Astronomiens historie

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Astronomen Claudius Ptolemaios med den personifiserte Astronomia fra leksikonet Margarita Philosophica av Gregor Reisch , 1503

Astronomiens historie omfatter utviklingen av den vitenskapelige studien av stjernene fra forhistorie til i dag. Astronomi (astronomi) oppsto allerede i steinalderen fra enheten til sol og stjerneobservasjon og kultisk ærbødighet av stjernene . [1] Fra freiäugigen -observasjoner av nattehimmelen og dens sykluser utviklet den klassiske geometriske astronomien, den eldste delen av områdene posisjonen til astronomi og efemeri er. Oppfinnelsen av teleskop (1609), og spesielle måleapparater for den videre utvikling av himmel mekanikk og moderne astro og bruk av radio- og plass teleskoper ga en sterk drivkraft.

Astronomi bestemmer menneskets selvbilde og deres oppfatning av deres posisjon i universet , i dag hovedsakelig gjennom diskusjonene om universets opprinnelse og jakten på beboelige eksoplaneter og utenomjordisk liv .

Foreløpige bemerkninger

Heptagram med syv astronomiske symboler , som står for himmellegemer og også for dager i uken -
med klokken ovenfra:
Sol (søndag), Venus (fredag), Merkur (onsdag), måne (mandag), Saturn (lørdag), Jupiter (torsdag), Mars (tirsdag)

Til alle tider kunne de faste stjernene og bildet av Melkeveien sees på himmelen om natten . På denne bakgrunn endrer noen lyse skiftende stjerner gradvis posisjonen sin og er allerede merkbare i skumringen - Merkur , Venus , Mars , Jupiter og Saturn . Sammen med månen , som også kan sees med sine månefaser i løpet av dagen, og solen , er det syv lyse himmellegemer som ser ut til å bevege banene sine på himmelen - langs hele dyrekretsen i området rundt det tilsynelatende solsti ( ekliptikk ). De syv ukedagene er oppkalt etter disse selv i dag. Det er sant at planeten Uranus også er synlig for det blotte øye på nattehimmelen; Den er imidlertid overgått i den tilsynelatende lysstyrken med mer enn tusen stjerner og ble derfor først oppdaget på slutten av 1700 -tallet.

De spesielle objektene på himmelen som kan sees med det blotte øye, inkluderer klynger av stjerner som stjerneklyngene til Pleiadene eller Hyadene , men også noen fenomener med et tåket utseende som Oriontåken og galakser som Andromeda -galaksen eller de magellanske skyene . I tillegg til permanente objekter, kan noen midlertidig dukkende lyse kometer og meteorer samt nover observeres fritt.

For orientering på stjernehimmelen kan individuelle lyseste stjerner med forskjellige farger tjene så vel som imaginære forbindelser mellom flere stjerner til et stjernetog eller til figurer i mer eller mindre omfattende stjernebilder . På denne måten får synet på himmelen en formet og gjenkjennelig struktur, som lettere kan huskes og kommuniseres med. På denne måten kunne de forskjellige stjernebildene mellom himmellegemene ikke bare observeres, men også sammenlignes.

Stjernene på himmelen, tilsynelatende alltid i samme arrangement, og de faste stjernene på himmelhvelvingen , endrer posisjon over horisonten i løpet av en natt. De ser ut til å snu en himmelpol en gang i løpet av 24 timer på grunn av jordens rotasjon . På den nordlige halvkule av jorden roterer den nordlige himmelen tilsynelatende rundt polstjernen (Polaris), mot klokken; på den sørlige halvkule den sørlige himmelen rundt den sørlige himmelpolen (nær Polaris Australis ), med klokken. Avhengig av plasseringen av observasjonen er mange stjerner som forblir sirkumpolare alltid over horisonten, andre er bare mellom dens stigning (i øst) og innstillingen (i vest) over horisonten synlig, men ikke å se eller.

På grunn av mangel på lysforurensning , med god atmosfærisk sikt var det mulig over hele verden fram til 1800 -tallet å gjøre himmelske observasjoner av objekter opp til sjette størrelsesklasse med det blotte øye. Observasjoner av mindre lyse himmelobjekter kan bare gjøres fra jordoverflaten fra lysbeskyttelsesområder eller med optiske enheter .

På grunn av prosessjonssyklusen til jordaksen må historiske hensyn ta i betraktning at solens jevndøgn, også kjent som Værens punkt , beveger seg langs ekliptikken en gang gjennom hele dyrekretsen i løpet av rundt 28 000 år. Siden de tilsvarende bestemmelsene ble gjort i antikken, er vårjevndøgn nå i stjernebildet Fiskene , og det er en forskyvning mellom dyrekretsens astrologiske tegn og stjernebildene med samme navn.

Astronomisk tolkning av et paleolitisk maleri i Lascaux -hulen som en stor sommertrekant

Forhistoriske himmelobservasjoner

Ved jevndøgn stiger solen bak Belchen i Schwarzwald, sett fra Alsace Belchen
Skjema for den neolitiske sirkulære vollgraven av Goseck - retninger for stigning og nedstilling av solen ved vintersolverv representert med gule linjer, den hvite markerer meridianen

Det er bare noen få indikasjoner på forhistoriske observasjoner av himmelen, inkludert paleolitisk , rundt 20 000 år gamle veggmalerier i Lascaux-grotten , [2] der Pleiadene, dyrekretsen og sommerhimmelen er avbildet. Også i Vézère- dalen i sørvest i Frankrike ble et omtrent 30 000 år gammelt ørnvingeben med prikkmerker i rader, hvis antall og arrangement kan være relatert til månens faser, funnet under et steintak , Abri Blanchard . [3] Begge funnene kommer fra øvre paleolitikum . Mangelen på meningsfulle arkeologiske funn beviser imidlertid ikke at himmelobservasjon ikke spilte noen rolle for folket i paleolitikum. Observasjonen av astronomiske fenomener og forsøk på å tolke dem er uansett bevist i dagens jeger-samlerkulturer , som aboriginerne .

Plasseringen av kildene endret seg merkbart for den neolitiske perioden . Fordi for landbruksproduserende avlinger som planlegger såing og høsting er av avgjørende betydning, og det er tilstrekkelig tilførsel i løpet av året. Med den økende avhengigheten av endrede sesongforhold , vokser interessen for et mulig framsyn. Derfor får de syklisk gjentatte endringene i den tilsynelatende bevegelsen av solen og månen på himmelen - i løpet av en dag, måned, år - spesiell oppmerksomhet. Deres endrede posisjon på stjernehimmelen i skumringen og natten blir også lagt merke til, deres vei på himmelen og noen andre stjerner. Begynnelsen på en kalenderberegning krever god kjennskap til solens vei og månefasesyklus . Dette gjør det mulig å forutsi noen himmelfenomener og justere sekvensen av sesongmessige aktiviteter i henhold til datoene deres og å bli enige om dem sammen.

Riter , kulter og religiøse tolkninger av den mulige årsaken til de observerte himmelske fenomenene og deres sykluser er nært beslektet. I denne forbindelse kan det tenkes at overgangen til jordbruk bidro vesentlig til utviklingen av forskjellige astrale kulter . I begynnelsen var astronomi knyttet til astrologi i både vestlige og asiatiske kulturer.

For enkle observasjoner for kalenderformål på samme sted, har posisjonene for soloppgang og solnedgang i horisonten eller lengden på skyggen kastet av høyder alltid vært mulig. For dette formålet kan også geografiske referanser til fjell brukes, for eksempel mellom de fem fjellene med navnet Belchen i Belchen -systemet . De arkeologiske funnene fra sen bronsealder i Sentral -Europa som kan relateres til kalendere inkluderer de høye gullhatter som finnes i Sør -Tyskland og Frankrike, rundt 3000 år gamle. Disse kjeglene, preget i ett stykke og dekorert i flere rader, tolkes som en del av det hellige hodeplagget til prester i en solkult .

Nebra Sky Disc er muligens den eldste konkrete representasjonen av himmelen, siden den kommer fra tidlig bronsealder og sies å være rundt 4000 år gammel. Spesielt horisontkurven, utført som en gullapplikasjon, og perforeringer på ytterkanten antyder at den også oppfylte kalenderfunksjoner. Den sirkulære vollgraven Goseck , bygget for rundt 7000 år siden, er et av de eldste menneskeskapte solobservatoriene. Rundt to årtusener senere ble det bygget et kompleks i Sør -England , hvis utvidelse med megalittiske steinsirkler skapte et tilbedelsessted som fremdeles er imponerende i dag, Stonehenge . Bygningens geografiske orientering og retningen til spesielle siktlinjer viser astronomiske referanser. Det samme kan sees rundt om i verden for kultbygninger fra mange epoker, samt mange begravelser som er justert i henhold til kardinalretninger, for eksempel de fra Corded Pottery -kulturen i kobberalderen . Ofte er ingenting kjent om kultene som opprinnelig ble praktisert, men referanser til solstices og equinoxes er åpenbare. [4]

Med arkeoastronomi har det vært et eget felt siden 1970 -tallet som omhandler forskning av disse bygningene og funnene fra et astronomisk synspunkt.

Astronomi i de tidlige avanserte sivilisasjonene

Mørking av fullmånen under en total måneformørkelse

Den første måneformørkelsen som sies å ha blitt observert er den 17. januar 3380 f.Kr. BC, [5] som sies å ha blitt spilt inn av mayaene i Mellom -Amerika. Denne antagelsen er imidlertid kontroversiell, ettersom forskning antar at mayaene startet sin kalender tidligst etter 3373 f.Kr. Introdusert. Isolerte teorier om at de hadde startet tidligere kan ennå ikke bevises.

Stjernekartet passet inn i stjernehimmelen på Tal-Qadis himmelske bord ved måling av den ekliptiske breddegraden til Venus elleve dager før den nådde Golden Gate of Ecliptic (mellom Aldebaran og Pleiadene ) med de lyseste stjernene og dagens stjernebilder

Den eldste kjente representasjonen av nattehimmelen er på en kalkstein som ble funnet under utgravninger ved templet Tal-QadiMalta og datert til det tredje årtusen f.Kr. [6]

Mørking av solen under en solformørkelse på grunn av nymåne

I Kina skjedde den første solformørkelsen i 2137 f.Kr. Spilte inn. [7]

Egypterne og mesopotamieneogså på himmelen og tilbad astrale guder . 6. juni 763 f.Kr. Chr. [8] den første daterbare observasjonen faller en solformørkelse i Mesopotamien.

Egyptisk og mesopotamisk astronomi

Himmelen var også knyttet til mytologi og religion i de gamle sivilisasjonene i Nord -Afrika og Midtøsten.

Egypt

I motsetning til Nord -Europa, hvor forskning på forhistorisk astronomi bare kan baseres på arkeologisk kunnskap, eksisterte det for Egypt fram til 3. årtusen f.Kr. Skriftlige opptegnelser om teknikkene og viktigheten av gammel egyptisk astronomi som går tilbake til 300 -tallet f.Kr. De astronomiske "undersøkelsene" og tolkningene av den tiden må også forstås i sammenheng med solkulten som hersket i Egypt på den tiden og hovedsakelig ble brukt til å beregne den eksakte forekomsten av den årlige Nilen . [9]

Egypterne brukte tolv stjerner for å måle tiden i løpet av natten, hvorved lengden på den første og siste tidsperioden ble justert avhengig av sesong. Den mytologiske bakgrunnen til De tolv nattstjernene ("Stjerner som aldri setter seg") var troen på at de nattlige kryssingen av de avdøde kongene med solguden Re fant sted under beskyttelse av de tolv vokterne på nattehimmelen . Det begynte med skumringen og endte med soloppgang. [10] Konstellasjoner spilte også en viktig rolle. De inneholdt stjernene til forskjellige guder. Den eldste fremstillingen av nattehimmelen finnes på undersiden av en kiste i Assiut, [11] en annen i gravkammeret i Senenmut (Thebes grav TT353 ). Skildringen av stjernebildene, som deretter ble vanlig - også i graven til kong Sethos I rundt 1279 f.Kr. BC - samsvarer ikke med den nåværende klassifiseringen av stjernebildene.

Det er ikke kjent hvilke målemetoder de egyptiske astronomene brukte nøyaktig. Sirius spilte en spesiell rolle i den egyptiske kalenderen , da den heliacale økningen begynte rundt 2000 f.Kr. BC kunngjorde oversvømmelsen av Nilen . Opprinnelig ser det imidlertid ut til at Sirius er assosiert med den vakre festivalen i ørkendalen . Siden det egyptiske året var 365 dager langt, endret datoen for den heliacale oppgangen til Sirius seg over tid; etter en syklus på 1440 til 1460 år falt den på samme dato i den egyptiske kalenderen. Historien om den gamle egyptiske religionen viser at prestene våket over deres astronomiske kunnskap og fremdeles rundt 221 f.Kr. BC reversert en reform av kalenderen med en forbedret års lengde på 365,25 dager. Dette kan skyldes at prestene var ansvarlige for å beregne de religiøse festdagene, som sakte skiftet på en 365-dagers kalender; de ville ha mistet denne oppgaven med en korrigert kalender med 365,25 dager. Det er også bemerkelsesverdig et syn som Tycho tok 2000 år senere: at Venus og Merkur bane rundt solen, men solen roterer rundt jorden. [12]

Mesopotamia

3200 år gammel stjerne fra Babylonia-scenen viser guden Nanaja som troner, som kong Meli-Sipak leder datteren for; Solen, månen og stjernen er symbolene på gudene Šamaš , Sin og Ištar . [1. 3]

I mesopotamisk astronomi, i tillegg til den tidlige begynnelsen på presise observasjoner - i det tredje årtusen f.Kr. F.Kr. - det er bemerkelsesverdig hvor nøyaktig måleserien ble registrert på tusenvis av leirtavler .

På den tiden kjente babylonierne alle de viktige himmelsyklusene med forbløffende nøyaktighet: [14] inkludert den synodiske måneden med 29,53062 dager (i stedet for 29,53059), Venus og Mars-banene (bare 0,2 eller 1 time feil) eller den 18- årige Saros syklus av formørkelser. Vår timeteller og 360 ° ble utviklet i Babylon. Stjernebildene nær ekliptikken ble delt inn i tre solbaner , som ble tildelt gudene Anu , Enlil og Ea . [15]

Astrologiske spådommer og opptatthet av himmelske varsler var en sentral bekymring for prestestronomene der. Babylonierne og assyrerne førte journal over sine astronomiske observasjoner i arkivene sine, som selv ifølge konservative anslag dateres tilbake til det tredje årtusen f.Kr. [16] [17]

For eksempel inneholder de assyriske MUL.APIN leirtablettene fra 2300 til 687 f.Kr. Nøyaktige lister over heliacal stigning av stjernebildene på himmelen. De ble alltid laget i tre setninger og brukt til ca. 300 f.Kr. Duplisert etter behov. Det kan antas at den greske astronomen Eudoxos fra Knidos brukte mye av disse dataene til stjernekatalogene sine.

Sumererne opprettet sin kalender i henhold til de astronomiske stjernebildene . Tusenvis av tradisjonelle leirtavler i kileskrift , som hovedsakelig er tilordnet arkivene til Uruk og Nineve , inneholder astronomiske tekster. Allerede i begynnelsen av 3. årtusen f.Kr. Venus ble beskrevet som stjernen til Inanna . Gamle sylinderforseglinger og tekster som omtalte Inanna som legemliggjørelsen av planeten Venus vitner om datidens sumeriske kunnskap: [18] Inanna, som Venus, ser også alle fremmede land deg skinne. Jeg vil tilby henne en sang som Lord of Heaven . [19]

Basert på lange observasjonsserier utviklet babylonske astronomer matematiske serier som gjorde det mulig å beregne posisjonene til himmellegemene (se ephemeris ) og å forutsi visse himmelfenomener. Allerede rundt 1000 f.Kr. De var i stand til å isolere komplekse overleggelser av periodiske fenomen i de enkelte periodene og dermed beregne dem på forhånd.

Nabu-rimanni (ca. 560-480 f.Kr.) er den tidligste babylonisk-kaldeiske astronomen kjent med navn. Viktige etterfølgere er Kidinnu (ca. 400–330), Berossos (rundt 300) og Soudines (rundt 240 f.Kr.).

Eldgammel astronomi

Begynnelsen på gresk astronomi

En armillær sfære slik den ble brukt frem til 1600 -tallet

Enkle former for armillarsfæren ble allerede brukt av babylonerne og senere videreutviklet av grekerne , det samme var solur og gnomon . Deling av dyrekretsen i 360 grader, som sannsynligvis går tilbake til de egyptiske dekanene , ble vedtatt av grekerne, så vel som individuelle observasjoner og planetnavnene og periodene til babylonierne. Men de tok ikke hensyn til de matematiske metodene som lå til grunn for den mesopotamiske tradisjonen; tilnærmingen var nå annerledes, siden de greske filosofene først og fremst forsto universet geometrisk , ikke aritmetisk .

Dagens kunnskap om begynnelsen på gresk-jonisk astronomi og i hvilken grad mesopotamisk påvirket dem er veldig sketchy. Det kan antas at tapet av bøker i sen antikk og i middelalderen også påvirket mange astronomiske verk. [20] Noen av dem kom tilbake til Europa mye senere, indirekte gjennom arabiske oversettelser.

De greske filosofene og astronomene

Kunstners inntrykk av det geosentriske verdensbildet ifølge Ptolemaios

Allerede veldig tidlige litterære tekster gir indikasjoner på de gamle grekernes opptatthet av prosessene på himmelen. Både Homer og Hesiod nevner astronomiske fakta; dyrekretsen er delvis attestert i Homer. Hesiodos, derimot, utviklet til og med en teori om verdens skapelse . Imidlertid avslører de to forfatterne ennå ikke en dypere romforståelse; så de beskriver morgen- og kveldsstjerner som forskjellige objekter. [21] Senest på Platons tid ble denne feilen rettet takket være babylonisk informasjon; dette fremskrittet ble senere tilskrevet Pythagoras . [22] Spådommen om en solformørkelse i år 585 f.Kr. Av filosofen Thales of Miletus .

Pre-sosratikken utviklet seg fram til 500-tallet f.Kr. Ulike astronomiske modeller. Blant annet oppfant de stadig mer presise metoder for å måle tid, for eksempel solur , de prinsippene de sannsynligvis har tatt i bruk fra babylonerne. Anaximander , en samtid og student av Thales, postulerte det geosentriske verdensbildet ved å være den første som beskrev himmelen som et sfærisk skall ( sfære ) med jorden i sentrum. Tidligere kulturer tenkte på himmelen som en halvkule like over jordens disk uten å berøre problemet med hvor stjernene kan være mellom å stige og sette seg utenfor myter . Anaximander har imidlertid ennå ikke forstått jorden som en sfære.

Klassisk gresk kultur praktiserte først astronomi ut fra en vitenskapelig interesse for de faktiske prosessene på himmelen, uavhengig av praktisk bruk av kalenderen og religiøse og astrologiske motiver. Den bemerkelsesverdig nøyaktige målingen av jordens omkrets av Eratosthenes rundt 220 f.Kr. er kjent. Chr.: Han sammenlignet skyggene i forskjellige lengder som solens lys kaster når det er i høyden, på den ene siden i Alexandria og på den andre siden i Syene samme dag og forklarte dette fenomenet med at steder er på forskjellige breddegrader på en kule. Mindre kjent er Aristarchos av Samos forsøk på å måle avstanden til solen i forhold til måneavstanden, som viste seg å være veldig feil på grunn av utilstrekkelig målingøyaktighet (den ble bestemt med en faktor 20 for kort), men var metodisk korrekt.

Antikythera -mekanismen dateres tilbake til rundt 100 f.Kr. Moderne forskning tyder på at den ble brukt til å forutsi himmellegemers bevegelse. [23]

Hipparchus fra Nikea og andre utviklet de astronomiske instrumentene som var i bruk frem til oppfinnelsen av teleskopet nesten to tusen år senere, for eksempel et vinkelmåleinstrument, en slags avansert armillarsfære som koordinater på himmelskulen kunne bestemmes med. Den ble introdusert av Eratosthenes under navnet Astrolabe og også beskrevet av Ptolemaios .

En av de få overlevende tekniske gjenstandene fra gresk tid er Antikythera -mekanismen , den tidligste kjente enheten med et girsystem (ca. 100 f.Kr.). Mekanismen tolkes som en analog datamaskin for forhåndsberegning av himmellegemets bevegelser. Det kan ha blitt konstruert av Poseidonios (135–51 f.Kr.).

Et annet viktig forberedende arbeid for senere tids astronomi ble utført av Aristoteles (384–322 f.Kr.), som anerkjente prinsippet om camera obscura . I sin omfattende presentasjon av fysikk , som fortsatte inn i middelalderen, beskrev han den naturlige bevegelsen til himmellegemer og også tyngdekraften.

Det heliosentriske verdensbildet

Ptolemaios ' verk rundt 150 e.Kr. representerte høydepunktet og - i henhold til nåværende kunnskap - også konklusjonen på gammel astronomi. Ptolemaios utviklet det som senere ble oppkalt etter ham på grunnlag av arbeidet som var tilgjengelig på den tiden (Hipparchus og mulig andre) [24 ] Weltbild og publiserte med Almagest et standardverk om astronomi, hvis stjernekatalog astronomer refererte til og med utover renessansen . Romerne verdsatte astronomi som en del av utdanningen, men utviklet den ikke videre. Hun var snarere interessert i astrologi med sin påstand om å forutsi fremtiden. Rester av gammel spesialistkunnskap ble bevart i Øst-Romerriket , men den kulturelle utvekslingen med den latinspråklige vitenskapsverdenen i Vest- og Sentral-Europa gikk stort sett i stå i begynnelsen av tidlig middelalder.

Alternativer til det geosentriske verdensbildet

Alternativer til det geosentriske synet på verden har blitt foreslått gjentatte ganger. Hiketas fra Syracuse (rundt 400 f.Kr.) fikk stjernene til å stå stille og jorden roterte. Andre pytagoreere trodde at i sentrum av universet var det en sentral brann som var i bane rundt jorden, solen og planetene. Philolaos også postulerte en mot jorden , slik at himmellegemene ville nå det hellige nummer ti. 300 -tallet f.Kr. foreslo Aristarchus fra Samos et heliosentrisk syn på verden med solen som hvile. Han argumenterte også - som i det 4. århundre Herakleides Pontikos - for en daglig akselrotasjon av jorden med en urokkelig himmel.

Det geosentriske verdensbildet med en urokkelig jord som alle sfærer roterer daglig, forble imidlertid den allment aksepterte modellen til Nicolaus Copernicus , som fulgte Aristarchus i 1543. Den heliosentriske designen av Copernicus fikk et alternativ til å virke tenkelig, noe som ble gjort mer sannsynlig av Johannes Keplers kunnskap om de elliptiske planetbanene. Men mange tvilte fortsatt på det umåtelig tomme rommet mellom Saturns bane og de nærmeste faste stjernene.

Hjørnesteiner i utviklingen i antikken

Innsikt og prestasjoner fra gamle astronomer kan noteres:

  • evnen til å beregne og forutsi planetenes bevegelser og forekomsten av formørkelser ( Saros syklus )
  • kunnskapen om at jorden er sfærisk (Aristoteles, 384–322 f.Kr.: første antagelser om den sfæriske formen på grunn av sirkulære jordskygger under måneformørkelser; rundt 200 f.Kr. av Eratosthenes i Alexandria: først omtrentlig beregning av jordens omkrets basert på den høyeste solens posisjon på forskjellige steder)
  • forslaget om alternativer til det geosentriske verdensbildet
  • rundt 150 f.Kr. Første stjernekataloger (omtrent 1000 stjerner) laget av Hipparchus von Nikaia og Archimedes
  • oppdagelsen av jordens presesjonbevegelse . [25] Denne oppdagelsen tilskrives Hipparchus (rundt 150 f.Kr.). Siden den gang har den permanente endringen av koordinatene til de faste stjernene på nattehimmelen og dermed også av de ekvatoriale koordinatene for høyre oppstigning og deklinasjon vært kjent.

Plinius den eldre , som skrev en samlet presentasjon av datidens naturhistorie i 60 e.Kr., behandlet også astronomi som himmelsk vitenskap i motsetning til astrologi.

Astronomi i India, Kina, Amerika og Australia

In Süd- und Ostasien wurde schon früh das System der heutigen Himmelskoordinaten entwickelt. [26] Während aber in China die astronomischen Beobachtungen eher als Chronik geführt wurden, verknüpfte man sie in Indien schon um 1000 v. Chr. mit einer tiefsinnigen Kosmologie . Demgegenüber weiß man über die astronomischen Hintergründe der amerikanischen Hochkulturen nur relativ wenig.

Indien

Observatorium Jantar Mantar in Jaipur

In der Indus-Kultur entstand ab 1000 v. Chr. eine detaillierte Kosmologie mit den göttlichen Naturkräften Himmel, Erde, Sonne (die als glühender Stein gedeutet wurde), Mond, Feuer und acht Himmelsrichtungen. Laut der damaligen Mythologie entstamme die Welt einem heiligen Ei aus Silber (Ur-Erde) und Gold (Sternhimmel) mit der Lufthülle als Zwischenschicht. Die Sonne galt als göttliches Auge des Weltalls, der Mondzyklus als Zeit- und Lebensspender. Die Planetenbahnen verlaufen zwischen Sonne und Polarstern .

Die vedische Astronomie ist in stark verschlüsselten Versen überliefert, was ihre Einordnung in einen größeren kulturellen Rahmen schwierig macht. Allgemein ist sie aber der babylonischen sehr ähnlich, was – je nach Interpretation und Datierung – babylonische Vorbilder für die vedischen Astronomen und auch die umgekehrte Einwirkung bedeuten kann. Beide Positionen werden in der Astronomiegeschichte diskutiert, doch ist auch eine im Wesentlichen unabhängige Entwicklung in beiden Kulturräumen denkbar. Denn einige der Gemeinsamkeiten, wie die Teilung des Tierkreises in 360 Grad mit zwölf Sternbildern, können auch direkt aus der Natur hergeleitet werden. So wird das Jahr zu 360 Tagen gerundet, die Monate aber wie heute gezählt. Allerdings folgen im System der alten indischen Astronomie auf zwei Jahre von 360 Tagen immer eines mit 378 Tagen. [27] Der Tag hat jahreszeitlich verschiedene Längen („ Muhurtas “ mit 9,6 bis 14,4 Stunden).

Außerdem ist eine erstaunliche Entsprechung zum Christentum und etwa auch zu den Auffassungen von Teilhard de Chardin erwähnenswert: Gott wird als ein die Welt liebender Geist verstanden, dessen Sohn die Entwicklung des Weltalls im Auge behält.

Einen erneuten Aufschwung erlebte die indische Astronomie um 500 n. Chr. mit dem Astronomen Aryabhata , dem unter anderem die Erfindung des Konzepts der Zahl „ Null “ zugeschrieben wird. Wichtige Einrichtungen sind die fünf Observatorien, die Jai Singh II. im frühen 18. Jahrhundert unter anderem in Delhi und Jaipur errichten ließ. Das größte davon, das Jantar Mantar in Jaipur, besteht aus vierzehn Bauwerken zur Beobachtung und Messung astronomischer Phänomene.

Melanesien

Hier ist vor allem die hochentwickelte Navigation mit Sonne und Sternen zu erwähnen, die eine Voraussetzung zur Besiedlung der Inselwelt war. [28] Überliefert sind Orientierungsmethoden

Die Urnacht der Schöpfungsgeschichte hat zwar Sterne, aber noch ohne Sonne und Mond. Die göttliche Trennung von Himmel und Erde erfolgte mit einem Kultstab, ähnlich wie auf orthodoxen Ikonen . Die Wohnstatt Gottes und der Ungeborenen ist in der Milchstraße , und die Seelen sind die Urform der Sternbilder .

China

Wesentliches Element der chinesischen Philosophie ist die Harmonie von Himmel, Mensch und Erde. Himmelserscheinungen wurden unter diesem Hauptgesichtspunkt betrachtet. [7] Das Bestreben der Chinesen war es – so die Deutung in der aktuellen Literatur der Volksrepublik China – Störungen dieser Harmonie vorherzusehen und somit das Zeitalter des Glaubens an unkalkulierbare Fremdbestimmung zu beenden. [29]

Altchinesische Sternkarte

So hatten sich die Astronomen im Kaiserreich China nicht nur mit dem Kalender zu befassen, sondern auch mit der Vorhersage außergewöhnlicher Himmelserscheinungen (z. B. der Sonnenfinsternisse) und dazu auch mit der staatliche Astrologie. Sie kannten schon um 2000 v. Chr. das Lunisolarjahr mit einer 19-jährigen Schaltregel wegen der Mondknoten (siehe auch Saros-Zyklus ). Es gab ein wissenschaftliches Amt, dessen Ursprünge sich nicht mehr ausmachen, aber bis deutlich vor Christi Geburt zurückverfolgen lassen. Dieses Amt bestand noch bis 1911, und ihm waren vier Haupt-Bedienstete zugeordnet: Der Chefastronom (Fenxiangshi), der für die ununterbrochene Himmelsschau verantwortlich war, der Chefastrologe (Baozhangshi), dem die Aufzeichnungen unterstanden, der Chefmeteorologe (Shijinshi) für Wetterphänomene und Sonnenfinsternisse , und der Bewahrer der Zeit (Qiehushi), dem die Kalenderrechnung oblag.

Die altchinesischen Chroniken gelten noch heute als zuverlässig und relativ vollständig – auch weil die Beamten für die Zuverlässigkeit ihrer Ergebnisse mit dem Leben bürgten. So ist überliefert, dass die Astronomen Xi und He wegen der versäumten Vorhersage der Sonnenfinsternis vom 3. Oktober 2137 v. Chr. geköpft wurden. [7] [30]

Etwa seit der Zeitenwende wurden in China ua Sonnenflecken beobachtet, was mit bloßem Auge bei Sonnenauf- und Untergang möglich ist, sowie Novae und Supernovae , die Gaststerne genannt wurden, und sogar bereits 613 v. Chr. der Komet Halley .

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.

Einflüsse Vorderasiens sind schon in vorchristlicher Zeit ausgehend vom Hellenismus nachweisbar, und sie scheinen später intensiver geworden zu sein. Im Mittelalter wurden Instrumente ähnlich der Armillarsphäre benutzt, die wahrscheinlich auf Kontakte zur griechischen und islamischen Welt zurückgehen. Außerdem sind chinesische Sternkarten zur Schiffsnavigation überliefert.

Ab etwa 1600 trugen christliche Missionare die Erkenntnisse und Messmethoden der europäischen Astronomie nach China. Nach anfänglichem Misstrauen wurde ihre Überlegenheit vom Kaiserhaus anerkannt, und die neue Fachkunst bereitete der traditionellen Sternkunde ein Ende. [31] So kam es dazu, dass die kaiserliche Sternwarte in der Qing-Dynastie traditionell von Jesuiten wie Ignaz Kögler oder Anton Gogeisl neu eingerichtet und geleitet wurde.

Intensive Forschungen zur chinesischen Astronomiegeschichte betrieb der japanische Wissenschaftshistoriker Yabuuchi Kiyoshi (1906–2000). Er veröffentlichte seine Erkenntnisse in mehreren Darstellungen.

Amerika

Piedra del Sol , ein aztekischer Kalenderstein

Über das astronomische Weltbild der indianischen Hochkulturen ist wenig bekannt, doch geben Kultbauten (z. B. Stufentempel mit genauer Orientierung) und Sternwarten zahlreiche Hinweise. Die meisten Schriften und Codices wurden durch die Konquistadoren vernichtet. Zweifelsfrei war aber die Kalenderrechnung und die Berechnung der Planetenzyklen hochentwickelt – siehe den Maya- und den Azteken-Kalender . 1479 schufen die Azteken den „ Sonnenstein “.

Die Umlaufzeiten der fünf freisichtigen Planeten waren teilweise auf nur wenige Minuten bekannt. Die Dauer des Monats stimmte mit heutigen Werten auf 6 Dezimalen überein – was pro Jahrhundert nicht einmal 1 Stunde Fehler ausmacht.

Astronomie im Mittelalter

Aus dem Mittelalter sind zwei besonders markante Himmelserscheinungen überliefert: 1054 n. Chr. beobachtete man weltweit einen neuen Stern im Sternbild Stier („ Supernova 1054 “), der wochenlang auch tagsüber sichtbar blieb ( Krebsnebel , Messierkatalog M1 ), und am 25. Juni 1178 beobachtete der Mönch und Chronist Gervasius von Canterbury eine Leuchterscheinung an der Mondsichel, bei der es sich um einen Meteoraufprall (Entstehung des Mondkraters Giordano Bruno ?) gehandelt haben könnte.

Westeuropa

Darstellung des Kepheus aus dem 9. Jahrhundert, aus den Leidener Aratea

In den Jahrhunderten der Völkerwanderung hatte Mittel- und Westeuropa den Kontakt zum alten griechisch-römischen Kulturwissen weitgehend verloren. Nur im griechischsprachigen Byzantinischen Reich blieb die antike astronomische Literatur weiterhin zugänglich und wurde studiert. Im lateinischsprachigen Westen hingegen stand bis zum 12. Jahrhundert nur sehr wenig von dieser Tradition zur Verfügung. Dort behielt man zwar den Lehrkanon der Sieben Freien Künste bei, in dem die Astronomie einer der vier Teile des Quadriviums bildete, doch in der Praxis wurde an den Klosterschulen des Frühmittelalters meist nur das Trivium gelehrt, das keinen naturwissenschaftlichen Stoff mehr umfasste.

Im Zuge der Reformpolitik Karls des Großen wurde die Astronomie als Lehrfach aufgewertet: [32] Der Kaiser verpflichtete alle Domkirchen dazu, Schulen einzurichten, an denen die Astronomie neben den anderen Fächern des Quadriviums (Geometrie, Arithmetik und Musik) gelehrt werden müsse; dabei ging es auch um die für den Klerus wichtige Befähigung zur Berechnung des Osterdatums . Diese nach wenigen Jahren oder Jahrzehnten wieder erlahmende Reform bewirkte jedoch insgesamt nur wenig, und die Astronomiekenntnisse blieben im Klerus dürftig.

In der karolingischen Zeit entstanden allerdings Abschriften der astronomischen Lehrgedichte des Aratos , etwa die prachtvoll illustrierte Leidener Aratea , die vermutlich am Hofe Ludwigs des Frommen in Auftrag gegeben wurden. [33] Zusammen mit Aratos bildeten die Sternbildbeschreibungen des Hyginus im Poeticon Astronomicon die bis zum Ende des Spätmittelalters weit verbreiteten Standardwerke. Die Kenntnis der klassischen Sternbildmythen stammte im Wesentlichen aus diesen beiden Werken. Die Illustrationen der Handschriften sind künstlerisch hochwertig. Die Positionen, an denen die Illustratoren die Sterne in den Bildern platzierten, haben jedoch mit dem tatsächlichen Firmament wenig bis nichts gemein; sie wurden vielmehr so gewählt, dass sie gut zu den Figuren passten.

Die wenigen anderen erhaltenen antiken Werke zur Astronomie wurden in den Klöstern zunächst nur abgeschrieben, mit der beginnenden Scholastik im 11. Jahrhundert dann aber auch zunehmend kommentiert. Sie durch eigene Beobachtungen zu bestätigen, zu ergänzen oder zu widerlegen entsprach jedoch nicht dem mittelalterlichen Verständnis von Wissenschaft. Astronomie wurde daher zu jener Zeit als ein im Wesentlichen abgeschlossenes Fach verstanden, zu deren Verständnis keine eigene Beobachtung des Sternenhimmels erforderlich war. Das plötzliche Auftreten einer Supernova im Jahr 1054 war eines der ersten Ereignisse, die das vorherrschende statische Verständnis vom Kosmos ins Wanken brachten.

Im Spätmittelalter setzte ein stärkeres Interesse an der Astronomie ein, und mit dem frühen Buchdruck wurden auch astronomische Werke verbreitet. Wesentliche Impulse zur Himmelskunde gab die Wiener astronomische Schule , beginnend mit Johannes von Gmunden (1380–1442). Sein Nachfolger Georg von Peuerbach [34] als weltweit erster Astronomieprofessor (Universität Wien 1453) wurde durch Neubearbeitungen von Ptolemäus zu einem Vorgänger des Kopernikus. Sein Schüler Regiomontanus gab neben Abschriften der beiden oben erwähnten antiken Werke zahlreiche astronomische Bücher heraus, darunter ein Calendarium , das nach damaligen Maßstäben als Bestseller gelten kann. 1472 gelang ihm die Erstmessung des Winkeldurchmessers eines Kometen . Regiomontanus war empirisch eingestellt und bereit, traditionelle Vorstellungen zu hinterfragen. Eigene Beobachtung und Vergleich mit den Ergebnissen der antiken Wissenschaft sollten nach seiner Ansicht die Astronomie erneuern und helfen, „die Wahrheit“ zu finden. Mit dieser Haltung wurde er neben Nikolaus von Kues zum Wegbereiter des heliozentrischen Weltbildes.

Über Regiomontanus und andere in Wien wirkende Astronomen und Mathematiker verfasste Georg Tannstetter seine Darstellung der Viri Mathematici (1514; deutsch: Mathematische Männer), ein früher Ansatz zur Wissenschaftsgeschichtsschreibung. [35]

Der Mönch Roger Bacon baute nach dem Vorbild von Aristoteles für Sonnenbeobachtungen die ersten Apparate in Form einer Camera obscura und beschrieb 1267 den Aufbau einer Linse korrekt. [36]

Islamische Astronomie

Arabisches Astrolabium um 1208

Nachdem im Römischen Reich die Astronomie zwar noch gelehrt, aber nicht mehr erweitert wurde, ergab sich ein Fortschritt erst wieder nach der islamischen Expansion . Die führenden arabisch publizierenden Wissenschaftler waren häufig auch Hofastronomen oder Hofmathematiker der regionalen muslimischen Herrscher. Sie übernahmen in den von der arabischen Expansion betroffenen alten Kulturzentren viel vom naturwissenschaftlichen Fachwissen der Antike. Die arabischen bzw. in arabischer Sprache übermittelten Leistungen, unter anderem die astronomischen Überlegungen und Erfindungen [37] eines Avicenna , betrafen vor allem die Astrometrie :

  • Genaue Beobachtungen des Himmels – auch zu astrologischen Zwecken, [38] obwohl der Islam den versuchten Blick in die Zukunft ungern sah und Astrologie nicht erlaubte
  • Erstellung von Sternkatalogen , Benennung heller Sterne (bis heute in Gebrauch)
  • Weiterentwicklung des Astrolabiums usw., genaue Vermessung der Ekliptikschiefe .
Theorie der Mondfinsternisse, al-Biruni

Ohne Teleskope waren die islamischen Astronomen jedoch nicht zu einer bedeutenden Erweiterung der antiken Erkenntnisse in der Lage. Das geozentrische Weltbild blieb allgemein anerkannt, nur Einzelheiten wie Epizykeln oder Sphären wurden zunächst diskutiert, wo möglich korrigiert und erweitert. Aufgrund der seit der Niederlegung dieser Theorien verflossenen Zeit, in der sich die Fehler akkumuliert hatten, waren die Diskrepanzen der antiken Theorien mit den Beobachtungen für die islamischen Gelehrten offensichtlich. Im 16. Jahrhundert, als sich auch in Europa die kopernikanische Wende vollzog, lehnten islamische Gelehrte die antiken Weltbilder zunehmend ab. Inwieweit diese beiden Wege unabhängig waren, oder ob Kopernikus über Umwege Kenntnis der islamischen Entwicklungen hatte, ist nicht bekannt.

Einige fortschrittliche Leistungen der islamischen Astronomen blieben letztlich ohne Folgen, so wie zum Beispiel das von Ulug Beg zu Beginn des 15. Jahrhunderts erbaute Observatorium von Samarkand . Als das beste seiner Zeit wurde es nach nur einer Generation von Ulug Begs Nachfolgern wieder geschleift und dem Verfall überlassen. Andere islamische Observatorien erlitten ein ähnliches Schicksal, nur das von Nasir Al-din al-Tusi 1264 erbaute Observatorium von Maragha überlebte seinen Erbauer um immerhin fast vierzig Jahre, bevor es zwischen 1304 und 1316 geschlossen wurde. Obwohl die islamischen Astronomen die Fehler der antiken Theorien erkannten und sie verbesserten, bestand ihre aus heutiger Sicht wichtigste Leistung dennoch im Bewahren, Übersetzen und teilweise Erweitern der antiken Naturwissenschaft, wozu die europäische Kultur während des Frühmittelalters kaum in der Lage war. Mit dem Ende der Blütezeit des Islams im 15. Jahrhundert vermochte die islamische Astronomie der europäischen aber kaum noch Impulse zu geben, und ihre Leistungen wurden schließlich durch die europäische Renaissance überholt und gerieten in Vergessenheit.

Der Entwicklungsstand der islamischen Astronomie ist auch exemplarisch für die Astronomie anderer Kulturkreise , die ein ähnliches Niveau erreichten, sich aber (ebenfalls ohne Teleskope) nicht darüber hinaus entwickeln konnten. Besonders erwähnenswert sind die indische oder vedische Astronomie, die chinesische und die präkolumbische Astronomie der indianischen Hochkulturen. Alle diese Kulturen besaßen ein in vielen Jahrhunderten angesammeltes beobachterisches Wissen, mit dem sich die periodischen Phänomene des Planetensystems vorhersagen ließen. [39]

Spätmittelalterliche Astronomen unter der Anleitung der Muse Astronomia

Kultureller Austausch mit dem Islam

Durch den kulturellen Austausch mit den islamischen Ländern, insbesondere nach der Errichtung der Kreuzfahrerstaaten im Nahen Osten im 12. Jahrhundert und im Verlauf der Reconquista ( Übersetzerschule von Toledo ), gelangten die Werke des Aristoteles und Ptolemäus über den Zwischenschritt der arabischen Übersetzung wieder in den Westen. Erst byzantinische Emigranten brachten schließlich die antiken Werke nach der Eroberung Konstantinopels durch die Osmanen im Original, beziehungsweise in griechischer Abschrift, nach Mitteleuropa. Auch im Hochmittelalter standen philosophisch-theologische Betrachtungen des Weltgebäudes eher im Brennpunkt als konkret beobachtete Himmelsereignisse. Die unterschiedlichen Modelle der Himmelssphären, wie sie etwa in den wiederentdeckten Werken des Aristoteles und des Ptolemäus beschrieben wurden, wurden ausführlich diskutiert und beispielsweise Fragen nach der Anzahl der Sphären erörtert, oder ob sich die Fixsternsphäre einmal am Tag drehe oder die Erde. An den Prinzipien dieser Kosmologie bestanden jedoch keine Zweifel.

Astronomie in der Renaissance

Nicolaus Copernicus

Das Zeitalter der Renaissance markiert die Blüte der klassischen Astronomie als Wissenschaft vom geometrischen Aufbau des Universums , einer Wissenschaft, die sich aber erst in Ansätzen der Erforschung der physikalischen Hintergründe der Sternbewegung widmete. Astrologie und Astronomie waren bis in die Renaissance hinein nicht gegensätzlich, sondern eher zwei sich ergänzende Wissensbereiche. Viele Astronomen erstellten noch bis in das 17. Jahrhundert auch Horoskope für ihre Auftraggeber, sahen darin aber nicht ihre Haupttätigkeit. Die Astronomie befasst sich nur mit den Positionen der Sterne und Planeten sowie deren exakter Berechnung, die Astrologie versuchte diese Positionen im Hinblick auf die irdischen Ereignisse zu deuten. Astronomische Kenntnis war also die Voraussetzung für Astrologie. Für die anhaltende und unübersehbare Fehlerhaftigkeit der astrologischen Voraussagen wurde teilweise die Ungenauigkeit der astronomischen Berechnungen und Modellvorstellungen verantwortlich gemacht, woraus ein wesentlicher Ansporn für deren Verbesserung erwuchs. [40]

Die europäische Astronomie erhielt durch die Arbeiten von Nicolaus Copernicus eine neue Orientierung. Nach Beobachtungen des Mondes gegen den Hintergrund der Fixsterne zweifelte er am geozentrischen Weltbild und arbeitete ein Modell aus, in dem die Sonne mit dem ruhenden Mittelpunkt der Welt gleichzusetzen ist. 1543 wurde es in seinem Buch De revolutionibus orbium coelestium veröffentlicht. [41]

Keplers Modell des Sonnensystems . Aus: Mysterium Cosmographicum (1596)
Tychos Mauerquadrant um 1600
Der Astronomus (1568) von Jost Amman , wahrscheinlich den Nürnberger Arzt, Humanisten und Astronomen Melchior Ayrer darstellend. [42]

Im Anschluss an seine Südamerikareise 1501/02 brachte Amerigo Vespucci erste Kunde über die beiden später nach Fernão de Magalhães (Magellan) benannten Magellanschen Wolken nach Europa. Ein „dunkles“ und zwei „helle“ im Reisebericht Mundus Novus beschriebene Objekte lassen sich mit dem Kohlensack sowie der Kleinen und der Großen Magellanschen Wolke identifizieren. [43]

Eine neue Epoche der Astronomie leitete Nicolaus Copernicus ein. Er legte im Mai 1543 in seinem Buch De revolutionibus orbium coelestium mathematisch dar, dass die Planetenbewegungen auch mit einem heliozentrischen Weltbild korrekt beschrieben werden können. 1568 verbesserte Daniele Barbaro die Camera obscura durch Benutzung einer Linse und leistete damit wesentliche Vorarbeit für die Astronomen späterer Generationen. [36] Tycho Brahe vermaß erstmals die Bahnen von Kometen und zog daraus Schlussfolgerungen bezüglich ihrer Entfernung (1577) – die großen „astronomischen“ Distanzen wurden greifbar. Zuvor beobachtete Tycho eine Supernova (1572) sowie die Marsbahn, und nachdem 1603 Johann Bayer den ersten neuzeitlichen Sternkatalog ( Uranometria ) veröffentlicht hatte, beschrieb 1609 Johannes Kepler in seinem Buch Astronomia Nova das nach ihm benannte 1. und 2. keplersche Gesetz der Planetenbewegungen um die Sonne (seine zuvor erschienenen Werke waren Wegbereiter seiner Astronomia Nova ). Nun lag eine korrekte Beschreibung der Planetenbewegungen aus heliozentrischer Sicht vor. Die nötige Vorarbeit hatte Tycho Brahe mit dem von ihm entwickelten Mauerquadranten geleistet. Dieses Instrument löste die seit der Antike gebräuchliche Armillarsphäre als Universalinstrument ab. Durch ihre Genauigkeit und die erstmalige gute Abdeckung größerer Teile der Marsbahn ermöglichten Brahes Positionsmessungen dann Johannes Kepler die Entdeckung der Gesetze der Planetenbewegung.

Die Erfindung des Fernrohrs zu Beginn des 17. Jahrhunderts besiegelte die Zeitenwende der Astronomie. Galileo Galilei entdeckte mit dessen Hilfe die vier inneren Monde des Jupiter und die Phasen der Venus . Diese Entdeckungen wurden zum Teil 1610 in Sidereus Nuncius veröffentlicht. Dadurch wurde das ptolemäische Weltbild nachhaltig geschwächt. Es wurde deutlich, dass das kopernikanische Weltbild ebenso wie das geozentrische Modell von Brahe mit den Beobachtungen verträglich war. Ein entscheidender Beweis war zu dieser Zeit weder theoretisch noch praktisch möglich. Der darauf folgende Streit mit der Kirche endete zwar mit dem juristischen Sieg der Inquisition gegen Galilei, begründete aber ein problematisches Verhältnis zwischen Kirche und Naturwissenschaften .

Das 17. und 18. Jahrhundert

Die europäischen Fürsten förderten die Astronomie zunehmend an ihren Höfen als Zeichen ihrer Kultur und Bildung, wodurch sich ein personeller wie finanzieller Aufschwung der Forschung ergab. Daneben wurden Nationalobservatorien gegründet, wie zum Beispiel das Royal Greenwich Observatory oder die Pariser Sternwarte . Deren Aufgabe war es vor allem, Tabellen für die Seefahrt zu liefern und das Längenproblem zu lösen, daneben betrieben sie aber auch astronomische Forschung. Während die Forschung der Hofastronomen an das persönliche Interesse der Fürsten gebunden war, konnten sich an den Nationalobservatorien längerfristige Forschungstraditionen entwickeln, so dass solche unabhängigen Sternwarten spätestens mit dem Beginn des 19. Jahrhunderts eine Führungsrolle in der Forschung einnahmen.

Das 17. Jahrhundert

Wilhelm Herschels 40- Fuß -Teleskop von 1789

Zu Beginn des 17. Jahrhunderts begannen Astronomen damit, Himmelskörper mit Hilfe neu entdeckter optischer Instrumente zu beobachten. Das erste funktionsfähige Fernrohr wurde um 1608 in den Niederlanden gebaut. Wer der tatsächliche Erfinder war, ist umstritten. [36]

1609 veröffentlichte Johannes Kepler sein Werk Astronomia Nova mit den ersten beiden keplerschen Gesetzen . Der Astronom Simon Marius entdeckte 1612 unsere Nachbargalaxie , den Andromedanebel , durch das Teleskop wieder (sie war bereits im 10. Jahrhundert vom persischen Astronomen Al-Sufi entdeckt worden [44] ). Schon 1610 veröffentlichte Galileo Galilei sein Buch Sidereus Nuncius , in dem er von seinen Neuentdeckungen per Fernrohr berichtete. 1632 erschien sein „Dialog über die zwei Weltsysteme“, jedoch musste er am 22. Juni 1633 dem heliozentrischen Weltbild abschwören. Er starb am 8. Januar 1642. Johann Baptist Cysat entdeckte 1619 neue, physikalisch zusammengehörige Doppelsternsysteme . Das führte zu Spekulationen über Planetensysteme um andere Sterne, eine Möglichkeit, die zuvor nur philosophisch, ausgehend von Giordano Bruno , diskutiert worden war. 1635 gelang Jean-Baptiste Morin als einem der ersten Astronomen, den hellsten Stern des Nordhimmels Arktur im Bärenhüter auch am Taghimmel zu beobachten. [45]

1651 veröffentlichte Giovanni Riccioli die erste Mondkarte; 1655/56 gelang Christiaan Huygens und Giovanni Domenico Cassini die Entdeckung der Saturnringe , des Mondes Titan und des Orionnebels (Huygens, veröffentlicht 1659 in Systema Saturnium ). Huygens erkannte als erster die wahre Natur der Ringe des Saturn .

1668 kam Isaac Newton auf die Idee, das Licht mit Spiegeln statt mit Linsen aus Glas zu bündeln – die Erfindung des Spiegelteleskops . Auch gelang ihm 1669 die Entdeckung der Massenanziehung ( Gravitation ) und die erste Theorie zur Erklärung des Phänomens „Licht“ als Teilchenstrahlung, so dass das Verständnis des Kosmos langsam auf eine neue Basis gestellt wurde. Er legte 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 zurückführte.

Der Komet Hale-Bopp , aufgenommen von Geoff Chester am 11. März 1997

In dieser Zeit entdeckte Cassini 1671 die Saturnmonde Japetus , 1672 Rhea , 1684 Tethys und Dione . Von 1683 bis 1686 fanden und erklärten Cassini und Nicolas Fatio de Duillier das Zodiakallicht .

Berechnung der Lichtgeschwindigkeit

1676 bewies Ole Rømer über Verzögerung der Jupitermondverfinsterungen in Abhängigkeit von deren Erdabstand, dass die Lichtgeschwindigkeit endlich ist. Nach seiner entscheidenden Vorarbeit wurde sie erstmals 1678 von Christiaan Huygens mit etwa 213.000 km/s berechnet (der heutige Wert lautet c = 299.792,458 km/s), indem er die Laufzeitangabe (22 min = 1320 s) von Römer und den Erdbahndurchmesser (280 Millionen km in heutigen Einheiten, der wahre Wert ist 299 Mio. km) von Cassini verwendete (erschienen in Abhandlung über das Licht , 1690).

Das 18. Jahrhundert

Die Astronomie des 18. Jahrhunderts ist vor allem von zwei großen Linien geprägt:

Daraus folgten wichtige Entdeckungen wie

Die Vorhersage eines Kometen

Newton folgerte in seinen Principia , dass Kometen sich ähnlich den Planeten, aber in langgestreckten Ellipsen um die Sonne bewegen („Diximus Cometas esse genus Planetarum in Orbibus valde excentricis circa Solem revolventium“). Durch Vergleichen der überlieferten Kometensichtungen müssten sich wiederkehrende Objekte zeigen. Edmond Halley übernahm diese Aufgabe und veröffentlichte 1705 seine Berechnungen. Er postulierte, dass der Komet von 1682 mit früheren Erscheinungen in den Jahren 1607 und 1531 identisch sein müsse, und leitete daraus seine Wiederkehr für 1758/59 ab. Das Eintreffen dieser Prognose war ein großer Triumph der newtonschen Theorie, aber auch einzigartig. Viele Kometen wurden in dieser Zeit vorhergesagt, sogar zwei weitere von Halley. Erst 1822 wurde ein kleiner (nur durch ein Fernrohr sichtbarer) Komet auch als periodisch bestätigt (2P/Encke) . Dass ein Bauer aus Sachsen ( Palitzsch ) und nicht die Berufsastronomen in Paris oder London den 1P/Halley entdeckte, war ein Ergebnis der Popularisierung der modernen Wissenschaften und sorgte zusätzlich für eine Sensation.

Sternhaufen und Nebel

Mit zunehmend leistungsfähigeren Fernrohren wurde die Erforschung der nebeligen Himmelsobjekte ein wichtiges Arbeitsgebiet. Die helleren Sternhaufen wurden bereits als solche erkannt. Bei schwachen Nebel- und Gaswolken wurde die Methode des indirekten Sehens angewandt.

Charles Messier erstellte 1774 das erste systematische Verzeichnis der „Nebelobjekte“, den noch heute verwendeten Messier-Katalog . Hauptzweck war allerdings die Unterscheidung von neu entdeckten Kometen.

„Alles ist in Bewegung“ ( Panta rhei )

1718 stellte Halley durch Vergleich mit antiken Sternkarten die These der Eigenbewegung der Fixsterne auf.

1728 entdeckte James Bradley bei dem vergeblichen Versuch, eine Parallaxe der „Fixsterne“ zu messen, dass die Position jedes Sterns im Laufe des Jahres schwankt ( Aberration ). Dies wurde auch von den meisten der damals noch zahlreichen Anhänger des Tychonischen Weltbildes als Beweis für die Bewegung der Erde anerkannt. Außerdem konnte damit die Lichtbewegung bestätigt und die Lichtgeschwindigkeit genauer berechnet werden. [46]

1755 entwarf Immanuel Kant erste Theorien über eine rein aus mechanischen Vorgängen resultierende Entstehung unseres Sonnensystems .

1761 wird von mehreren Beobachtern des Venustransits am 6. Juni die erste außerirdische Atmosphäre erkannt.

1769 beteiligte sich James Cook auf Tahiti als einer von mehreren auf der Erde verteilten Beobachtern des Venustransits am 3. Juni an der für weit über ein Jahrhundert genauesten Entfernungsbestimmung Erde – Sonne.

Die Entdeckung des Uranus

Galilei zeichnete Neptun 1612 auf [47]

Der Planet Uranus war, obwohl er mit freiem Auge unter günstigen Verhältnissen sichtbar ist, von den antiken Astronomen nicht als Planet erkannt worden. Nach Erfindung des Fernrohrs wurde er erstmals von John Flamsteed am 23. Dezember 1690 gesichtet und als Fixstern „34 Tauri“ katalogisiert.[48] Am 13. März 1781 beobachtete ihn Wilhelm Herschel als kleines Scheibchen und hielt ihn zunächst für einen Kometen. Hingegen vermutete Nevil Maskelyne , dass es ein weiterer Planet sein könnte. 1787 entdeckte Herschel die Uranusmonde Titania und Oberon und 1783 auch die Eigenbewegung der Sonne in Richtung auf die Sternbilder Herkules und Leier . Damit wurde unsere Sonne endgültig zu einem der vielen Sterne, die sich im System der Milchstraße bewegen.

Das 19. Jahrhundert

Karte der Marsoberfläche nach Schiaparelli

In dieser Epoche entwickelte sich das Wissen um die physikalischen Grundlagen der astronomischen Beobachtungsmethoden und des Lichts – und in der Folge die Astrophysik . Manche sprechen auch von Jahrhundert des Refraktors , das durch Fraunhofers völlig farbreine Objektive die Entwicklung großer Linsenteleskope ermöglichte. Sie erweiterten die Kenntnis des Planetensystems , der Milchstraße und durch präzise Messung geografischer Längen auch die Erdmessung. Joseph von Littrows „Wunder des Himmels“ wurde zum Musterbuch populärer Wissenschaft, erlebte zahlreiche Auflagen und machte der Allgemeinheit die Investitionen in neue Sternwarten plausibel.

Physik des Lichts und Spektralanalyse

1800 entdeckte Wilhelm Herschel die Infrarotstrahlung der Sonne, 1802 William Wollaston die Absorptionslinien im Sonnenspektrum. Unabhängig davon beschrieb Josef Fraunhofer 1813 die nach ihm benannten fraunhoferschen Linien im Sonnenspektrum und erfand ein Jahr später das Spektroskop . Durch die Forschungen von Gustav Robert Kirchhoff und Robert Wilhelm Bunsen wurde es im Jahre 1859 möglich, die Absorptionslinien im Sonnenspektrum durch energetische Vorgänge in Gasatomen und -Molekülen zu erklären. Damit wurde eine der wichtigsten Grundlagen für die moderne Astronomie gelegt, aus der sich die Astrophysik entwickelte.

Die Himmelsobjekte wurden mit Hilfe der Spektroskopie in Klassen eingeteilt, die später auf physikalische Gemeinsamkeiten zurückgeführt werden konnten. 1890 begann eine Gruppe von Astronominnen , unter ihnen Williamina Fleming , Antonia Maury und Annie Jump Cannon , die Klassifikation der Sterne nach deren Spektrum zu erarbeiten. Diese Spektralklassen sind bis heute eine wichtige Forschungsmethode.

Astrofotografie

Ein weiterer großer Schritt war die Ergänzung des menschlichen Auges als Beobachtungsinstrument durch die Fotografie . Die erste lichtbeständige Fotografie wurde 1826 von Joseph Nicéphore Nièpce angefertigt. 1840 gelang John William Draper die erste Aufnahme des Mondes [49] mittels Daguerreotypie . Durch immer empfindlichere Fotoemulsionen wurden nun einerseits die Beobachtungen objektiver und besser dokumentierbar. Andrerseits eröffneten stundenlange Belichtungen die Möglichkeit, lichtschwächere Objekte wesentlich detailreicher als visuell zu erforschen. Einer der ersten Astronomen, der die Astrofotografie einsetzte, war der Jesuit Angelo Secchi , Direktor des Vatikanischen Observatoriums; er gilt auch als der Wegbereiter der Spektralanalyse.

Durch mehrstündige Belichtung konnte man ab etwa 1890 visuell kaum sichtbare Nebel wie den Nordamerikanebel oder Barnards Loop fotografieren; Edward Barnard entdeckte dabei zahlreiche Dunkelnebel der Milchstraße. In Heidelberg gelang die fotografische Entdeckung vieler Kleinplaneten anhand ihrer kurzen Bahnspuren. Mit Hilfe fotografischer Himmelsdurchmusterungen entstanden auch die ersten umfassenden Nebelkataloge wie der NGC .

Erfolge mit den neuen Teleskopen

Friedrich Wilhelm Bessel gelang 1838 mit dem Fraunhofer'schen Heliometer erstmals der Nachweis einer Fixsternparallaxe : 14-monatige Messungen von 61 Cygni zeigten eine periodische Verschiebung von 0,30" ± 0,02", woraus die Entfernung dieses Sterns zu 10 Lichtjahren folgte. Damit hatte sich das Universum gegenüber den Vorstellungen des 18. Jahrhunderts um mehr als das 10fache „vergrößert“. Durch den Vergleich von dokumentierten Beobachtungen aus dem 18. Jahrhundert und aktuellen Beobachtungen konnte Bessel die Präzessionskonstante der Erde berechnen.

Die Riesenteleskope von Herschel und Lord Rosse zeigten die genauen Struktur von Nebelflecken , Sternhaufen und erstmals die Spiralarme naher Galaxien. Ab 1880 ermöglichte die Lichtstärke neuer Riesenteleskope die spektroskopische Analyse der Gasplaneten und ihrer Atmosphären. Durch die Positionsastronomie weit entfernter Sterne gelang Newcomb die Etablierung eines exakten Inertialsystems der Himmelskoordinaten.

Alvan Graham Clark entdeckte 1862 den von Bessel 1844 vorhergesagten Sirius-Begleiter ( Sirius B). Dieser extrem dichte Zwergstern war der erste aufgefundene Weiße Zwerg . 1877 fand Asaph Hall die zwei Monde des Mars und Schiaparelli die sogenannten „ Marskanäle “ – in der Folge erhielten Spekulationen über „Marsmenschen“ gewaltigen Auftrieb. 1898 meldete Gustav Witt die Entdeckung des erdnahen Asteroiden Eros , der bald für genaue Distanzmessungen diente.

Die Entdeckung des Neptun

Angeregt durch Herschels Entdeckung des Uranus fahndeten die Astronomen nach weiteren Planeten und wurden mit den Objekten des Asteroidengürtels fündig. Da Uranus bereits ein Jahrhundert zuvor als Stern katalogisiert worden war, ohne ihn als Planeten zu erkennen, standen bald ausreichend Daten zur Verfügung, um Störungen in der Uranusbahn zu erkennen. Aus ihnen wurde der Ort des später Neptun genannten Planeten mathematisch vorausgesagt, den schließlich Johann Gottfried Galle 1846 fand. [50] Schon Galilei hatte Neptun am 27. Dezember 1612 gesehen, ihn aber nicht als Planeten erkannt. [47]

Das 20. Jahrhundert

1900–1930

1900 veröffentlichte Max Planck das plancksche Strahlungsgesetz ; ein Hinweis auf die Entropie des Universums und Wegbereiter der Quantentheorie . 1901 beobachtete Charles Dillon Perrine zusammen mit George Willis Ritchey Gasnebel um den Stern Nova Persei , die sich scheinbar mit Überlichtgeschwindigkeit bewegten, wenige Jahre später entdeckte er zwei Jupitermonde . 1906 entdeckte Max Wolf den ersten Trojaner ( Achilles ) und etwa im selben Zeitraum Johannes Franz Hartmann erste Hinweise auf die Existenz interstellarer Materie .

1913 entwickelte Henry Norris Russell aufbauend auf den Arbeiten von Ejnar Hertzsprung das sogenannte Hertzsprung-Russell-Diagramm . Dabei handelt es sich um ein auf spektralanalytischer Einteilung basierendes Verfahren, aus dem Hinweise auf den Entwicklungszustand von Sternen abgeleitet werden können.

Am 30. Juni 1908 erfolgte der gigantische Einschlag des Tunguska - Meteoriten (40 km 2 verwüstet) und 1920 in Südwestafrika (heute Namibia ) die Auffindung des schwersten Eisenmeteoriten aller Zeiten ( Meteorit Hoba , ca. 60 Tonnen, 2,7 m × 2,7 m × 0,9 m). 1923 gelang ua Edwin Hubble der Nachweis, dass der Andromedanebel (M 31) weit außerhalb der Milchstraße liegt, es also auch andere Galaxien gibt. 1927 fand Georges Lemaître mit Hilfe der von Milton Lasell Humason nachgewiesenen Rotverschiebung die Expansion des Weltalls. 1929 legte Hubble überzeugend einen linearen Zusammenhang zwischen Rotverschiebung und Entfernung von Galaxien dar. Obwohl seine Berechnungen zwischenzeitlich mehrfach verbessert wurden, trägt die so errechnete fundamentale Größe der Kosmologie seinen Namen ( Hubble-Konstante ). Die sich aus dieser Größe ergebende Hubble-Zeit bezeichnet den Zeitpunkt, zu dem rechnerisch die Expansion des Weltalls begonnen hat ( Urknall ). Hubble selbst berechnete etwa 2 Milliarden Jahre; heutzutage wird ein Wert von knapp 14 Milliarden Jahren postuliert.

Neptun, der für Bahnabweichungen des Uranus verantwortlich gemacht worden war, war zwar 1846 gefunden worden, doch in den Bahnen der beiden Planeten gab es immer noch unerklärliche Abweichungen. Also suchte man weiter nach einem hypothetischen neunten Planeten, „ Transneptun “. [51]

Bei dieser Suche hatte Percival Lowell 1915 Pluto fotografiert, ihn aber zu diesem Zeitpunkt nicht als Planeten erkannt. Erst am 18. Februar 1930 entdeckte ihn Clyde Tombaugh [52] im von Lowell gegründeten Lowell-Observatorium durch Vergleiche einiger Himmelsaufnahmen am Blinkkomparator auf fotografischen Platten. Bis 2006 wurde Pluto als neunter Planet gezählt. Seitdem gehört er zur neugeschaffenen Klasse der Zwergplaneten .

Mitte des 20. Jahrhunderts

Im Laufe seiner Arbeit am Observatorium auf dem Pic du Midi de Bigorre fand Bernard Lyot , dass die Oberfläche des Mondes Eigenschaften von vulkanischem Staub aufweist und auf dem Mars Sandstürme auftreten. 1931 fand Karl Guthe Jansky die Radioquelle „ Sagittarius A “. In den Folgejahren entwickelten dann 1933 auch Walter Baade und Fritz Zwicky ihre Theorien über den Übergang von Supernovae in Neutronensterne : Die Materiedichte dort musste der Dichte der Atomkerne entsprechen. Die Antwort auf die Frage, was in Sternen vorgeht, bevor diese zu solchen Neutronensternen kollabieren, gelang 1938 Hans Bethe und Carl Friedrich von Weizsäcker , die die Wasserstoff - Fusion zu Helium im CN-Cyclus entdeckten (stellarer Fusionsprozess, Bethe-Weizsäcker-Zyklus ; im gleichen Jahr fand Nicholson den 10. und 11. Jupitermond, Lysithea und Carme ). Somit konnte man davon ausgehen, dass Sterne durch Wasserstoff-Fusion aufleuchten und brennen, bis ihr Wasserstoffvorrat thermonuklear ausgebrannt ist. Danach kommt es zum „Helium-Flash“, in dessen Folge Helium zu schwereren Elementen fusioniert wird. 1965 fanden Kippenhahn, Thomas, Weigert und andere Astronomen und Kernphysiker heraus, dass die Fusion von Wasserstoff und Helium im Riesenstern auch nebeneinander ablaufen kann (ab ca. drei Sonnenmassen). Das Endstadium dieser Prozesse ist dann ein Schwarzes Loch .

Ein erster Radarkontakt zu einem Himmelskörper gelang schon 1946, am 10. Januar (erstes Radarecho vom Mond, Weglänge 2,4 Sekunden). 1951 folgte die Entdeckung der kosmischen 21-cm-Radiostrahlung (vom interstellaren Wasserstoff), später die Entdeckung der 2,6-mm-Strahlung (vom Kohlenmonoxid). 1956 wurde erstmals Radiostrahlung aus elektrischen Entladungen in der Venusatmosphäre empfangen. 1964 wurde die 3K- Hintergrundstrahlung entdeckt („Echo des Urknalls“). Die Radioastronomie war erfunden.

Die beobachtete Umlaufgeschwindigkeit von Sternen ist in den Außenbereichen von Galaxien höher, als auf Basis der sichtbaren Materie zu erwarten ist. Diese Beobachtung war der erste wichtige Hinweis auf die Existenz der Dunklen Materie

Erste Studien der Umlaufgeschwindigkeiten von Sternen in Spiralgalaxien durch Vera Rubin zeigten seit 1960 eine deutlich über den Erwartungen liegende Umlaufgeschwindigkeit, speziell in den Außenbereichen der Galaxien. Das Konzept der Dunklen Materie löst diesen Widerspruch zwischen allgemeiner Relativitätstheorie und Beobachtung auf. Obwohl viele weitere Beobachtungen die Hypothese der Dunklen Materie stützen, fehlt bis heute (2020) der direkte Nachweis eines Teilchens der Dunklen Materie. Die Dunkle Materie bildet eine wichtige Stütze des aktuellen Standardmodells der Kosmologie.

Am 12. Mai 1971 ging in Effelsberg, Eifel, das erste deutsche Radioteleskop in Betrieb. Doch auch in der optischen Astronomie wurde weitergeforscht: 1973 nahm James Van Allen eine systematische Himmelsdurchmusterung vor, pro Quadratgrad wurden (bis hinab zur Helligkeit von nur 20 m ) 31.600 Sterne und 500 Galaxien registriert, also 1,3 Milliarden Sterne und 20 Millionen Galaxien (mit je ca. 200 Milliarden Sternen). Derweil entwarf 1974 Stephen Hawking seine Theorie der Emission virtueller Teilchen aus Schwarzen Löchern . Am 29. März 1974 erreichte Mariner 10 als erste Sonde den innersten Planeten Merkur , unterstützt durch die Swing-by -Technik am Planeten Venus am 5. Februar 1974. Weitere Merkurpassagen fanden am 21. September 1974 und am 16. März 1975 statt. Am 10. März 1977 wurden die Ringe des Uranus erstmals beschrieben. [53]

Viele Aktivitäten in der Astronomie und Raumfahrt galten ab Mitte der 1970er Jahre der Frage, ob es weitere bewohnbare oder gar bewohnte Welten gebe. Ein erster aktiver Versuch zur Kontaktaufnahme mit außerirdischen Zivilisationen wurde am 16. November 1974 unternommen (Aussendung eines 1,679-kB-Radiosignals zum Kugelsternhaufen M13; Signalankunft dort: etwa im Jahre 27.000 n. Chr.). 1976 gelang Joachim Trümper die Entdeckung eines stellaren Super magnetfeldes über 58-keV-Strahlung der gyrierenden Elektronen bei HZ Herculis: 500 · 10 6 Tesla (Erdmagnetfeld an der Oberfläche: ca. 50 · 10 −6 Tesla). 1977 fand Charles Kowal den ersten Zentauren Chiron (ferner Planetoid, Durchmesser 200 bis 600 km, Bahnradius 8,5 bis 18,9 AE).

Jupiternahaufnahme von Voyager 1 (1979)

Raumfahrt – Sonden

Am 3. März 1972 startete die NASA die Sonde Pioneer 10 . Sie war zum 3. Dezember 1973 die erste Raumsonde, die am Planeten Jupiter vorbeiflog. Die Schwestersonde Pioneer 11 hob am 6. April 1973 ab, passierte am 3. Dezember 1974 den Jupiter und flog am 1. September 1979 als erste Sonde am Saturn vorbei.

Sondentyp Voyager

Am 5. September 1977 startete die NASA Voyager 1 , der eine Jupiterpassage nach 675 Mio. km Reise am 5. März 1979 gelang, ihre Saturnpassage folgte im November 1980. Am 20. August 1978 startete mit Voyager 2 die erfolgreichste Swing-by-Raumsonde aller Zeiten in das äußere Sonnensystem (Missionsdaten: Jupiterpassage 9. Juli 1979, Saturnpassage, Uranusvorbeiflug Januar 1986, Neptunpassage 1989), und noch als sie auf die Reise ging, meldete James W. Christy die Entdeckung des Plutomondes Charon . 1977/78 entdeckte man in den Fernen des Weltalls auch erstmals organische Moleküle in der interstellaren Materie: z. B. Essigsäure, Methylcyan, Aminomethan, Ethanol usw., ein radioastronomischer Hinweis auf eine mögliche chemische Evolution . Die unbemannte Raumfahrt stieß an die Grenzen unseres Sonnensystems: 1979/1980 Entdeckung zahlreicher Jupiter- und Saturnmonde mit Pioneer 11 und Voyager 2. 1983 passiert Pioneer 10 als erste Raumsonde die Plutobahn – elf Jahre nach ihrem Start. [54] 1984 Erstfotografie und Erstdurchflug des Saturnringes.

Die 1980er und 1990er Jahre

Die Sonde ISEE-3 flog (1985, 11. September) erstmals durch einen Kometenschweif (mit Gasanalyse: Sonde ISEE-3 bei Giacobini-Zinner ). In der Stellar-Astronomie galt die Supernova von 1987 in der Großen Magellanschen Wolke als die Sensation der 1980er Jahre (24. Februar: Erstregistrierung und -fotografie eines Supernova-Ausbruchs, deren Neutrinos die Erde noch vor den ersten optisch wahrnehmbaren Signalen erreichten). [55] Es handelte sich um die erste von der Erde freiäugig sichtbare Supernova seit der Keplerschen Supernova 1604 . Die Instrumente, die den Astronomen zur Verfügung standen, wurden immer besser, genauer, auch komplizierter. Im Rahmen des Great Observatory Program der NASA wurden vier überaus erfolgreiche Teleskope gestartet, welche über viele Jahre wichtige astronomische Beobachtungen ermöglichten. Am 24. April 1990, meldete die NASA den Start des Weltraumteleskops Hubble . Das neue Beobachtungsgerät ermöglichte – frei von Störungen durch die Erdatmosphäre – in den Folgejahren Himmelsaufnahmen von neuer, großartiger Auflösung. Am 6. August 1993 kam es so zur Entdeckung von Stickstoffeis auf Pluto (statt des zuvor vermuteten Methaneises ). Dieses Teleskope sollte für mehr als 20 Jahre wichtige Erkenntnisse sammeln. Es wurden jedoch auch weitere Teleskope gestartet, deren Aufnahmen Untersuchungen außerhalb der optischen Wellenlängenbereichs erlaubte. Dies waren insbesondere die Weltraumteleskope Chandra (Röntgenastronomie) und Spitzer (Infrarotastronomie). Ebenfalls eine wichtige Mission war der Hipparcos -Satellit. Dessen Ergebnis war Hipparcos-Katalog , der bis anhin genauste Sternkatalog mit über 100.000 genau vermessen Sternen (Helligkeiten, Sternörter, Parallaxen, Eigenbewegungen).

Auch Sonden erforschten das Sonnensystem weiter: Galileo erreichte am 29. Oktober 1991 den Planetoiden Gaspra und war am 28. August 1993 bei Ida , Ulysses flog am 13. September 1994 über den Sonnensüdpol und die Galileo-Landekapsel am 7. Dezember 1995 sogar in die Jupiteratmosphäre : Erstmals konnte die Gashülle eines Gasplaneten spektroskopisch untersucht werden. Alan Hale und Thomas Bopp veröffentlichten die Entdeckung des Kometen am 22. Juli 1995 Hale-Bopp nahe der Jupiterbahn. Der Komet erreichte im März 1997 eine scheinbare Helligkeit von −1 m . Hinweise auf außerirdisches Leben sollen 1996 in dem vom Mars stammenden Antarktis-Meteoriten ALH 84001 (Alter 3,6 Mrd. Jahre) entdeckt worden sein (umstritten).

Ende der 1990er Jahre führten Beobachtungen von Supernovae vom Typ Ia und die Analyse ihrer jeweiligen Rotverschiebung zur Entdeckung der beschleunigten Expansion des Universums. [56] [57] Diese beschleunigte Expansion lässt sich bereits in Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie durch hinzufügen der sogenannten kosmologischen Konstante beschreiben. Verantwortlich für diese beschleunigte Expansion ist die Dunkle Energie , über deren Natur sehr wenig bekannt ist und die gemäß aktuellem Forschungsstand die dominierende Energieform des Universums bildet.

Planeten außerhalb des Sonnensystems

Mit der Entdeckung eines ersten nichtstellaren Himmelskörpers außerhalb unseres Planetensystems machte die Astronomie eine sprunghafte Entwicklung in Sachen Exoplaneten -Suche durch: Am 12. Dezember 1984 meldeten Mc Carthy ua die Erstentdeckung eines nichtstellaren Himmelskörpers außerhalb des Sonnensystems, IR-astronomisch: Er entpuppte sich als ein „ Brauner Zwerg “ bei Stern Van Briesbroeck 8 (Entfernung 21 Lichtjahre, 30 bis 80 Jupitermassen). Mitte der 1990er Jahre wurden erstmals Exoplaneten, dh Planeten außerhalb des Sonnensystems, gefunden, zuerst um einen Pulsar , 1995 dann um einen Hauptreihenstern . Seither nahm die Zahl der bekannten Exoplaneten ständig zu.

Fazit zur Entwicklung im 20. Jahrhundert

Das Weltraumteleskop Hubble, im Hintergrund die Erde

Dem Verstehen der physikalischen Welt durch die Astronomie gelten der Vorschlag Arthur Eddingtons von 1920, die Kernfusion als Energiequelle der Sterne in Betracht zu ziehen, und das Erkennen der Spiralnebel als extragalaktische Objekte durch Edwin Hubble 1923 sowie dessen Idee eines sich ausdehnenden Universums von 1929, die er nach einem Vergleich zwischen Entfernung und Fluchtgeschwindigkeit der Galaxien entwickelte, als Meilensteine. Das Modell des aus einem Urknall heraus expandierenden Universums ist heute allgemein anerkannt.

Albert Einstein lieferte mit seiner speziellen und allgemeinen Relativitätstheorie die Grundlage für viele Theorien der modernen Astrophysik. So basiert beispielsweise die oben genannte Kernfusion auf der Äquivalenz von Masse und Energie , bestimmte extreme Objekte wie Neutronensterne und Schwarze Löcher bedürfen der allgemeinen Relativitätstheorie zur Beschreibung und auch die Kosmologie basiert in weiten Teilen auf dieser Theorie.

Ebenfalls von entscheidender Bedeutung für ein besseres Verständnis des Universums waren die Erkenntnisse der Quanten- und Teilchenphysik des 20. Jahrhunderts. Viele astronomische Beobachtungen ließen sich ohne Kenntnisse der Teilchen und Strahlungsformen der Quantenphysik nicht erklären. Umgekehrt bildet die astronomische Beobachtung eine wichtige Erkenntnisquelle der Quantenphysiker, da hochenergetische Strahlung aus dem Kosmos die Erde erreicht und einem tieferen Verständnis dient.

Ein 900 Lichtjahre breiter Ausschnitt der Zentralregion der Milchstraße, aufgenommen im Röntgenbereich

Mit dem Beginn der Raumfahrt in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts bekam die Astronomie Gelegenheit, einige ihrer im Sonnensystem gelegenen Forschungsgegenstände direkt aufzusuchen und wissenschaftliche Analysen vor Ort vorzunehmen. Doch mindestens ebenso wichtig war auch 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 öffneten, von denen jedes zuvor ungeahnte Erkenntnisse erbrachte. Mit der Erforschung von Neutrinos der Sonne und der Supernova 1987A , der Beobachtung von Teilchenschauern der kosmischen Strahlung und dem Bau von Gravitationswellendetektoren begann die moderne Astronomie außerdem erstmals, andere Strahlungsarten als die elektromagnetische Strahlung zu untersuchen. Gleichzeitig boten sich der visuellen Astronomie mit Teleskopen wie dem Hubble-Weltraumteleskop oder dem Very Large Telescope neue Beobachtungsmöglichkeiten.

Das 21. Jahrhundert

Kryovulkanische Aktivität auf Enceladus

Zu Beginn des 21. Jahrhunderts war der Mars ein wichtiger Ort der Untersuchungen im Sonnensystem. Mithilfe verschiedene Mars-Sonden konnte der Mars aus dem Orbit genau kartiert werden. Rover-Missionen der NASA bestätigten das ehemalige Vorkommen von flüssigem Wasser auf der Oberfläche des Mars, unter anderem durch den Nachweis von Sedimentgestein. Im äußeren Sonnensystem konnte die Cassini-Huygens -Mission wichtige Erfolge verbuchen. Neben einem besseren Verständnis der Saturn -Atmosphäre und der Saturn-Ringe waren dies insbesondere die vertieften Untersuchungen der Eismonde Titan und Enceladus . Letzterer besitzt einen unterirdischen Ozean und schießt Wasser-Fontänen ins All, welche den E-Ring des Saturn bilden. Außerdem konnte durch erdgebundene Beobachtungen der Kuipergürtel genauer erforscht werden. Dies führte zur Entdeckung einer Vielzahl von Transneptunischen Objekten . Die Vielzahl dieser Objekte und die Ähnlichkeit dieser Objekte zu Pluto führten letztlich im Jahre 2006 zu dessen Rückstufung als Zwergplanet durch die IAU .

Die Infrarotmissionen 2MASS und WISE konnten viele weitere kleine Asteroiden im Sonnensystem sowie etliche Braune Zwerge in der weiteren Umgebung des Sonnensystems entdecken. So entdeckte man anhand der Daten von WISE im Jahre 2013 das lediglich 6,5 Lichtjahre entfernte System Luhman 16 , welches aus zwei Braunen Zwergen besteht.

Materie- und Energie-Anteil des Universums zum jetzigen Zeitpunkt (oben) und zur Entkopplungszeit (unten), 380.000 Jahre nach dem Urknall. (Beobachtungen der WMAP -Mission ua). Nach den Daten des PLANCK-Weltraumteleskops ( ESA , 21. März 2013) ergeben sich im Vergleich zu WMAP leicht korrigierte Werte: Sichtbare Materie: 4,9 %, Dunkle Materie: 26,8 %, Dunkle Energie: 68,3 %, Alter des Weltalls: 13,82 Milliarden Jahre. [58] Die Bezeichnung „Atome“ steht für „normale Materie“.

Die beiden Missionen WMAP und Planck brachten weitere Erkenntnisse bei der Untersuchung der Materieverteilung im jungen Kosmos durch Untersuchung der Hintergrundstrahlung .

Bei der Erforschung der Exoplaneten gelangen die ersten Nachweise von Atmosphären [59] der außerirdischen Welten und mithilfe des Weltraumteleskops Kepler (Weltraumteleskop) (2009–2018) gelang die Entdeckung tausender dieser fernen Welten. Im Jahre 2016 wurde die Entdeckung von Proxima Centauri b , eines Exoplaneten um unseren nächsten Nachbarstern Proxima Centauri verkündet.

Ein wichtiger Meilenstein bei der Erforschung des Universums war im Jahre 2015 der erste erfolgreiche Nachweis von Gravitationswellen mithilfe des LIGO -Detektors, wobei eine Kollision von 2 Schwarzen Löchern nachgewiesen werden konnte. Im Jahre 2017 gelang mit GW170817 aus der Galaxie NGC 4993 der erste Nachweis eines Gravitationswellensignals und eines Gammablitzes . Die Ursache war wohl die Kollision zweier Neutronensterne . Verschiedene Durchmusterungsprojekte kartieren den Himmel, unter anderem SDSS und die Gaia-Sonde . Mittlerweile können so Milliarden verschiedener Objekte katalogisiert und untersucht werden. Im Jahre 2019 gelang das erste Foto eines Schwarzen Lochs mithilfe des Event Horizon Telescope , einem Verbund zusammengeschalteter Radioteleskope .

Siehe auch

Portal: Astronomie – Übersicht zu Wikipedia-Inhalten zum Thema Astronomie

Quellen

Bibliografie

  • Jürgen Hamel : Bibliographie der astronomischen Literatur bis 1700 . Förderverein der Archenhold-Sternwarte und des Zeiss-Großplanetariums Berlin ( online )

Literatur

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Weblinks

Commons : Geschichte der Astronomie – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wikisource: Astronomie – Quellen und Volltexte

Einzelnachweise

  1. Jürgen Hamel : Geschichte der Astronomie. In Texten von Hesiod bis Hubble. 2. erw. Aufl., Magnus-Verlag, Essen 2004, ISBN 3-88400-421-2
  2. Volker Bialas: Vom Himmelsmythos zum Weltgesetz. Eine Kulturgeschichte der Astronomie. Ibera-Verlag, Wien 1998
  3. Clive Ruggles: Ancient Astronomy: An Encyclopedia of Cosmologies and Myth. Verlag ABC-Clio, 2005, ISBN 978-1-85109-477-6 , S. 5.
  4. Clive Ruggles, Ancient Astronomy: An Encyclopedia of Cosmologies and Myth , p. 343f, ABC-Clio Inc., S.Barbara 2005
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  9. John North: Viewegs Geschichte der Astronomie und Kosmologie , Vieweg-Verlag 1994, S. 5
  10. Siehe auch Erik Hornung : Die Nachtfahrt der Sonne. Eine altägyptische Beschreibung des Jenseits . Patmos, Düsseldorf 2005, ISBN 3-491-69130-3
  11. Gerald Avery Wainwright; B. Gunn: In: Annales du service des antiquités de l'égypte 26 (1926), S. 160–171.
  12. Abel Burja : Lehrbuch der Astronomie (1787) p.IX
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  19. Die Heilige Hochzeit , ca. 2000 v. Chr., Rituelle Texte, TUAT Band 2 Alte Folge, S. 659.
  20. Although much Greek literature has been preserved, the amount actually brought down to modern times is probably less than 10 % of all that was written . „Obwohl viel an griechischer Literatur überliefert worden ist, beträgt der Anteil dessen, was tatsächlich bis in die Neuzeit erhalten geblieben ist, weniger als 10 % von dem, was geschrieben wurde.“ (Johnson 1965). Das gleiche Buch bekam von einem neuen Autor 30 Jahre später eine bedeutende Veränderung dieser Textstelle: Why do we know so little about Greek libraries when such a relatively large amount of classic Greek literature has been preserved? It is estimated that perhaps ten percent of the major Greek classical writings have survived. „Warum wissen wir so wenig über die griechischen Bibliotheken, wenn ein solch relativ großer Bestand der klassischen griechischen Literatur überliefert wurde? Man schätzt, dass knapp 10 % der größeren klassisch-griechischen Schriften überlebt hat.“ (Harris, 1995, S. 51).
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  23. Der Computer der alten Griechen , Tagesspiegel, 7. August 2006, abgerufen am 27. Januar 2008
  24. Hipparchos als Vordenker von Ptolemäus ( Memento des Originals vom 22. November 2007 im Internet Archive ) Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. @1 @2 Vorlage:Webachiv/IABot/www.kopernikus-gymnasium.de
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  27. Winfried Petri: Indische Astronomie – ihre Problematik und Ausstrahlung , Rete. Strukturgeschichte der Naturwissenschaften, Band 1 (1972), S. 315
  28. G. Gerstbach, Skriptum Astronomie Kap. 2, TU Wien 2005
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  30. Am 22. Oktober 2137 v. Chr. im proleptischen julianischen Kalender. Es besteht eine Differenz von 19 Tagen zum gregorianischen Kalender 2007, die in Abzug gebracht werden muss. Quelle: MPIA U. Bastian/AM Quetz und J.Meeus Astronomische Berechnungen für Ephemeris Tool 4,5. Sie fand kurz vor Mittag statt, als die Sonne nahe dem Kopf des Skorpions war. Vgl. auch: Anton Pannekoek A History of Astronomy (Literatur)
  31. F. Becker 1968, p. 27f
  32. Vgl. BS Eastwood: Ordering the Heavens. Roman Astronomy and Cosmology in the Carolingian Renaissance. Leiden 2007.
  33. Sie wurde wahrscheinlich in Lotharingien von dem nicht identifizierten, aber durch weitere Werke bezeugten Astronomus ausgeführt.
  34. F.Samhaber: Der Kaiser und sein Astronom. Friedrich III. und Georg von Peuerbach , Raab/Peuerbach 1999
  35. Ernst Zinners Buch über die Geschichte der Sternkunde enthält auch ein Kapitel über die Astronomiegeschichtsschreibung: Nach Chinesen und Arabern beschreibt Zinner die „Germanen“, hier beginnend mit diesem Werk Tannstetters. Siehe Ernst Zinner: Die Geschichte der Sternkunde von den ersten Anfängen bis zur Gegenwart . Berlin 1931, S. 613 f.
  36. a b c Vom Lesestein zum Lithiumglas ( Memento vom 27. September 2006 im Internet Archive )
  37. PG Bulgakov: Vklad Ibn Siny v praktičeskuju astronomiju. In: MB Baratov ua (Hrsg.): Abu Ali Ibn Sina. K 1000-letiju so dnja roždenija. Taschkent 1980, S. 149–157.
  38. Vgl. auch Dietrich Brandenburg: Astrologie, Astronomie und Medizin. Zur alt-islamischen Heilkunde und ihren astronomischen Hilfsmitteln. In: Münchener medizinische Wochenschrift. Band 109, 1967, S. 1137–1143.
  39. Christopher Walker: Astronomy before the telescope. British Museum Press, London 1999, ISBN 0-7141-2733-7 .
  40. Robert S. Westman: The Copernican Question: Prognostication, Skepticism and Celestial Order . University of California Press, Berkeley 2011. Siehe auch Thony Christie: Astronomy and Astrology: The Siamese Twins of the Evolution of Science und R. Westmann: COPERNICUS and the Astrologers
  41. Textstellen im Kapitel 9 : „Endlich wird man sich überzeugen, dass die Sonne selbst die Mitte der Welt einnimmt.“ Kapitel 10 „... um den Weltmittelpunkt bewegt, in welchem auch die Sonne unbeweglich ruht ... In der Mitte aber von Allen steht die Sonne...“
  42. Doris Wolfangel: Dr. Melchior Ayrer (1520–1579). Medizinische Dissertation Würzburg 1957, S. 36.
  43. Elly Dekker (1990): The light and the dark: A reassessment of the discovery of the Coalsack Nebula, the magellanic clouds and the southern cross , Annals of Science, 47:6, 529–560, doi:10.1080/00033799000200391
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  46. [J. Bradley: … Account of a new discovered Motion of the Fix'd Stars , Phil. Trans. Band 35 (1727/28), S. 637–661, (Lichtgeschwindigkeit 8 Minuten und 12 Sekunden S. 653, das Jahr der Entdeckung wird unterschiedlich zitiert, siehe insb. 656–659) ( A Letter from the Reverend Mr. James Bradley Savilian Professor of Astronomy at Oxford, and FRS to Dr. Edmond Halley Astronom. Reg. &c. Giving an Account of a New Discovered Motion of the Fix'd Stars. ( Memento des Originals vom 18. März 2016 im Internet Archive ) Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. @1 @2 Vorlage:Webachiv/IABot/rstl.royalsocietypublishing.org )]
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  56. Adam G. Riess, Filippenko, Challis, Clocchiatti, Diercks, Garnavich, Gilliland, Hogan, Jha, Kirshner, Leibundgut, Phillips, Reiss, Schmidt, Schommer, Smith, Spyromilio, Stubbs, Suntzeff, Tonry: Observational evidence from supernovae for an accelerating universe and a cosmological constant . In:The Astronomical Journal . 116, Nr. 3, 1998, S. 1009–1038. arxiv : astro-ph/9805201 . bibcode : 1998AJ....116.1009R . doi : 10.1086/300499 .
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