Frühling - Sommer - Herbst - Winter
Illustrationen: StarryNight 2.1 & -- jd --
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Global gesehen sind Sonnenfinsternisse wesentlich häufiger als Mondfinsternisse. Im Mittel treten pro Jahr 2,3 Sonnenfinsternisse und 1,5 Mondfinsternisse auf. Bei einer Sonnenfinsternis ist jedoch das Gebiet, auf dem der Kernschatten des Mondes auf die Erde fällt, sehr klein: Außer in Polnähe beträgt die Breite des Kernschattens maximal 300 Kilometer und eine totale Sonnenfinsternis dauert nur einige Sekunden bis maximal 7,6 Minuten. Totale Mondfinsternisse hingegen sind von der Erde aus über fast eine gesamte Hemisphäre hinweg zu sehen und dauern mehrere Stunden. Deshalb ist lokal betrachtet eine Mondfinsternis weniger selten als eine Sonnenfinsternis. |
Die totale Mondfinsternis der Sommernacht vom 16./17. Juli 1609 war auch in Antwerpen zu sehen, sofern keine Bewölkung herrschte. Der Eintritt in den Halbschatten erfolgte am 16. etwa 20 Uhr 50 Antwerpener Zeit, der Eintritt in den Vollschatten kurz vor 22 Uhr. Die totale Mondfinsternis begann etwa 23 Uhr und endete etwa 0 Uhr 30 am 17. mit dem Austritt aus dem Vollschatten. Der Austritt aus dem Halbschatten begann nach 1 Uhr 30 und das Ende der Mondfinsternis war etwa 2 Uhr 30 erreicht. Mit einem Klick auf das obige Bild kann eine Sequenz dieser Mondfinsternis abgerufen werden. Der rote Schein des Mondes bei totaler Finsternis hat als Ursache ein Streulicht der Erdatmosphäre, die das blaue Licht filtert und nur ein rotes Zwielicht zum Mond durchläßt.
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Kepler und Brahe (aus Sagan: "Unser Kosmos") |
Der Prager Hradschin 1996 (Foto: -- jd --) |
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Rudolph II. (1552-1612) war Kaiser der Habsburger Erblande mit Bayern, Österreich, Ungarn, Böhmen und Mähren 1576 bis 1612. Der menschenscheue Sonderling umgab sich auf dem Prager Hradschin mit Alchemisten und Astronomen und überließ das Regieren größtenteils den Beamten. 1599 kam der Däne Tycho Brahe (1546-1601) an dessen Hof. Brahe, der Mann mit der Goldenen Nase (s.o. Bild im Bild) hatte vor der Erfindung des Teleskops die genauesten Positionsbestimmungen des Mars vier Jahre lang mittels großer Mauerquadranten auf seiner Sternwarte Uranienborg in Dänemark mit einer Genauigkeit von bis zu 2 Bogenminuten durchgeführt. Er hatte Dänemark 1597 aufgrund von Hofintrigen verlassen. Er galt neben seinen Fähigkeiten als Astronom und Mathematiker auch als hervorragender Astrologe und Zauberer und war zudem äußerst trinkfest (siehe L. Sprague de Camp, Fletcher Pratt: "Geschichten aus Cavagans Bar", Heyne 1982). Die Nase hatte er in seinen Studentenjahren bei einem Streit darüber verloren, wer der größte Mathematiker der Welt sei. 1600 berief Brahe Johannes Kepler (1571-1630) als Gehilfe an den Hof. Er kannte Kepler vom 1596 herausgegebenen Werk "Mysterium cosmographicum" (Das Weltengeheimnis). |
Kepler hatte im "Mysterium cosmographicum" versucht, die Bahnen der Planeten Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn einschließlich der Erde mit den fünf Platonischen Körpern Tetraeder, Würfel, Oktaeder, Ikosaeder und Dodekaeder in Zusammenhang zu bringen. Diese Körper sind die einzigen dreidimensionalen geometrischen Figuren, die sich aus gleichseitig gleichwinkligen zweidimensionalen Polygonen bilden lassen. (Mit Klick auf das folgende Bild wird eine kleine Animation der Platonischen Körper aufgerufen. In dieser Animation sind die Körper auch richtig koloriert.) In der Einleitung schrieb Kepler:
Wie wir nicht fragen, zu welch nützlichem Zweck die Vögel singen,
da sie zum Singen erschaffen worden und der Gesang für sie eine Lust;
so sollten wir auch nicht fragen, warum sich der menschliche Geist damit
müht, die Geheimnisse des Himmels auszuloten... (Zitat Keplers nach Carl Sagan: "Unser Kosmos", Knaur 1982.) |
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Der Versuch, die Platonischen Körper mit den kopernikanischen Planetenbahnen in Einklang zu bringen, wollte nicht recht gelingen. Zudem erreichten den protestantischen Kepler in Graz die Vorboten der Gegenreform, so daß er dem Ruf nach Prag nolens volens nachkam. Obwohl Kepler nun sein Assistent war, enthielt Brahe diesem die Daten seiner Planetenbeobachtungen bis zum Tode vor. |
Kurz bevor Brahe an einer Blutvergiftung möglicherweise durch eine
geplatzte Blase nach einem Fest 1601 starb, empfahl er Kepler die
besondere Beachtung der Marsdaten, die nicht mit den theoretischen
Modellen in Einklang zu bringen waren.
Zur Anordnung der Himmelsobjekte gab es zu dieser Zeit drei hauptsächlich vertretene Systeme: |
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Das Ptolemaeische System war das von der Kirche akzeptierte System mit einer ruhenden Erde (blau) im Mittelpunkt, während alle anderen Objekte in Kreisbahnen um sie herumwirbelten, von innen nach außen Mond (grau), Merkur (coral), Venus (hellgrau), Sonne (strahlend), Mars (rot), Jupiter (holzfarben), Saturn (hellgelb) und die Fixsternschale. Zur Erklärung der Oppositionsschleifen mußten für die Planeten kreisförmige Epizykel eingeführt werden, auf denen sich die Planeten um den eigentlichen Orbit bzw. Deferenten bewegten:
Schema der Epizykel
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Mit diesem geozentrischen Modell konnte die Bewegung der Planeten entsprechend den Beobachtungsungenauigkeiten bis weit ins Mittelalter hinein zuverlässig genau vorhergesagt werden. Dabei war dieses System pragmatisch genug, die Erde nicht genau in die Mitte zu setzen, sondern es ließ zu, daß die Planetenbahnen etwas versetzt vom Zentrum - exzentrisch verliefen. Entwickelt bzw. überliefert wurde das System von Claudius Ptolemaeus (ca. 87-170 v.Chr.), der in der Bibliothek von Alexandria beschäftigt gewesen war und neben einer Zusammenstellung des astronomischen Wissens des Altertums auch einen umfassenden Fixsternkatalog - "Tabulae Stellarum Fixarum" - erstellt hatte (siehe auch ...1603...). Ptolemaeus hatte auch das Planetensystem des Aristarch von Samos, das spätere Kopernikanische System gekannt aber verworfen. Seine schriftliche Sammlung des astronomischen Wissens seiner Zeit umfaßte dreizehn Bände und trug den Namen "Mathematike syntaxis". Es kam über Arabien nach Europa unter dem Namen "Almagest". Mit der fortschreitenden Genauigkeit der Beobachtungen konnten diese nicht mehr korrekt in ein System aus einem Deferenten und einem Epizykel eingepaßt werden. Man war gezwungen, mehrfach verschachtelte Epizykel zu benutzen... |
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Das vermutlich aus einer hellenistischen Gelehrtenschule in Alexandria entstandene Ägyptische System ließ Sonne und Mond um die Erde kreisen, während die fünf anderen Planeten die Sonne umkreisten. Dieses System hatte als Vorteil, die Erde als Mittelpunkt der Welt nicht aufzugeben und erklärte ohne Epizykel die Schleifenbewegungen der Planeten. Für eine genaue Vorhersage von Planetenpositionen hätten bei kreisförmigen Bahnen trotzdem Epizykel eingeführt werden müssen. Tycho Brahe schrieb dieses System in sein Werk "Astronomiae instauratae progymnasmata" |
von 1602, weswegen es auch Tychonisches System genannt wird. Er vertrat dieses
System gegen das Kopernikanische hauptsächlich mit dem Argument, daß
bei einer bewegten Erde auch die Fixsterne sich bewegen müßten. Die
Kopernikaner konnten die fehlenden Fixsternbewegungen nur mit Entfernungen von
über dem Tausendfachen des Abstands Erde-Sonne
begründen, die zur damaligen Zeit unvorstellbar waren. Tycho fand aber auch
eine umgangssprachliche Begründung für eine feststehende Erde (zitiert
nach Jesco von Puttkamer: "Jahrtausendprojekt Mars", Langen Müller 1997):
Die Erde ist faul und träge und für eine Bewegung gänzlich ungeeignet.
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Aristarch von Samos (ca. 310-250 v.Chr.) hatte ein heliozentrische System mit der Sonne im Mittelpunkt entwickelt. Als Nikolaus Kopernikus (1473-1543) von diesem System aus Überlieferungen las, gab er ihm aus rein theoretischen Überlegungen heraus den Vorzug gegenüber dem komplizierten Ptolemaeischen System und schrieb seine Überzeugung im Werk "De revolutionibus orbium coelestium" (Über die Umläufe der Himmelskörper) nieder, das erst nach seinem Tod erschien. Mit dem Kopernikanischen System rückte die Erde aus dem Zentrum des Universums und der Schöpfung und aus ihr wurde ein Planet wie die anderen auch. - Schlimmer noch: die Erde mußte sich nach diesem System einmal pro Tag um ihre Achse drehen, was in der damaligen Vorstellungswelt Übelkeit erzeugte unbeachtet der Tatsache, daß durch Hipparch aus Nikäa schon die Präzession hätte bekannt sein müssen. Genauere theoretische Vorausberechnungen im Vergleich zum Ptolemaeischen System waren allerdings anhand des ursprünglichen "einfachen" Kopernikanischen Systems nicht möglich, da Kopernikus an der "göttlichen" Kreisform der Orbits festhielt. So war er letztendlich gezwungen, ebenfalls Epizykel einzuführen. Dieser und einige andere Schönheitsfehler ließen ihn mit der Herausgabe seines Werkes zögern.
* Nach dem Tod Tycho Brahes wurde Kepler Hofastronom am Hof von Rudolf II. und nach einigen Streitigkeiten mit den Erben Brahes konnte Kepler die Marsdaten auswerten. Die Auswertungen beschrieb er in dem Werk "Astronomia nova" (Die neue Astronomie), das 1609 erschien. Der Untertitel des Werkes lautet: Ursächlich begründet oder Physik des Himmels; dargestellt in Untersuchungen über die Bewegungen des Sternes Mars. Auf Grund der Beobachtungen des Edelmannes Tycho Brahe. Gewidmet ist das Werk dem Kaiser Rudolph II. Es enthält die ersten zwei der drei Keplerschen Gesetze. Kepler fand mittels vieler Versuche und mit dem Ziel des Aufräumens im "Augiasstall der Astronomie von Kreisen und Spiralen" heraus, daß die Beobachtungen der Marspositionen nicht in die Form eines Kreises eingepaßt werden konnten. Soviel er auch versuchte, die Beobachtungen Brahes wichen immer etwas von einer Kreisbahn ab. Er schrieb dazu: |
Die Göttliche Vorsehung schenkte uns in Tycho Brahe einen so
sorgfältigen Beobachter, daß durch seine Beobachtungen in
dieser... (Zitat Keplers nach Carl Sagan: "Unser Kosmos", Knaur 1982.) Er mußte die Kreise, die noch Tycho und Kopernikus als einzig richtige Form für eine Planetenbahn angenommen hatten, verwerfen und erkannte, daß die Bewegungen des Mars in eine Ellipse um die Sonne eingepaßt werden konnten, sofern sich der Planet in spezifischer Weise in Sonnennähe schneller und in Sonnenferne langsamer bewegt. So lautete sein erstes Gesetz (zitiert nach Hemleben: "Kepler", rororo 1971): Die Planetenbahn ist kein Kreis, sondern eine ovale Figur. Das spezielle Verhalten der Geschwindigkeit beschrieb Kepler so: Die Radiensektoren beschreiben in gleichen Zeiten gleiche Sektoren. Tatsächlich bewegen sich aufgrund gravitativer Kräfte alle Himmelskörper in Kegelschnitten, sofern nur zwei Körper involviert sind und einer davon eine vernachlässigbare Masse besitzt. So können mittels einiger Nachbesserungen auch Bahnen von Satelliten und Raumsonden mit Kegelschnitten beschrieben werden. Kreise und Parabeln sind Sonderfälle (parallel zur Kegelfläche mit einer Exzentrizität 0 oder parallel zum Kegelmantel mit einer Exzentrizität 1), während Ellipsen und Hyperbeln allgemeinere Fälle für zweidimensionale Kegelschnitte sind. Mit der Einführung der Ellipse als Orbitfigur wurde es erstmals möglich, bessere Vorhersagen der Planetenpositionen zu machen als dies mit allen bisherigen Planetenmodellen der Fall gewesen war. Zehn Jahre später sollte Kepler dem geheimen Bauplan des Kosmos, den er schon im "Mysterium cosmographicum" gesucht hatte, mit der Entdeckung des dritten Gesetzes noch näher kommen. |
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Zum "Himmels-Index",
zum Jahr ...1603... (Die Jahreszeiten, zum Sternenhimmel und Bayers "Uranometria" 1603),
zum Jahr ...1605...1607... (Die Sonnenfinsternis 1605 und der große Komet von 1607),
zum Jahr ...1610...1613... (Galileis "Sidereus Nuncius" und die Jupiter-Neptun-Konjunktion von 1613),
zum Jahr ...1614...1618... (Die Sonnen- und Mondfinsternis von 1614 und 1616 und die Kometen von 1618),
zum Jahr ...1619...1620... (Keplers "Harmonices Mundi" und die Mondfinsternisse von 1620).
-- jd --
