I. Geschichte der Astronomie

Babylon und Ägypten Beobachtungen der Gestirne in allen Kulturen essentiell für Orientierung, Zeitrechnung, Kalender und Navigation, z.B. neolithische Steinkreise (ca. 5000 v. Chr)

Babylon (3000 v.Chr.) Sternbilder und Tierkreiszeichen Saros-Zyklus: Eine periodische Aufeinanderfolge gleichartiger Finsternisse. Solche Finsternisse kehren jeweils in Abständen von 18 Jahren 11 Tagen (bei 4 Schaltjahren) bzw. 18 Jahren 10 Tagen (bei 5 Schaltjahren) wieder. Erlaubt Vorhersage von Mondfinsternissen.

Ägypten(4000 v.Chr.) Sonnenkalender, 365 Tage Sirius Aufgänge zur Bestimmung der Nil-Überschwemmungen

Himmelsscheibe von Nebra

Himmelsscheibe von Nebra Kreisförmige Bronzeplatte mit Applikationen aus Gold Gefunden am 4. Juli 1999 in Deutschland Alter 3700–4100 Jahre  gilt als einer der wichtigsten archäologischen Funde aus der Bronzezeit sowie als die weltweit älteste konkrete Darstellung des Himmels. 

Griechen 1 Fixsterne und 7 Wandelsterne: Sonne, Mond, Merkur, Venus, Mars, Jupiter, Saturn

Griechen 2 Fixsterne haften an einer Kugel Erde ist eine Scheibe Thales von Milet (~600 v.Chr.): Mond wird von der Sonne beleuchtet, Erde ist rund (Scheibe) - Erklärung der Finsternisse; - Vorhersage Sonnenfinsternis 585 v.Chr.

Griechen 3 Aristoteles (384-323 v.Chr.), Bewegungslehre: Kugelgestalt der Erde wg. kreisförmigem Erdschatten (Mondfinsternis), Kugel ergibt in jeder Stellung einen Kreisschatten

Aristarch von Samos (~270 v.Chr.) „Kopernikus der Antike“ Bestimmung des Sonnenradius (in Einheiten des Erdradius): Stellung von Erde-Sonne-Mond bei Halbmond:

Aristarch von Samos Messung von α: „1/4 Kreis - 1/30・1/4 Kreis“ (Trigonometrie noch unbekannt!) = 87° (tatsächlich 89°51’) → Abstand (Erde-Sonne) = 19 mal Abstand (Erde-Mond) (tatsächlich ~400mal) Da Sonne und Mond am Himmel scheinbar gleich groß: → Sonnenradius = 19 Mondradien (tatsächlich ~400)

Aristarch von Samos Verhältnis Mond-/Erdradius Bestimmung aus Mondfinsternissen:

Aristarch von Samos Schatten der Erde ungefähr gleich groß wie Erde selbst (Sonne weit weg) Mond passt 2 mal (tats. 3 mal) in Erdschatten → Mondradius = ½ Erdradius (tats. 0.272) → Sonnenradius = 19 mal ½ Erdradius (tatsächlich 110) Vermutung: Der größere Körper steht im Zentrum der Bewegung Heliozentrisches Weltbild! Wird erst wieder von Kopernikus aufgenommen

Eratosthenes aus Kyrene (276-195 v.Chr.) Bestimmung des Erdradius Messung der Kulminationshöhen der Sonne an zwei Orten bekannter N-S-Entfernung b Syene: Sonne am 21.06. genau senkrecht, α = 7.5° Alexandria: α = 7.5°

Eratosthenes aus Kyrene b/2πRErde = a/360° b = 5000 Stadien = 5000x164m = 820km RErde = b/2π x 360°/7,5° = 6264 km tatsächlich: 6378 km

Claudius Ptolemäus (ca. 100-175 n.Chr.) „Almagest“ ist Grundlage der abendländischen Astronomie für 1500 Jahre – bis zum Ende des Mittelalters

Ptolemäus Geozentrisches Weltbild (basierend auf Arbeiten von Hipparch 190-125 v.Chr.): Erde im Mittelpunkt des Universums Kreis: die vollkommene Form der Bewegung. Ptolemäus führt die Epizykel-Theorie ein, um Planetenschleifen zu erklären und das geozentrische Weltbild zu erhalten

Nikolaus Kopernikus (1473-1543)

Nikolaus Kopernikus (1473-1543) Die „Kopernikanische Wende“ Übernimmt das heliozentrische Weltbild des Aristarch Die 5 Planeten bewegen sich auf Kreisbahnen um die Sonne; Mond um die Erde Fixsterne sind fest: Tägliche Erdrotation Erklärung für jährliche Bewegung der Sonne vor dem Fixsternhimmel

Erklärung der Schleifenbewegung der Planeten nach Kopernikus

Galileo Galilei (1564-1642)

Galileo Galilei (1564-1642) Baut das Fernrohr des Holländers Lippershey nach und entdeckt u.a. (1610): 4 Jupitermonde

Galileo Galilei → Jupiter und Monde als „Modell“ des Planetensystems Die Phasen der Venus; nur erklärbar im kopernikanischen Weltbild

Galileo gerät in ernste Schwierigkeiten mit dem Vatikan

Tycho Brahe (1546-1601) Genauer Beobachter, Positionen von 700 Sternen, Bewegung des Mars und anderer Planeten

Johannes Kepler (1571-1630) Analysiert Brahes Messungen der Marsbahn → 3 Keplersche Gesetze 1.+2. in Astronomia Nova 1603 3. in Harmonices Mundi 1619

1. Keplersches Gesetz Planetenbahnen sind Ellipsen. Sonne im Brennpunkt. Dogma der Kreisbahn gebrochen! Abweichungen vom Kreis klein! Verhältnis große/kleine Halbachse der Marsbahn ist 1000:996. Nur Merkur zeigt größere Abweichungen

2. Keplersches Gesetz Flächensatz: Der Radiusvektor eines Planeten überstreicht in gleichen Zeiten gleiche Flächen.

3. Keplersches Gesetz Die Quadrate der Umlaufzeiten zweier Planeten verhalten sich wie die Kuben ihrer großen Bahnhalbachsen (T1/T2)2 = (a1/a2)3 Empirische Bestimmung der Bahnbewegung der Planeten

Isaac Newton (1643-1727) Physikalische Ursache: Kepler vermutet als erster eine allgemeine Anziehungskraft, die ihren Sitz in der Sonne haben sollte. Übergang vom formal-geometrischen Denken (Griechen) zum kausaldynamischen Denken → Gravitationsgesetz (Isaac Newton, 1643-1727) 1687: „Philosophiae naturalis principia mathematica“ Physikalische Gravitationstheorie → Astronomie: moderne Naturwissenschaft Abtrennung der Astrologie