Wolfgang Korsus Dipl.-Ing.NT, Astrophysiker
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Eine sehr amüsante Beschreibung des Himmels hatten manche Menschen schon immer und vor fast 100 Jahren steigerte sich eine Vorstellung; sie gefällt mir besonders. Sie schrieb der persische Mathematiker, Astronom und Dichter Omar Khayya. :
„Diese umgestülpte Schüssel, die man Himmel nennt,
sie hält uns hier gefangen bis ans Lebensende“
Für Andere wiederum war der Himmel tatsächlich eine Art von Dach über der Erde, und wenn ja, was ist eigentlich noch über diesem Dach. Diese Frage blieb lange Zeit unbeantwortet.
Nur diese aufgezeigte Vorstellung eines Firmaments, an dem, oder in dem die Sonne und die Sterne befestigt sind, stieß schon von Anfang des Denkens an auf beträchtliche Probleme, denn „da oben“ war alles in Bewegung. Nicht nur Sonne und Mond, auch alle Planeten mussten sich auf festen Bahnen am Firmament bewegen. Im geozentrischen Weltbild ist die Erde halt als Kugel im Mittelpunkt umgeben von vielen, nennen ich sie kreisende, konzentrische Sphären, an denen schließlich alle Himmelskörper wie befestigt wirken. Diese Sphären drehen sich auch noch in verschiedene Richtungen und das zusätzlich mit verschiedenen Geschwindigkeiten. Wie nicht anders zu erwarten wurde gesagt :
Hinter der letzten und somit größten dieser Sphären wohnt halt der Gott und schaut eifrig nach dem Rechten.
Sicher war man überzeugt, das ist in der Tat eine Aufgabe für einen Gott. Fast regelmäßig kam die Menschheit bei rätselhaften Erscheinung ihrem Gott näher ?!
Es ist simpel und damit recht einfach, man stellt sich die Sonne auf einer solchen Kugelschale vor,und den Mond selbstverständlich auf einer anderen, jetzt können die jeweiligen Positionen relativ zur Erde bestimmt werden. Aber schon die reinen Präzisionsdaten für diese Positionen führten zu ersten Problemen und noch komplizierter machten die zusätzlichen Planetenbewegungen das Ganze.
Einst von der Erde aus beschrieben, zogen die Planeten Kreise am Himmel … aber es sei gesagt, die Astronomen des Altertums haben das geschafft!
Richten wir einen Blick auf den damaligen Claudius Ptolemäus, ein römischer Bürger griechischer Abstammung, er war wohnhaft in Ägypten. Er entwickelte schon im ersten Jahrhundert n. Chr. ein über tausend Jahre lang akzeptiertes Bild. Aber warum wurde es lange Zeit akzeptiert ? Antwort : es konnte bis dahin die Himmelsbewegungen richtig vorhersagen. In seiner Aufzeichnung kreisen die Planeten halt um die Erde, aber um die beobachteten Bewegungen auch zu erfassen, mussten sie sehr viel kleinere Kreise, Epizyklen, um größere Kreisbahnen vollziehen. Einfach dargestellt darf man sagen, die ganze Welt ist also umgeben von einem sich drehenden Firmament, an dem die Fixsterne befestigt sind.
Aber wie sollte es auch anders kommen, vorher Gesagtes und Beobachtetes stellte sich im Laufe der Zeit immer komplizierter dar. Die Epizyklen des Ptolemäus entwickelten sich in eine Sackgasse des gedachten Erdmittelpunkt-Denkens. Die Erde als Mittelpunkt des gedachten Zentrums löste sich in wissenschaftliche Luft auf.
Festzustellen ist, ein neuer Denkansatz mußte vorgenommen werden nach einer all zu langen Zeit des wahrlich falschen Denkens.
Und wie es immer in der vom Menschen gewollten Geschichte kommen mußte, kam dann mit Nikolaus Kopernikus ein entscheidender Durchbruch des Denkens. Er stellte mit totaler Überzeugung die Sonne in den Mittelpunkt der beobachteten Planetenwelt.
Das war ein hochgescheiter Griff und er entwickelte zusätzlich ein sogenanntes Mathematisches Model, in dem die bekannten Planeten die Sonne auf verschieden großen Bahnen umkreisen, aber sich zusätzlich noch um ihre eigenen Achsen drehen. Doch es blieb immer noch diese Welt von Sphären, und mit einer letzten für die Fixsterne.
Jetzt ist eine besondere Zeit angebrochen. Man wurde echt wissenschaftlicher und ein Teilgebiet der Physik (die Optik) nahm ihren Einfluss. Ein neuer großer Name kam ins Spiel. Hundert Jahre waren vergangen und es war Johannes Kepler der detaillierte astronomische Messungen von Galileo Galilei und von Tycho Brahe eingehend studierte. Messungen ?
Ja, sie waren möglich geworden durch die zwischenzeitliche erfolgreiche Entwicklung und der damit verbundenen Konstruktion in der Fernrohr-Produktion.
Produktion ist leicht übertrieben, denn es waren damals keine Firmen die solches produzierten. Es war der deutsch-niederländische Brillenmacher Hans Lipperhey
Ich sage, das „Teil“ entsprach quasi einer Erfindung !
Diese Messungen mit einem Fernrohr bildeten eine solide empirische Basis für eine präzise mathematische Beschreibung. Denn aus den Kreisbahnen der Planeten wurden Ellipsen; somit stellte man fest die neuen Kepler’schen Gesetze über die Planetenbewegungen stimmten nun wirklich genau mit den Beobachtungen überein.
Aber trotz dieser Gesetze bekam man keine Erklärung, warum sich die Planeten so bewegen. Doch Kepler stellte eine Vermutung auf, dahingehend, dass es womöglich eine bestimmte Kraft der Sonne geben müsse oder könnte, die über dermaßen große Entfernungen eine Wirkung stellt, die die nach außen gerichtete Zentrifugalkraft aller kreisenden Planeten kompensierte und sie deshalb in ihren Bahnen hielt. Zur Zeit Keplers sprach man noch von einer Vermutung; erst achtzig Jahre später wurde daraus eine echte physikalische Theorie. Die Frage folgt….durch wen ? Es war ein gut Bekannter der Geschichte -Isaak Newton – er war ein wirklicher Erklärer.
Für ihn wirkten Kräfte nicht nur auf unserem Planeten sondern auch absolut gleich in unserem Sonnensystem, oder wie man damals noch „am Himmel“ sagte.
In dieser Erkenntnis liegt eine erforderliche Abstraktion.
«fallende Körper» sind also etwas Alltägliches. Alles was fällt oder nach dem Hochwerfen wieder fällt !
So hatte auch Galilei schon zeitlich vorher ein universelles Verhalten entdeckt nämlich : Die Strecke, die ein Körper fällt, wächst mit dem Quadrat der Fallzeit und ist die gleiche, unabhängig von der Masse des Körpers. Dazu muß zum besseren Verständnis gesagt werden :
Nachweisbar fällt eine Feder erheblich langsamer als ein Stein, aber nur weil sie halt in der Luft schwebt. Ein Stein mit dem gleichen Gewicht der Feder fällt selbstverständlich genauso schnell wie ein sehr viel schwererer Stein.
Also kurz gesagt, schon Galileis Beobachtungen führten rasch zu dem, was wir heute klassische Mechanik nennen und das zu dem Beginn der Physik, so wie wir sie jetzt bzw. heute verstehen.
Es war Isaac Newton, der in seiner Philosophiae Naturalis Principia Mathematica zum ersten Mal ein einheitliches Bild der zwischen Massen wirkenden Kräfte und den daraus resultierenden Bewegungen in eine angemessene sprachliche Form brachte. Der natürliche Zustand eines jeden Körpers war der, der Ruhe; jede Bewegung benötigte eine Kraft, um auch diese Bewegung zu erzeugen.
Newton fiel ebenso auf, das „in Ruhe“ für zwei verschiedene Betrachter unterschiedlich wahrgenommen wird. Der Dahintreibende in einem Boot sieht das selbe ein bisschen anders als der Betrachter am Flussufer. Peng !, schon war das erste Relativitätsprinzip geboren :
Das sagt nämlich aus, alle Zustände die sich in gleichförmiger Bewegung zueinander befinden sind gleichwertig, und damit ist keiner „natürlicher“ als der andere. Jetzt kommt die Kraft ins Spiel, denn nur sie kann einen Bewegungszustand ändern. Das sorgte für die Einführung des Begriffs „ Kraft“ als Ursprung nicht von Bewegung, aufgepasst, sondern von jeder Bewegungsänderung, also für eine Beschleunigung oder ein Bremsen.
Durch diese Überlegungen Endstand ein neues Ergebnis.
Die Theorie der Schwerkraft, also der Kräfte zwischen Körpern im „Himmel“ und auf der Erde.
Der Mensch nahm jetzt etwas war; eine universelle Kraft, die Schwerkraft ! Er machte also eine neue interessante Bekanntschaft. Es gab vom Menschen erfasst bereits viele Kräfte : die vom Wind und vom Wasser, oder als Beispiel von Pfeil und Bogen und die Pferdestärke! Nur eins sei bemerkt, diese Kräfte sind alle abhängig von Zeit und Raum. Die Schwerkraft aber ist da etwas Anderes, denn sie tritt überall auf. Wie ein Stein, er fällt immer zur Erde und es ist Schei…..egal wann, wo oder von wem er zufällig fallen gelassen wird. Der Stein wird von irgend einer Kraft zur Erde gezogen. Newtons Gedanken kamen zu einer bemerkenswerten Erkenntnis, diese Kraft ist wohl sicher die gleiche, die auch die Planetenbahnen bestimmt. Deshalb kam er zu dem Schluss, dass ein massiver Körper, jede andere Masse mit einer Kraft anzieht, sie ist proportional zum Produkt ihrer beiden Massen und umgekehrt proportional zu ihrem Abstand.
Schwerkraft, sie hält die Erde und die anderen Planeten in ihren Bahnen um die Sonne und ebenso ist es die gleiche Kraft, die den Mond an die Erde bindet…..und heute wissen wir, diese Kraft muß es sein die Galaxien zusammenhält und sie ist verantwortlich für die Erzeugung der gesamte Struktur des Universums. Der Bauer sieht den Apfel immer nach unten fallen, der Militarist weis, die Kugel trifft nach einer gewissen Flugdauer immer unten auf.
Die Schwerkraft ist wiederholt gesagt, die universellste Kraft, die uns Menschen bekannt ist– das gilt nicht nur für unsere menschliche Welt sondern bis in die fernsten Weiten des Universums.
Sehr zufrieden haben sich bestimmt die Astronomen gefühlt, denn sie haben auf eine zufriedenstellende Erklärung für die Bewegungen und Struktur der vom Menschen beobachtbaren „Himmelsumgebung“ gehofft. Das Sonnensystem bestehend aus Erde, Mond, Sonne, den anderen Planeten und ihren Monden ist also einer sinnvollen Erklärung näher gekommen.
Betrachte wir auch den Begriff der Kraft. Sie hält am „Himmel“ alles förmlich zusammen. Es ist eindeutig die Schwerkraft, die auch auf dem Planeten Erde
allem Maße und Gewicht gibt. Äpfel fallen halt von den Bäumen und Steine fliegen nicht prinzipiell nach oben.
Jedoch das Denken und Grübeln blieb so Manchem erhalten. Eine schon sehr verständliche „Welt“ versteckte aber immer noch die letzte Sphäre. An ihr „klebten“ so etwas wie die Fixsterne ! Die nächste Frage mußte folgen :
– und dahinter, was war da ??? –
Die griechische Philosophie sagte einfach „nichts“, ein unendliches, absolutes und ewiges Nichts. Auch schon Kopernikus und seine Zeit hatte Zweifel an der Existenz einer anderen letzten Sphäre. Eine seltsame andere Vorstellung machte die Runde, nämlich es könnte jenseits des Sonnensystems ja eine von Fixsternen bevölkerte Unendlichkeit geben. Bereits 1576 waren es die Gedanken von dem englischen Astronomen Thomas Digges. Nur jetzt kommt wie immer die „Kirche und deren Obersten“ ins weltliche Spiel, denn in ihren Augen lagen diese Gedanken immer an der Grenze zur Ketzerei.
Ich greife mit höchstem Respekt auf einen Mann zurück der von den stetig mordlüsternden und eindeutig größten Idioten dieses Planeten ermordet wurde !
Seine Meinung und seine ausgesprochenen Gedanken wurden ihm zum Verhängnis.
Er glaubte nicht nur an ein unendliches Universum, sondern sogar, dass dies voll sei von einer Unendlichkeit von Welten wie der Unseren. Das ging den damaligen Glaubensfürsten eindeutig zu weit, es stand eindeutig zu sehr im Widerspruch zu ihrem Dogma von der Einmaligkeit unserer Welt, geschaffen natürlich von dem eigenen, allerliebsten Gott. Denn schließlich stand es so in der Bibel; die war schließlich damals von den dümmsten Abergläubigen unseres Planeten geschrieben worden. Und so wurde denn Giordano Bruno am 17. Februar des Jahres 1600 in Rom auf dem Scheiterhaufen verbrannt.