozentrische
Weltbild im Wesentlichen als mathematische
Hilfskonstruktion bezeichnete, nicht zu verwechseln mit der
wirklichen Beschaffenheit des Kosmos. K7
Im Jahr 1543 erschien das Werk, eine Abhandlung für
Spezialisten mit mehr als 400 Seiten Text und Tabellen, mit
endlosen Zahlenkolonnen zu Sternpositionen und
Planetenbahnen. Kurz darauf erlitt Kopernikus einen
Schlaganfall. Sein Freund Tiedemann Giese, später selbst
Bischof in Frauenburg, schrieb in einem Brief an Rheticus:
»Viele Tage war er seines Gedächtnisses und seiner
Geisteskraft beraubt; erst im letzten Augenblick sah er das
fertige Buch, an dem Tag, an dem er starb.«
Es geht die Legende, dass Kopernikus vor Gram starb, als
er das gefälschte Vorwort entdeckte. Unwahrscheinlich,
meint Biograf Carrier. Kopernikus habe in seinem elenden
Zustand davon kaum Notiz nehmen können. Es waren
andere, die sich für ihn aufregten. Giese strengte sogar eine
Klage gegen die Nürnberger Druckerei an, die allerdings
abgewiesen wurde. K8
Doch just als bloßes Rechenmodell taugte das neue
Theoriewerk nicht viel. Weil Kopernikus auf Kreisbahnen
beharrte und von Ellipsen nichts wissen wollte, blieb es mit
schwerfälligen Hilfskonstruktionen belastet, nicht anders als
seine antiken Vorgänger. Als Weltmodell aber überzeugte es
rasch. So erklärte es ganz von selbst, warum die Venus und
der Merkur immer in der Nähe der Sonne zu sehen waren:
weil sie als die innersten beiden Planeten die Sonne
umkreisten. Auch die rückläufige Bewegung des Mars war
bei Kopernikus sofort einsichtig: Die Erde überholte den
Mars auf ihrer Umlaufbahn. Entscheidend für den Erfolg
seines Modells war, dass die führenden Naturforscher der
Zeit diese Vorzüge erkannten und es weiterentwickelten. Der
Däne Tycho Brahe schaffte die Kugelschalen ab, Kepler die
Kreisbewegung der Planeten. Der Durchbruch kam, als
Galilei im Herbst 1610 mit seinem Teleskop erstmals die
Phasen der Venus beobachten konnte. K9
Als der Kirche dämmerte, dass ihr Weltbild wankte,
schlug sie mit Macht zurück. Im Jahr 1616 setzte die
Inquisition das kopernikanische System auf den Index,
nach dem Prozess gegen Galilei im Jahr 1633 war es
absolut tabu. Es waren Rückzugsgefechte, die den
rasenden Autoritätsverfall der Kirche nicht mehr
aufhalten konnten. Immer weiter drang die Wissenschaft
vor in die Tiefen des Alls, immer präziser wurden ihre
Messungen. Heute ist das Sonnensystem längst zu einem
lächerlich kleinen Fleck im Kosmos geschrumpft. So
hatte Kopernikus, für den das Sonnensystem noch der
Mittelpunkt allen Seins war, sich das gewiss nicht
vorgestellt.
K10
Tycho Brahe auf der Insel Ven
Observatorium Stjerneborg
unweit von Uraniborg
Tycho de Brahe
der Beobachter
ohne Fernrohr
1546-1601
Stjerneborg heute
König Friedrich II. von Dänemark und Norwegen finanzierte die
Sternwarten Uraniborg und Stjerneborg auf der damals noch dänischen
Öresundinsel Ven vor Landskrona, an denen Brahe 21 Jahre lang
forschte. Brahe baute nicht nur alle benötigten Instrumente selbst,
sondern druckte auch seine eigenen Bücher.
Tycho Brahes Mauerquadrant Tycho Brahe in Hamburg Wandsbek
Tychos Supernova von 1572
430 Jahre später (Calar Alto)
Tycho Brahe und Kepler in Prag
• Nach dem Tode von Frederick II. zankte
sich Tycho Brahe mit dem dänischen Hof.
• 1597 verließ er die Insel Ven Wandsbek
• 1599 wurde er Hofmathematiker in Prag
• 1600 kam Kepler dorthin als sein Assistent
• Brahe starb am 22. Oktober 1601
• Zwei Tage später wurde Kepler zu seinem
Nachfolger ernannt.
Prag 1600
Kepler publiziert 1627 Tychos Daten
Die Kopernikanische Wende II Die Kopernikanische Revolution prägt die Entwicklung der
Astronomie im 18., 19. und 20. Jahrhundert. Vor der
Industriellen Revolution war die Rolle der Naturwissenschaften
im Vergleich zu den anderen Wissenschaften eher marginal.
Weder waren sie auf dem Buchmarkt bedeutend, noch
gelangten aus ihnen nennenswerte Impulse in die theologischen
Debatten, die im Zentrum wissenschaftlicher und politischer
Auseinandersetzungen standen. Auch an den Universitäten
waren sie kaum etabliert: Naturwissenschaft taucht hier nur
als „Naturphilosophie“ auf. Es erscheint daher unwahrschein--
lich, dass eine Frage aus den Naturwissenschaften schon vor
dem 19. Jahrhundert gesellschaftlich die Relevanz gehabt
haben kann. Galilei und Kepler entwickeln völlig neue
Methoden, die Vorgänge in der Welt zu begreifen - Galilei ist
der erste Experimentalphysiker, ihm fehlte jedoch noch der
Kraftbegriff, den erst Isaac Newton einführte.
Johannes
Kepler,
1571-1630:
Platonist,
Mathematiker,
Astronom
s. Sterne & Weltraum
März 2016, S. 82
* Weil der Stadt Keplers Wohnhaus in Linz
Das Kepler Museum
in Weil der Stadt
Mathematiklehrer in Graz
• Ähnlich wie bei Kopernikus war Astronomie nur eines der vielen Interessen Keplers.
• 1591 erwarb er den Magistertitel, danach studierte er Theologie.
• Aber im dritten und letzten Jahr seines Studiums starb der Mathematiklehrer an der lutheranischen Schule in Graz.
• Kepler bekam im April 1594 mit 22 Jahren die Stelle und damit fing seine einmalige Karriere als Mathematiker und Naturwissenschaftler an.
• Er musste Rhetorik und Vergil neben Arithmetik lehren!
• Im folgenden Jahr erregte er Aufsehen durch einen Kalender, in dem er für das Jahr 1595 bitter kaltes Wetter, Unruhe unter den Bauern und den Angriff der Türkei in Europa vorhersagte.
• Alle drei Aussagen gingen in Erfüllung.
• Kepler selbst war ein eher skeptischer Astrologe, trotzdem stellte er Kalender für die nächsten fünf Jahre her.
• Außerdem verfasste er mindesten 800 Horoskope.
• Diese Tätigkeit gehörte zu seinem späteren Beruf als Hofmathematiker in Prag.
Keplers eigenes Horoskop
• Interessanterweise rechnete er sein eigenes
Horoskop öfters aus
• Dafür benutzte er für die genaue Zeit seiner
Empfängnis den Wert: 4 Uhr 37 Minuten in
der Nacht vom 16. Mai 1571.
• Diese Angaben sind amüsant, denn die
Hochzeit seiner Eltern fand einen Tag
vorher statt und Kepler wurde nur sieben
Monate später geboren.
Erster Besuch bei Tycho in Prag
• Im Januar 1600 ging Kepler nach Prag,
um Tycho Brahe aufzusuchen, der damals
frisch auf Schloss Benatky eingezogen war.
• Brahe nahm ihn zwar auf, aber behandelte
Kepler wie einen Anfänger, so dass er
schon im Mai nach Graz zurückkehrte.
• Dennoch war dieser Aufenthalt von
entscheidender Bedeutung für seine
zukünftigen Arbeiten.
Tychos „Schatzkammer“
• Er erkannte, dass Brahe im Besitz vieler
ganz präziser astronomischer
Beobachtungen war.
• Nach Keplers Meinung war er aber nicht
in der Lage dieselben auszuarbeiten.
• Denn das erforderte außerordentliche
mathematische Begabung und natürlich
sehr viel Sitzfleisch dazu.
• In Graz fing Kepler an die Bahn vom Mars
auszurechnen, er bekam aber keine Ruhe.
• Im August 1600 musste er sich einer Kommission
stellen und kurz danach wurde er, wie auch 60
andere Protestanten, aus Graz ausgewiesen. Die
Gegenreformation war erfolgreich.
• Nach vielen vergeblichen Versuchen, Arbeit zu
finden, musste er sich im Okt. 1600 wieder bei
Tycho anmelden.
• Dieser war diesmal froh ihn zu sehen, denn er
hatte gerade seinen Chefassistenten
Longmontanus verloren.
Doch jetzt ist vermessen, was es zu vermessen gibt. Jetzt müssen
die Daten ausgewertet werden. Da kommt ein begabter
Nachwuchs-Astronom wie Kepler gerade recht. Tycho Brahe hat
nämlich ein Modell des Universums entworfen, dessen
Richtigkeit er mithilfe der Messdaten nachweisen will. In seinem
Weltbild drehen sich die Planeten um die Sonne, diese wiederum
rotiert um die Erde, die den Mittelpunkt des Universums bildet -
kompletter Unsinn, wie Kepler findet.
Daher will er lieber seine eigene Theorie ausarbeiten. Doch Brahe
lässt ihn nicht, verwehrt seinem Assistenten den Zugang zu den
interessantesten seiner Beobachtungen - und teilt ihm stattdessen
nebensächliche Aufgaben zu. Kepler ist enttäuscht und wütend.
Er fühlt sich missverstanden, ausgenutzt. Er bekniet
Wissenschaftler in ganz Europa, auf Brahe einzuwirken. Doch
niemand macht sich für ihn stark, und der Däne bleibt stur.
Tychos
Weltmodell
Das
Tychon
-ische
Welt-
modell
Alles
rotiert
um die
Erde
Astronomia
Nova (1609)
= Neue, ursächlich begründete
Astronomie oder Physik des
Himmels.
Dargestellt in Untersuchungen über
die Bewegungen des Sternes Mars.
Aufgrund der Beobachtungen des
Edelmannes Tycho Brahe.
Auf Geheiß und Kosten Rudolphs
II. Römischer Kaiser …
In mehrjährigem, beharrlichem
Studium ausgearbeitet zu Prag
von Sr. Heil. Kais. Maj.
Mathematiker Johannes Kepler.
Die Planetenbahnen sind Ellipsen
• Nach einem vieljährigen Kampf mit der Marsbahn, überzeugte sich Kepler die alte Kreislehre aufzugeben.
• Die Planeten bewegen sich um Ellipsen, wo die Sonne sich in einem Brennpunkt befindet.
“Ich selber wil mich hievon zu etwas anderem wenden, was meinen
Kräften eher entspricht. Dabei will ich mich aber nicht auf jenem
Gebiet meiner Kunst aufhalten, auf dem ich mit meinen Gefährten
in Spannung geraten könnte. Sie mögen sich meinetwegen in ihrer
Weise darüber freuen, daß nun der in die Ketten der Rechnung
geschlagen ist, der so oft ihren Händen und Blicken entschlüpfte
und Vorhersagen von großer Bedeutung zunichte machte,
Vorhersagen über Krieg, Sieg, Herrschaft, militärische
Auszeichnungen, leitende Stellungen, Spiel, ja sogar
Entscheidungen über Tod und Leben. (…) Er ist schließlich auch
der Herrscher im Widder, dem nach ihrem Glauben Deutschland
unterstellt ist, und so hat er zugleich mit Ew. Heil. Kais, Majestät
hier die Herrschaft inne. Diesen Teil des Triumphs mögen also meinetwegen jene Männer feiern. An so
einem festlichen Tag möchte ich ihnen keine Ursache zum Streit geben. Es sei
ihnen ihre Freude verstattet, wie man Soldatenspässe hingehen lässt. Ich selbst
aber will mich zur Astronomie wenden und von dem Triumphwagen aus den
weiteren, mir ganz besonders bekannten Ruhm unseres Gefangenen sowie aller
Phasen des Krieges, den ich geführt und nun abgeschlossen habe, darlegen.”
Die 3 Keplerschen Gesetze der Planetenbewegung
Keplers Kampf mit der Marsbahn
• Die Ergebnisse von Keplers Berechnung der Marsbahn und seine ersten beiden Gesetze erschienen 1609 in seinem berühmten Astronomia Nova.
• Nach vier Jahren intensivster Arbeit mit dem Marsproblem hatte Kepler im Jahre 1605 schon 51 Kapitel dieses Buches verfasst.
• Er war aber immer noch nicht damit zufrieden, denn er konnte sich nicht davon überzeugen, dass die Bahn eine echte Ellipse bildet.
Aus Astronomia Nova, Kapitel 58
„Ich wurde fast verrückt . . . ich konnte nicht verstehen, weswegen der Planet eine elliptische Bahn bevorzugt. Auf Grund physikalischer Prinzipien, die mit Erfahrungen übereinstimmen, blieb keine Figur für die Bahn der Planeten außer einer vollkommenen Ellipse übrig.“
• Dabei hatte er noch Glück, dass die Exzentrizität der Marsbahn viel größer ist als bei den anderen Planeten.
• Er wäre nie auf die Ellipsenbahn gekommen, wenn er eine andere Planeten-Bahn berechnet hätte!
Die ersten zwei Keplerschen Gesetze
• Er stellte sein erstes Gesetz auf:
Die Planeten bewegen sich auf Ellipsen, in deren Brennpunkt die Sonne steht
• Da er sich nicht von Anfang an damit abfinden konnte, fand er das zweite Gesetz vor dem ersten:
Der „Radiusvektor“ (der Strahl Sonne-Planet) überstreicht in gleichen Zeiten gleiche Flächen.
Die ersten zwei Keplerschen Gesetze
dA/dt = const
kann Kepler nicht erklären
Bahn des Kometen Halley Lang gestreckte Ellipse: P = 76 Jahre
Komet Halley
3. Gesetz der Umlaufzeiten
Das Verhältnis aus den 3. Potenzen der großen Halbachsen und den Quadraten der Umlaufzeiten ist für alle Planeten konstant.
(a1 / a2)3 = (T1 / T2)
2
T2/a3 = C = Konstante für jedes Planetensystem
a1
a2
T1 T2
Gesetz der Umlaufzeiten
Die äußeren Planeten laufen langsamer: Jupiter braucht 11,8 Jahre, Neptun 165 Jahre
Die 6 Bahnelemente der Planeten
Bahnelemente der 8 Planeten
Planet Halb-
achse a
Exzen-
trizität e
Bahn-
Periode
Inklina-
tion i
Mittlere
Geschw
Merkur 0,387 0,205 0,2048 7,005 ° 47,8
Venus 0,723 0,006 0,6152 3,39 ° 35,02
Erde 1,0 AE 0,0167 1,0 a 0,00005 29,78
Mars 1,523 0,093 1,8808 1,850 ° 24,13
Jupiter 5,203 0,048 11,863 1,305 ° 13,07
Saturn 9,537 0,054 29,447 2,484 ° 9,672
Uranus 19,191 0,047 84,02 0,777 ° 6,835
Neptun 30,068 0,0085 164,79 1,769 ° 5,478
Isaac Newton
1687
Isaac Newton erklärt Kepler-Gesetze Abrundung der Geschichte
Johannes Kepler veröffentlichte zu Beginn des
17. Jahrhunderts in seinen Werken
"Astronomia Nova" (Neue Astronomie) und
"Harmonices Mundi" (Weltharmonik) die Gesetze
der Planetenbewegung.
Sie stellen die erste wissenschaftlich korrekte
Beschreibung der Planeten-Bewegung dar.
Als Basis für Keplers Berechnungen dienten die
Beobachtungsergebnisse des dänischen Astronomen
Tycho Brahe.
Noch heute navigieren Raumsonden im Prinzip
nach diesen elementaren Lehrsätzen.
Würdigung der Keplerschen Gesetze
Astronomie ohne Fernrohr
• Durch Keplers geniale Leistungen haben Brahes Arbeiten zur beobachtenden Astronomie die neue Kosmologie entscheidend gefördert.
• Die Ergebnisse Brahes rückten sehr nah an die Grenze von dem, was man mit bloßem Auge überhaupt bestimmen konnte.
• Seine Methoden waren jedoch unmittelbar nach der Veröffentlichung von Galileis Siderius Nuncius (1610) überholt.
Das Paradigma der
klassischen Astronomie
• Aus heutiger Sicht wissen wir natürlich, dass
die Voraussetzungen der griechischen
Astronomie grundsätzlich verkehrt waren.
• Anstatt jedoch ihre Grundannahmen
preiszugeben, haben spätere griechische
Astronomen neue mathematische Hilfs-
mittel entwickelt, die ihnen ermöglichten,
diese Schwierigkeiten zu beseitigen.
• ein Vorgehen, das heute in der Physik nicht
ganz unbekannt ist!
Thomas Kuhn: Die Struktur
wissenschaftlicher Revolutionen
• Kuhn beschreibt solche konservativen
Tendenzen als typisch in der Geschichte der
Naturwissenschaften.
• Er hebt dabei die Wichtigkeit von Paradigmen
(was man später als Modelle verstehen wird)
für den normalen Forschungsbetrieb hervor.
• Kuhn betont deren Rolle für die Stabilität der
Wissenschaft.
• Das Jahr 2009 war das Internationale Jahr der Astronomie. Anlass war das 400-jährige Jubiläum von zwei Ereignissen, die die moderne Astronomie begründet haben:
• Im Jahr 1609 nutzte Galileo Galilei zum ersten Mal ein Fernrohr zur Himmelsbetrachtung
• Im selben Jahr veröffentlichte Johannes Kepler sein Buch "Astronomia Nova", in dem er grundlegende Gesetze der Planetenbewegung aufzeigte.
Galilei Fernrohr
Kepler Fernrohr
Die ersten Refraktoren
Galilei´s
Teleskope
Galileo Galilei * 15. Februar 1564 in Pisa; 1592-1610 Padua;
† 8. Januar 1642 in Arcetri bei Florenz
• Teleskope neue Erkenntnisse:
• Struktur der Mondoberfläche
• Sonne hat Flecken (!)
• Venus zeigt Phasen
• Jupiter hat Monde
• Milchstraße aus Sternen
Galileo Galilei –
der erste Experimentalphysiker
Zum Nachdenken:
Was hat Galilei bei
der schiefen Ebene
herausgefunden?
Zum
Nachdenken:
Was hat Galilei
beim
Pendel
heraus-
gefunden?
Mondkrater
Aristarchos
Bild: NASA
Sidereus
Nuncius
(Sternenbote)
1610
Autor: Galileo
Galilei
Die erste Publikation
von Daten,
die mit Teleskopen
erfasst worden sind.
Sonnen-
flecken:
Illustration
von
Attanasius
Kircher
(1664)
Die
Sonne
vom
3.3.2016
Aktivität
klingt
ab
Solarer Fleck
Sonnenzyklus Butterfly-Diagramm
400 Jahre Sonnenflecken
Aktivitäts-Vorhersage Maunder Minimum?
Sonnenaktivität – Klima
& Menschheitsentwicklung
Venus
Phasen
Die Phasen der Venus
von der Erde aus gesehen.
Nur mit dem Fernrohr
erkennt man, dass Venus
Phasen wie der Mond zeigt.
Wir sehen sie als große,
schmale Sichel, wenn sie
zwischen Erde und Sonne
steht, und als kleine, wenn
sie jenseits der Sonne steht.
Venus Phasen (Amateur)
Die Galilei`schen Monde
Die Galileischen Monde
(v. l. n. r.: Io, Europa, Ganymed und Kallisto)
Das neu Weltbild in der Kunst
Die zwei neuen Systeme
werden „abgewagt“
Abstimmung über Planeten 2006
1627
Keplers Welt
