Heliozentrisches Weltbild

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Heliozentrisches Weltbild

Das Heliozentrische Weltbild (griech. helios: die Sonne, kentron: Mittelpunkt) bezeichnet eine Auffassung, nach der sich die Erde wie andere Planeten um die Sonne bewegt.

Heliozentrische Weltbilder in der Antike

Heliozentrische Weltbilder gab es mindestens schon im 4. Jahrhundert vor Christus: Aristoteles schreibt in De Caelo (2. Buch, Kapitel 13) :

„Im Zentrum, sagen sie ( - die Pythagoräer - ), ist Feuer, und die Erde ist einer der Sterne, Nacht und Tag durch kreisförmige Bewegung um das Zentrum erzeugend.“

Auch wenn die Gründe für dieses Modell des Universums wahrscheinlich eher philosophischer denn wissenschaftlicher Natur waren (ist Philosophie eine Wissenschaft? bis in die Moderne hinein verstanden sich fast alle Wissenschaftler auch als Philosophen - ), so trifft diese Aussage doch recht genau unser heutiges Verständnis der Natur. Aristoteles verwarf diese Gedanken jedoch und propagierte stattdessen, auch eher philosophisch-religiös motiviert, das Geozentrische Weltbild.

Als erster Vertreter eines heliozentrischen Planetensystems ist uns Aristarchos von Samos (ca. um 270 BC) überliefert. Bis dahin war die Heliozentrik nur innerhalb der Mysterienschulen gelehrt worden und der Öffentlichkeit verborgen geblieben. Sie gelangte auch nach Aristarchs Äußerungen nicht zur Anerkennung und geriet wieder in Vergessenheit. Im 16. Jahrhundert entwickelte Nikolaus Kopernikus aus eigener Anschauung das heliozentrische kopernikanische Weltbild. Er kannte von Aristarch nur dessen Schrift Über die Größen und Abstände von Sonne und Mond, welches auf der geozentrischen Anschauung basiert. Die Äußerungen Aristarchs zur Heliozentrik wurden erst im Jahre 1544, d.h. 1 Jahr nach dem Tode von Kopernikus, in den Opera Archimedis veröffentlicht. Melanchthon, ein entschiedener Gegner des heliozentrischen Weltbildes, setzte das Gerücht in die Welt, Kopernikus habe einfach nur die Gedanken Aristarchs wieder aufgegriffen. Leider haben selbst die Heliozentriker Kepler und Galilei diese Unwahrheit ungeprüft in ihre Schriften übernommen, da Melanchthon in den protestantischen Ländern in höchstem Ansehen stand und seine Aussagen dort nicht in Frage gestellt wurden. So schlich sich dieser Fehler in die Wissenschaftsgeschichte ein.

Eratosthenes hatte bereits die Größe der Erde berechnet. Das ermöglichte Aristarchos die Berechnung der Größe von Sonne und Mond. Während seine Ergebnisse für den Mond recht zutreffend waren, lag er bei der Sonne nach modernen Maßstäben weit daneben. Nichtsdestotrotz waren seine Berechnungen ein ernsthafter Beginn. Aristarchos' originale Arbeiten haben die Zeiten leider nicht überlebt und sind nur aus den Zitaten seiner Nachfolger bekannt. Dem Anschein nach hat er jedoch schon das Problem der Parallaxe verstanden und beschrieben: Wenn die Erde in großer Entfernung um die Sonne umkreist, dann bewegen sich nähere Fixsterne relativ zu den weiter Entfernten, genau wie sich nähere Berge gegenüber den weit entfernten bewegen, wenn man an ihnen vorbeifährt.

Aristarchos erklärte die Nicht-Sichtbarkeit dieser Erscheinung mit der extremen Entfernung der Sterne: die Kugel der Fixsterne verhält sich zum Erdorbit wie die Oberfläche einer Kugel zu ihrem Mittelpunkt. Das würde die Sterne unendlich weit erscheinen lassen. Es ist unklar, ob er das wörtlich meinte, oder damit nur das extrem große Verhältnis, das mit damaligen Instrumenten nicht meßbar war, beschrieb (seine Beschreibung sollte sich als wahr erweisen, die Sternenparallaxe wird im 19. Jahrhundert entdeckt. Daß er sich mit dem Problem auseinandersetzte, läßt annehmen, daß er eine räumliche Anordnung der Fixsterne voraussetzte und diese nicht auf einer Kugeloberfläche anordnete).

Aristarchos' heliozentrisches Modell wurde von Archimedes in seinem Aufsatz Psammites (griech. Ψαμμίτης, der "Sandrechner", engl. The Sand Reckoner) erwähnt. In dieser Arbeit versucht er zu beweisen, daß auch extrem große Zahlen, sogar die Zahl aller Sandkörner, die nötig sind, ein ganzes Universum zu füllen, mathematisch ausgedrückt werden können, und nicht nur vage mit dem Wort „unendlich“ beschrieben werden müssen. Zu diesem Zweck nahm er das größte existierende Modell des Universums seiner Zeit an, um die Menge an Sand zu errechnen, die auch dieses Universum füllen würde. Er setzt sich auch mit der Parallaxenproblematik auseinander (sehr liebevoll analysiert in Ilan Vardi, Archimedes: The Sand Reckoner).

Einen inkonsequenteren Heliozentrismus vertraten auch andere Denker der Antike, so z. B. Herakleides Pontikos. Nach dessen Auffassung bewegten sich Merkur und Venus um die Sonne, weil bei diesen Planeten Oppositionsstellungen (d. h. Gegenstellungen am Himmel relativ zur Sonne) niemals eintreten, was im geozentrischen ptolemäischen Weltbild nur schwer zu erklären war.

Der Kampf mit dem Geozentrischen Weltbild

Obwohl auch andere Astronomen die Idee des Heliozentrismus aufgriffen, konnten sie sich gegen das geozentrische Weltbild, das zudem mit der herrschenden Aristotelischen Philosophie im Einklang stand, über Jahrhunderte nicht durchsetzen.

Das hatte sicher vor Allem philosophisch-religiöse Gründe: das von Sokrates/Platon/Aristoteles gezeichnete Bild der Einzigartigkeit der Erde und des Menschen im Mittelpunkt der Welt paßte damit nur zu gut zusammen.

Auch hatte Ptolomäus mit seinen Epizykeln schon früh einen Korrekturmechanismus eingebaut, so daß das Modell über Jahrhunderte genauere Berechnungen ermöglichte als das Heliozentrische. Erst Kopernikus übertrug die Epizykeltheorie auf das heliozentrische System, um die Fehlannahme der kreisrunden Bahnen auszugleichen. Damit waren immerhin Berechnungen gleicher Genauigkeit möglich. Mit dem Modell der Kepplerschen Ellipsenbahnen wurden die Epizykel überflüssig.

Im modernen Verständnis stehen Helio- und Geozentrisches System nicht im Widerspruch: das Eine ist lediglich eine Transformation des Anderen in das neue, bewegte Bezugsystem.

Heliozentrismus außerhalb der Westlichen Welt

Im 5. Jahrhundert n. Chr. beschrieb der indische Astronom Aryabhata ein heliozentrisches Modell des Universums. Da seine Arbeit erst nach Kopernikus' Werk „De revolutionibus orbium coelestium“ aus dem Indischen übersetzt wurde, waren seine Theorien zu diesem Zeitpunkt in der westlichen Welt wahrscheinlich unbekannt.

Kopernikus verarbeitete auch einige Ideen des ägyptischen Philosophen Hermes Trismegistus in „De revolutionibus orbium coelestium“ – allerdings ist unklar, inwiefern dieser wirklich eine heliozentrische Welt beschrieb. Eine genaue Datierung der Arbeit ist nicht möglich, wahrscheinlich lebte Trismegistus im pharaonischen Ägypten, möglicherweise auch um die Zeit der Geburt Christi.

Heliozentrische Weltbilder im Mittelalter

Die Kirche sah das geozentrische Weltbild in Übereinstimmung mit dem Schöpfungsbericht der Bibel, das Reich Gottes wurde in dem Raum hinter dem Firmament, der Fixsternsphäre, angesiedelt. Da das heliozentrische Weltbild auch die Vorstellung eines unendlichen Weltalls zulässt, konnte es als Infragestellung der Existenz Gottes gedeutet werden. Giordano Bruno, der aus dieser Überlegung heraus ein pantheistisches Gottesbild vertrat, wurde darum im Jahr 1600 als Ketzer verurteilt.

Aber bereits im 15. Jahrhundert gab es Vertreter des Heliozentrismus: Nikolaus von Kues und Regiomontanus dürften als die Wegbereiter des neuzeitlichen Weltbildes gelten. Die Tatsache, dass beide, auch wegen ihrer wissenschaftlichen Studien, bei der Kirche in höchstem Ansehen standen, zeigt, dass sich dieses Weltbild bereits im ausgehenden Mittelalter in Einklang mit der theologischen Lehre bringen ließ. Jedenfalls hat die Verurteilung von Galileo Galilei tiefe Verunsicherungen in Europa hinterlassen. Wurde er doch 1616 vom Vatikan ermahnt, die Lehre von Nikolaus Copernicus aufzugeben und nicht mehr zu verbreiten; sie war kurz zuvor aufgrund eines vom Heiligen Offizium erarbeiteten Gutachtens als „absurd und ketzerisch“ erklärt worden. Rene Descartes befürchtete offenbar, das gleiche Schicksal zu erleiden: er ließ seine Schrift „Discours de la Méthode pour bien conduire sa raison“ erst auf Drängen seiner Freunde 1637 bei Ian Maire im holländischen Leyden drucken.

Zum Durchbruch gebracht wurde das heliozentrische Weltbilds schließlich durch Nikolaus Kopernikus, Galileo Galilei und Johannes Kepler. Isaac Newton fasste deren Beobachtungen und Theorien zusammen, stellte sie auf eine mathematische Grundlage und begründete so die klassische Mechanik.

Das Heliozentrische Weltbild in der Moderne

Das heliozentrische Weltbild bedeutete einen wichtigen Punkt in der Entwicklung der modernen Astronomie, da die Berechnung der Gravitationskräfte in einem heliozentrischen Modell einfacher ist als in Einem mit vielen überlagerten epizyklischen Bahnen.

Da das Universum jedoch keinen ausgezeichneten „Mittelpunkt“ hat – jeder beliebige Punkt im Universum kann als Bezugspunkt dienen – besteht kein Grund, das heliozentrische System als „richtiger“ oder „falscher“ anzunehmen, jedes beliebige Referenzsystem ist valide.

Die geschickte Wahl des Bezugssystems vereinfacht lediglich bestimmte Berechnungen: so lassen sich die Planetenbahnen mit Kepplerschen Ellipsenbahnen anschaulicher beschreiben, und die wirkenden Gravitationskräfte einfacher errechnen, als mit den ptolomäischen Epizykeln. Beide Rechenmodelle können jedoch richtige Ergebnisse liefern.

Siehe auch

Weblinks


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