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Geschichte der Astronomie



Die Geschichte der Astronomie umfasst zeitlich die gesamte Kulturgeschichte der Menschheit. Die Astronomie wandelt sich von einer reinen Kunde des Sternenhimmels und seiner Zyklen über die klassische Astronomie, deren wesentliche Teilgebiete die Positionsastronomie und Ephemeridenrechnung sind, bis zur modernen Astrophysik, die sich um ein physikalisches Verständnis der Himmelskörper selbst bemüht.

Die Kenntnis des Himmels und damit des Kalenders ist bereits in frühester Zeit von überlebenswichtiger Bedeutung für die Kulturen der Menschheit, da mit ihrer Hilfe alljährlich bedeutsame Ereignisse, zum Beispiel für den Ackerbau, festgelegt werden. Diese Bedeutung schlägt sich in der religiösen Verehrung in Form von Astralkulten nieder, die zum Urspung sowohl der Astrologie als auch der Astronomie werden.

Astrologie und Astronomie sind bis in die Renaissance hinein nicht widersprüchlich, aber auch nicht, wie gelegentlich behauptet, identisch, auch wenn viele Astronomen auch Horoskope erstellten. Die klassische Astronomie befasst sich nur mit den Positionen der Sterne und Planeten und deren exakter Berechnung, erst die Astrologie mit der Bedeutung dieser Positionen für die irdischen Geschehen. In diesem Sinne war astronomische Kenntnis lediglich die Vorausetzung für Astrologie.

Das astronomische Wissen der frühen und außereuropäischen Hochkulturen, etwa der Babylonier, der Chinesen oder der Mayas ist beträchtlich und stützt sich auf Jahrhunderte der Beobachtung. Dennoch betrachtet man die Astronomie dort im wesentlichen als Hilfswissenschaft, ihre Anwendung erschöpft sich in der Astrologie und im Kalenderwesen. Als Wissenschaft, also um der Erkenntnis selbst willen, erscheint Astronomie erstmals bei den Griechen der Antike, kommt aber, wie viele Wissenschaften in Europa, im Mittelalter nahezu zum Erliegen. Das astronomische Erbe der Antike wird jedoch von arabischen und islamischen Astronomen bewahrt und erweitert, von wo aus es wieder nach Europa gelangt, so dass die Astronomie in der Renaissance neu auflebt.

In der frühen Neuzeit erfährt die europäische Astronomie durch die Erfindung des Teleskops gewaltigen Aufschwung. Die Erde rückt durch die kopernikanische Wende aus dem Zentrum des Universums , was eine starke Erschütterung des überlieferten Weltbildes mit sich bringt. Mit Isaac Newton beginnt die bis heute immer enger werdende Verbindung von Mathematik, Physik und Astronomie, insofern seine Gravitationstheorie den von Johannes Kepler entdeckten rein beschreibenden Gesetzen der Planetenbewegung ein physikalisches Fundament gibt. Diese Verbindung wird im Laufe des 19 und 20. Jahrhunderts immer enger, so dass Astronomie heute im Wesentlichen eigentlich Astrophysik ist.

Wie schon zuvor, beispielsweise zu Zeiten Galileis, hat die Astronomie auch heute das Potential, das Selbstbild des Menschen und seine Auffassung von seiner Stellung im Universum zu verändern. Wesentliche Fragen in diesem Sinne sind:

Table of contents
1 Archaische Astronomie
2 Antike Astronomie
3 Arabische Astronomie
4 Astronomie der Renaissance
5 Astronomie im Zeitalter der Vernunft bis zur Neuzeit
6 Die moderne Astrophysik
7 Literatur
8 Weblinks

Archaische Astronomie


Stonehenge
Das Wissen um die archaische Astronomie, die in der Form von Astralkulten betrieben wurde, beschränkt sich auf archäologische Erkenntnisse. Bereits in einem der ältesten erhaltenen Kulturdenkmäler des Menschen, der Höhle von Lascaux, findet sich eine Zeichnung, in der vielleicht die Plejaden erkannt werden können. Dieser Sternhaufen soll auch auf der Himmelsscheibe von Nebra aus dem mitteleuropäischen Kulturraum abgebildet sein. Die beeindruckendste prähistorische Kultstätte in Europa ist aber wohl Stonehenge. Über die in Stonehenge praktizierten Kulte ist nichts überliefert, aber die geographische Ausrichtung des Bauwerks ist offensichtlich astronomischer Natur. Ähnliches lässt sich für Kultbauten aller Epochen auf der ganzen Welt zeigen.

Die altägyptische Religion zeigt, dass die Priester über ihr astronomisches Wissen wachten und noch um 150 v. Chr eine Reform des Kalenders zur Jahreslänge von 365,25 Tagen wieder rückgangig machten, um ihre Deutungsherrschaft über den Kalender zu wahren.

Antike Astronomie

Die Entwicklung der antiken griechischen Astronomie lässt sich bereits an frühen Schriften erahnen. Sowohl Homer als auch Hesiod beschreiben astronomische Vorgänge, lassen aber noch kein tieferes Verständnis erkennen. So beschreiben beide Morgen- und Abendstern als verschiedene Objekte (in Wirklichkeit beides die Venus, was zum Beispiel die Babylonier bereits wussten, welche die Venus Ischtar nannten). Auch den Tierkreis in seiner heutigen Form beschreibt Homer nur teilweise.

Ein weitergehendes Naturverständnis erreichen bis zum 5. Jahrhundert v. Chr die Vorsokratiker. Sie entwickeln unter anderem zunehmend genauere Zeitmessmethoden, etwa Sonnenuhren, deren Grundlagen sie wahrscheinlich von den Babyloniern übernehmen. Anaximander postuliert das geozentrische Weltbild, indem er als erster den Himmel als Kugelschale (Sphäre) mit der Erde im Zentrum beschreibt. Frühere Kulturen sehen den Himmel als Halbkugel nur über der Erdscheibe, ohne außerhalb von Mythen das Problem zu berühren, wo sich Sterne zwischen Auf- und Untergang befinden. Den Übergang zur Erde als Kugel macht Anaximander jedoch noch nicht.

Die griechische Kultur der klassischen Zeit ist die erste, die Astronomie ohne kultische oder astrologische Hintergründe, also rein aus philosophischen Überlegungen betreibt. Noch heute berühmt ist die erstaunlich genaue Messung des Erddurchmessers durch Eratosthenes um 220 v. Chr, der die unterschiedlichen Schattenlänge der Sonne am gleichen Tag in Alexandria und Syene, wo sie genau im Zenit steht, auf unterschiedliche Breitengrade auf einer Kugel zurückführt. Weniger bekannt ist der Versuch des Aristarchos von Samos den Abstand zur Sonne im Verhältnis zum Mondabstand zu messen, der zwar aufgrund ungenügender Messgenauigkeit fehlschlägt (er wird um den Faktor 20 zu kurz bestimmt), aber methodisch korrekt ist.

Die griechischen Philosophen diskutieren zwar bereits ein heliozentrisches Weltbild, das nicht die Erde, sondern die Sonne als ruhendes Zentrum beinhaltet, können aber noch keine unterstützenden Beobachtungen vorlegen, so dass das geozentrische Weltbild das allgemein Anerkannte bleibt. Religiöse Eiferer wettern gegen die Vorstellungen, die Sonne könne Mittelpunkt des Kosmos sein und wünschen ihrem Verfechter Aristarchos von Samos einen Prozess; die Angelegenheit bleibt aber, anders als später bei Giordano Bruno und Galileo Galilei, letztlich folgenlos.

Hipparchos von Nicäa und andere entwickeln die astronomischen Instrumente, die bis zur Erfindung des Fernrohres fast zweitausend Jahre später in Gebrauch bleiben, wie zum Beispiel die Armillarsphäre. Das Werk des Ptolemäus um 150 n. Chr. stellt den Höhepunkt und Abschluss der antiken Astronomie dar. Ptolemäus entwickelt das nach ihm benannte Weltbild und gibt mit dem Almagest ein Standardwerk der Astronomie heraus, auf dessen Sternkatalog sich Astronomen noch bis über die Renaissance hinaus berufen. Die Römer schätzen Astronomie als Teil der Bildung, erweitern sie jedoch nicht weiter. Wenn überhaupt, so betreiben sie eher Astrologie, ziehen aber auch hier andere Formen der Zukunftsvorhersage vor. Die antiken Werke werden in den Resten des Oströmischen Reichs bewahrt, der kulturelle Austausch mit den lateinischen Staaten des Mittelalters kommt aber zum Erliegen.

Arabische Astronomie

Nachdem im Römischen Reich die Astronomie zum Stillstand gekommen ist, ergibt sich Fortschritt erst wieder mit der islamischen Expansion. Alexandria wird von Arabernn erobert, die dortige Bibliothek leitet, zusammen mit indischen Einflüssen, die islamischen Gelehrten bei ihrem Studium. Die arabischen Leistungen beinhalten genaue Beobachtungen des Himmels (auch zu astrologischen Zwecken, obwohl der Islam die Kenntnis der Zukunft ungern sieht und Astrologie daher eigentlich nicht erlaubt) und das Erstellen von Sternkatalogen, die wesentlich zu den heute benutzten Sternnamen beitragen. Auch Instrumente wie das Astrolabium werden weiterentwickelt. Ohne Teleskope sind die islamischen Astronomen jedoch nicht zu bedeutenden Erweiterungen der antiken Erkenntnisse in der Lage. Das geozentrische Weltbild wird allgemein anerkannt, nur seine Details, wie Epizykeln oder Sphären, werden diskutiert.

Tragischerweise bleiben viele Leistungen großer islamischer Astronomen episodisch, so wie zum Beispiel das von Ulug Beg zu Beginn des 15. Jahrhunderts erbaute Observatorium von Samarkand, das beste seiner Zeit, das nach nur einer Generation dem Verfall überlassen wird. Die aus heutiger Sicht wichtigste Leistung islamischer Astronomen besteht im Bewahren, Übersetzen und teilweise Erweitern der antiken Arbeiten, wozu die europäische Kultur während des Mittelalters nicht in der Lage ist. Die Blütezeit der islamischen Wissenschaft geht im 15. Jahrhundert jedoch zu Ende und vermag der europäischen Astronomie kaum noch Impulse zu geben, zumal nach der Eroberung Konstantinopels durch die Osmanen byzantinischen Emigranten die antiken Werke wieder im Original nach Mitteleuropa bringen.

Astronomie in anderen präteleskopischen Kulturen

Der Entwicklungsstand der islamischen Astronomie ist auch exemplarisch für Astronomie anderer Kulturen, die ein ähnliches Niveau erreichen, aber, ebenfalls ohne Teleskope, nicht darüber hinaus entwickelt werden. Besonders erwähnenswert sind die indische oder vedische Astronomie, die chinesische Astronomie, und die präkolumbische Astronomie der indianischen Hochkulturen. Alle diese Kulturen besitzen ein in vielen Jahrhunderten angesammeltes beobachterisches Wissen, mit dem sich die periodischen Phänomene des Planetensystems vorhersagen lassen. Überlieferungen der Indus-Kultur deuten auf astronomische Beobachtungen hin, die bereits um 4500 v.Chr. stattgefunden haben könnten.

Über den Entwicklungsstand der astronomischen Weltbilder der indianischen Hochkulturen ist, wegen der Vernichtung der meisten Codices durch Missionare, nur wenig bekannt. Zweifellos aber sind die benutzten Kalender, zum Beispiel der Maya-Kalender oder der Azteken-Kalender, hochentwickelt. Auch astrologische Elemente gibt es, wie etwa in der aztekischen Neufeuerzeremonie, die im Sternbild des Feuerbohrers alle 52 Jahre gefeiert wird.

Im kaiserlichen China ist ebenfalls Kalenderwesen und Staatsastrologie Hauptaufgabe der Astronomie. Es gab ein astronomisches Amt, dessen Ursprünge sich nicht mehr ausmachen lassen, das sich aber bis deutlich vor Christi Geburt zurückverfolgen läßt. Dieses Amt besteht bis 1911 mit vier Haupt-Bediensteten: Der Chefastronom (Fenxiangshi), verantwortlich für die ununterbrochene Himmelsschau, der Chefastrologe (Baozhangshi), dem die Aufzeichnungen unterstehen, der Chefmeteorologe (Shijinshi) für Wetterphänomene und Sonnenfinsternisse und der Bewahrer der Zeit (Qiehushi), dem das Kalenderwesen untersteht. Die Aufzeichnungen gelten noch heute unter anderem deswegen als zuverlässig und relativ vollständig, weil die Beamten mit ihrem Leben für ihre Ergebnisse bürgen. Beobachtet werden von altchinesischen Astronomen beispielsweise Sonnenflecken, was mit bloßem Auge bei Sonnenauf- und Untergang möglich ist, Novae und Supernovae, die Gaststerne genannt werden.

Dem Weltbild des kaiserlichen China entsprechend gibt es fünf Himmelsareale, die vier Himmelsrichtungen und das Zentrum, das den zirkumpolaren Bereich umfaßt und den kaiserlichen Palast repräsentiert. Es werden Instrumente ähnlich der Armillarsphäre benutzt, es ist aber nicht bekannt ob sie durch Kontakte zur griechischen und islamischen Welt inspiriert werden, oder ob es eine komplette Eigenentwicklung ist. Außerdem sind chinesische Sternkarten zur Seenavigation überliefert.

Astronomie der Renaissance

Das Zeitalter der Renaissance markiert die Blüte der klassischen Astronomie als Wissenschaft vom geometrischen Aufbau des Universums, einer Wissenschaft, die sich aber noch nicht der Erforschung der physikalischen Hintergründe der Sternbewegung widmet.

Die europäische Astronomie lebt durch die Arbeiten von Nikolaus Kopernikus nach 1500 wieder auf. Nach Beobachtungen des Mondes gegen den Hintergrund der Fixsterne zweifelt er am geozentrischen Weltbild und arbeitet ein Modell aus, in dem die Sonne im Mittelpunkt des Kosmos steht. 1543 stellt er es in seinem Buch "De Revolutionibus Orbium Coelestium" vor. Tycho Brahe beobachtet 1572 einen "Neuen Stern" (stella nova), den er als "ein Wunder, wie es seit Anbeginn der Welt nicht gesehen wurde", beschreibt. Zwar war eine solche Erscheinung, eine Supernova, bereits 1054 von Chinesen gesehen worden, aber den europäischen Gelehrten war sie entgangen. Brahe ist ein Meister des Intrumentenbaus und der exakten Beobachtung. Der von ihm entwickelte Mauerquadrant löst die seit der Antike gebräuchliche Armillarsphäre als Universalinstrument ab. Die Genauigkeit von Brahes Positionsmessungen der Planeten ermöglichen Johannes Kepler 1609/1619 die Entdeckung der Gesetze der Planetenbewegung.

Die Erfindung des Fernrohrs zu Beginn des 17. Jahrhunderts besiegelt die Zeitenwende der Astronomie. Galileo Galilei entdeckt mit seiner Hilfe die vier inneren Monde des Jupiter und die Phasen der Venus. Diese Entdeckungen wurden 1610 veroeffentlicht in "Siderius nuntius". Dadurch wird das geozentrische Weltbild unhaltbar. Der darauf folgende Streit mit der Kirche endet zwar mit dem juristischen Sieg der Inquisition gegen Galilei, begründet aber ein problematisches Verhältnis zwischen Kirche und Naturwissenschaften, das bis heute nachwirkt.

Astronomie im Zeitalter der Vernunft bis zur Neuzeit

Die europäischen Fürsten fördern die Astronomie zunehmend an ihren Höfen als Zeichen ihrer Kultur und Bildung, wodurch sich ein personeller wie finanzieller Aufschwung der Forschung ergibt.

In den ersten Jahrzehnten des 17. Jahrhunderts verbessern Astronomen ihre Teleskope und beschreiben die Planeten mit immer höherer Genauigkeit. So erkennt Christiaan Huygens als erster die wahre Natur der Ringe des Saturn, und Edmond Halley sagt die Wiederkehr des nach ihm benannten Kometen für das Jahr 1758 voraus, die er allerdings nicht mehr erlebt. Sir Isaac Newton legt mit dem 1687 erschienenen epochalen Werk Philosophiae naturalis Principia mathematica die ersten Grundlagen der Astrophysik, indem er die Keplerschen Gesetze auf seine Theorie der Gravitation zurückführt.

Im März 1781 entdeckt Wilhelm Herschel einen neuen Planeten, der später Uranus genannt wird. Damit ist nicht nur der Wissenstand um die Objekte des Himmels erweitert, sondern das Planetensystem selbst. Für die Astronomen jener Zeit ist die Entdeckung so bedeutend, dass die Position, an der Uranus entdeckt wurde, noch Jahrzehnte darauf mit in die Sternkarten aufgenommen wird. Die Entdeckung physikalisch zusammengehöriger Doppelsternsysteme führt zu Spekulationen über Planetensysteme um andere Sterne.

Gleichzeitig beschleunigt sich der Wandel der Astronomie zur Astrophysik: Die Entdeckung der Infrarotstrahlung mit Hilfe der Spektroskopie durch Herschel 1801 zeigt, dass das Spektrum nicht auf das visuelle Licht beschränkt ist. Die Astronomie als Wissenschaft tritt in eine Ära der Taxonomie ein: Die Himmelsobjekte werden in Klassen eingeteilt, die später auf physikalische Gemeinsamkeiten zurückgeführt werden können.

Der nächste große Schritt ist die Ablösung des Auges als Beobachtungsinstrument durch die Fotografie zwischen ca. 1850 und 1900. Der Jesuit Angelo Secchi ist einer der ersten Astronomen, die Fotografie für ihre Zwecke einsetzen. Dadurch werden die Beobachtungen nicht nur objektiver, sondern stundenlange Belichtungen eröffnen die Möglichkeit, lichtschwächere Objekte in wesentlich höherem Detail zu erforschen. Die klassische Astronomie tritt ab 1900 immer mehr in den Hintergrund und macht der Erforschung der physikalischen Eigenschaften der Himmelskörper selbst Platz.

Die moderne Astrophysik

Der größte Teil des Wissens um das Universum stammt aus dem 20. Jahrhundert. Die moderne Astrophysik ist geprägt von dem Versuch, die beobachteten Phänomene und Objekte durch die ihnen zugrunde liegenden physikalischen Gesetze zu verstehen. Wichtige Momente in diesem Prozess sind der Vorschlag Arthur Eddingtons von 1920, die Kernfusion als Energiequelle der Sterne in Betracht zu ziehen und, mit dem Erkennen der Spiralnebel als extragalaktische Objekte, Edwin Hubbles Idee eines sich ausdehnenden Universums von 1929, die er nach einem Vergleich zwischen Entfernung und Fluchtgeschwindigkeit der Galaxien vorbringt. Heute gilt das Modell des aus einem Urknall heraus expandierenden Universums als allgemein anerkannt. Der genaue Ablauf der Anfangsphase des Universums bis hin zur Bildung der ersten Sterne und Galaxien ist aber nach wie vor ein wichtiges Forschungsgebiet.

Mit dem Beginn der Raumfahrt in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts bekommt die Astronomie nicht nur Gelegenheit, die im Sonnensystem gelegenen Forschungsgegenstände direkt aufzusuchen und wissenschaftliche Analysen vor Ort vorzunehmen. Mindestens ebenso wichtig ist der Wegfall der Beschränkungen der Erdatmosphäre, mit dem sich durch satellitengestützten Observatorien der Ultraviolettastronomie, der Röntgenastronomie und der Infrarotastronomie neue Wellenlängenbereiche und damit neue Fenster ins Universum öffnen, von denen jedes zuvor ungeahnte Erkenntnisse erbringt. Mit der Erforschung von Neutrinos der Sonne und der Supernova 1987A, der Beobachtung von Teilchenschauern der kosmischen Strahlung und dem Bau von Gravitationswellendetektoren beginnt die moderne Astronomie außerdem erstmals andere Strahlungsarten als die elektromagnetische Strahlung zu untersuchen.

Gleichzeitig bieten sich der visuellen Astronomie mit Teleskopen wie dem Hubble Weltraumteleskop oder dem Very Large Telescope neue Beobachtungsmöglichkeiten. Mit Methoden wie der Interferometrie hoffen Astronomen, schon bald nach erdgroßen Planeten um benachbarte Sterne suchen und spätestens in der nächsten Generation deren Atmosphären spektroskopieren zu können.

Literatur

Auswahl wichtiger Bücher (Originalliteratur)

Weiterführende Literatur

Weblinks


Beurteilung:

Exzellenter Artikel



     
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