Geschichte der Astronomie

VHSMärz 2012

Herzlich willkommen

Unser Kurs soll Ihnen vier Schritte in der Entwicklung unseres Weltbilds zeigen:

1. Das Weltbild der Antike: Mythologie, Vorsokratiker, Aristoteles und Ptolemäus

2. Die Revolution der Renaissance: Kopernikus, Kepler, Galilei3. Das 19. Jahrhundert: Neue Beobachtungsinstrumente zeigen

eine ganz neue Welt4. Das 20. Jahrhundert: Das Weltall dehnt sich aus, es hat einen

Ursprung (und ein Ende?)

Zu Beginn der Renaissance rückt die empirische Welt wieder in das Zentrum der Betrachtung. Deshalb wird das Weltbild revolutioniert: Das geozentrische wird abgelöst durch das heliozentrische Weltbild. Dafür stehen die drei Astronomen:

•Kopernikus (1473-1543)•Kepler (1571-1630)•Galileo (1564-1642)

Nach dem Durchbruch des heliozentrischen Modells bleiben um 1600 Fragen offen, die erst in den nächsten Jahrhunderten beantwortet werden können:

1. Die Ausdehnung des Alls ist nicht bekannt: Ein unendliches All setzt das heliozentrische Modell voraus.

2. Die aristotelische Physik gilt zwar nicht mehr, eine neue ist noch nicht vorhanden.

3. Es gibt noch keinen direkten Beweis für das heliozentrische Modell: Die Parallaxe.

Die Bewegung der Erde um die Sonne führt dazu, dass die Positionen naher Fixsterne sich leicht verändern. Die Winkel sind aber dermassen klein, dass der Nachweis der Parallaxe erst 1840 durch Bessel und Struve gelang.

Isaac Newton (1642-1726) formuliert die neue Physik, die Aristoteles ablöst, er findet eine physikalische Erklärung für das neue Weltbild, das nun nicht einfach nur ein mathematisches Modell darstellt, sondern die Realität abbildet: Die Schwerkraft.

Die Astronomie um 1700:

•Das heliozentrische Weltbild hat sich durchgesetzt, nach langen Kämpfen mit der Kirche.

•Das neue Modell ist nicht einfach eine mathematische Konstruktion, sondern ist eine physikalische Erklärung der Welt.

Aber:•Ein direkter Beweis für die Erdbewegung um die Sonne fehlt noch: Die Fixsternparallaxe lässt sich nicht nachweisen.•Die wahre Dimension des Universums kann nicht bestimmt werden, weil die Messgenauigkeit noch zu klein ist.•Astronomie versteht sich als Mechanik der Sternbewegung, es gibt aber erste Ansätze zu einer historischen und zu einer qualitativen Betrachtung.

Neue Methoden der astromischen Forschung:

1. Das Fernrohr2. Das Observatorium3. Spekulationen über die Entstehung der Gestirne4. Ein neues Denken: Die Geburt der Astrophysik

Wie Galilei benutzt auch Newton das Fernrohr zur Beobachtung des Himmels. Er verwendet aber kein Linsenfernrohr, sondern ein Spiegelteleskop.

Linsenteleskop Galileis Spiegelteleskop Newtons

1. Das Fernrohr

Das Luftfernrohr von Jan Hevelius (1611-1687)

Der Mond, gezeichnet von Hevelius

Das 40-Zoll-Spiegelteleskop von Wilhelm Herschel (1738-1822)

Herschel entdeckt 1781 den Planeten Uranus

Er befasst sich mit Sternnebeln, Doppelsternen und Sonnenflecken

Das Riesenteleskop von William Parsons (1800-1867)

Parsons zeichnet den Spiralnebel M 51

Die Instrumente werden immer grösser und leistungsstärker

Es werden neue Himmelkörper gefunden:

•Neptun: 1846 aufgrund einer Bahnstörung des Uranus•Die Asteroiden zwischen Mars und Jupiter 1801 von G. Piazzi in Palermo

Eros

2. Das Observatorium

•Die systematische Beobachtung der Sterne findet in den Observatorien statt, deren Zahl schnell ansteigt.

•Fürsten liessen sie bauen aus astrologischem Interesse.

•Mit Greenwich entsteht ein Observatorium mit einem praktischen Zweck: Die Seefahrt braucht immer genauere Angaben über die Sterne.

•Die Resultate der Beobachtungen werden in Sterntafeln festgehalten.

Das Observatorium von Tycho Brahe in Dänemark

Das Observatorium von Greenwich

3. Spekulationen über die Entstehung der Gestirne

•Der deutsche Philosoph Immanuel Kant (1724-1804) formulierte eine Theorie der kosmischen Entwicklung, die in vielen Zügen modern anmutet (1755).

•Er beschrieb das Milchstrassensystem als linsenförmige Ansammlung von Sternen.

•Er rechnete mit grossen Zeiträumen: Die Entstehung der Gestirne sollte Millionen von Jahren gedauert haben.

•Kant ging auch von der Existenz ausserirdischen Lebens aus.

4. Ein neues Denken: Die Geburt der Astrophysik

•„Was die Sterne sind, wissen wir nicht und werden es nie wissen!“(Heinrich Wilhelm Dove 1860)

•Die Astronomie verstand sich als Erforschung der Sternbewegungen, über die Beschaffenheit der Sterne machte sie keine Aussagen.

•Das änderte sich mit der Untersuchen des Lichts, das durch ein neues Instrument möglich gemacht wurde: Durch den Spektrometer.

•Die Analyse des Lichts, das von den Sternen zu uns gelangt, erlaubt Aussagen über die Beschaffenheit, die Geschichte und über physikalische und chemische Prozesse.

Spektrometer