Kopernikanische Wende

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Im heliozentrischen System steht die Sonne im Mittelpunkt.

Als kopernikanische Wende bezeichnet man in der Astronomie die Durchsetzung des heliozentrischen Modells gegenüber dem geozentrischen Modell in der frühen Neuzeit. Es handelte sich um einen bedeutenden Umbruch in der Wissenschaftsgeschichte, nicht nur weil damit die Planetenbewegungen besser verstanden wurden, sondern auch, weil damit ein neues Wissenschaftsverständnis einherging, dass von religiösen Vorschriften befreit war. Im Zusammenhang mit der kopernikanischen Wende wurden in der Astronomie auch erstmals Teleskope eingesetzt.

Ausgangslage

Im geozentrischen System steht die Erde im Mittelpunkt.

Aristarchos von Samos entwickelte bereits im dritten vorchristlichen Jahrhundert ein heliozentrisches Modell des Sonnensystems. Doch vor allem durch die Autorität von Aristoteles und Ptolemaios setzte sich in der griechischen Antike zunächst das geozentrische Modell durch. Ptolemaios' Hauptwerk "Syntaxis Mathematike" (mathematische Zusammenstellung) galt dabei Jahrhunderte lang als Standardwerk.

Aristoteles hatte seine astronomischen und physikalischen Ansichten mit viel metaphysischer Spekulation verbunden. Insbesondere seine Auffassung, die Planetenbewegungen würden durch einen ersten Beweger verursacht, eignete sich hervorragend für eine Übernahme ins christliche Weltbild. Der erste Beweger wurde dabei mit Gott gleichgesetzt. Damals gab noch keine strikte Trennung zwischen Wissenschaft und Theologie und so hatten astronomische Fragestellungen gleichzeitig eine theologische Dimension.

Die kopernikanische Wende

Nikolaus Kopernikus

Nikolaus Kopernikus

Nikolaus Kopernikus entwickelte in seinem 1543 veröffentlichen Werk "De revolutionibus orbium coelestium" (Über die Kreisbewegungen der Himmelskörper) ein Modell des Sonnensystem, in dem sich die Sonne im Zentrum befand. Dieses Modell erlaubte zunächst keine genaueren Berechnungen als das geozentrische Modell, war aber einfacher und eleganter, da es das komplizierte System von Epizyklen des ptolemaischen Systems umging. Kopernikus' Buch wurde schon kurz nach der Veröffentlichung auf den Index der verbotenen Bücher gesetzt

Das neue Modell wurde von Theologen sofort als unbiblisch angegriffen. Außerdem implizierte es einen für die damalige Zeit unvorstellbaren Gedanken. Man nahm damals an, die Fixsterne befänden sich auf der Innenseite einer Hohlkugel kurz hinter der Saturnbahn. Wenn sich die Erde um die Sonne dreht, hätte man deutliche Parallaxen (eine scheinbare Hin- und Herbewegung der Sterne im Laufe eines Jahres) beobachten müssen. Da solche Beobachtungen nie gemacht wurden, folgte aus dem kopernikanischen Modell zwangsläufig, dass die Sterne sehr viel weiter entfernt waren, als bisher angenommen, nämlich mindestens so weit, dass Parallaxen unbeobachtbar klein werden.

Giordano Bruno

Giordano Bruno griff Kopernikus' Theorie auf und entwickelte sie zu einer pantheistischen Theologie und Kosmologie weiter. Er nahm an, dass das Universum unendlich ist und dass die Sterne ferne Sonnen sind, die ebenfalls von Planeten umkreist werden, von denen manche wie die Erde belebt sind. Für diese Ansichten wurde er von der Inquisition angeklagt. Nachdem er Jahre lang eingekerkert war, wurde er schließlich am 17. Februar 1600 auf dem Campo dei Fiori in Rom auf dem Scheiterhaufen verbrannt.

Galileo Galilei

Galileo Galilei wurde, nachdem er Keplers Mysterium Cosmographicum gelesen hatte zum Fürsprecher des heliozentrischen Weltbildes und stand mit mit Kepler in regem Briefkontakt. Ab 1610 beobachtete er den Himmel mit einem selbst gebauten Teleskop. Er entdeckte die Phasen der Venus, an denen er erkannte, dass sich die Venus um die Sonne dreht. Eine weitere bedeutende Entdeckung Galileis waren die Jupitermonde Io, Europa, Ganymed und Callisto.

Seine Ansichten veröffentlichte er schließlich im "Dialog über die beiden hauptsächlichen Weltsysteme", womit er offen gegen ein päpstliches Edikt verstieß, demzufolge das kopernikanische System nur als Hypothese gelehrt werden darf. 1633 wurde Galilei von der Inquisition angklagt. Er wurde gezwungen dem heliozentrischen Modell abzuschwören (dabei soll er "und sie bewegt sich doch" geflüstert haben) und wurde zu lebenslangen Hausarrest verurteilt.

Johannes Kepler

Johannes Kepler fand heraus, dass sich die Planeten auf Ellipsenbahnen bewegen.

Johannes Kepler veröffentlichte 1597 das Werk "Mysterium cosmographicum" (Weltgeheimnis), in dem er für das kopernikanische Modell Partei ergriff. Der dänische Astronom Tycho Brahe schrieb darüber eine lobende Kritik und lud Kepler zur Zusammenarbeit ein. Dabei beauftragte ihn Brahe mit der Berechnung der Marsbahn, wobei Kepler das erste und das zweite keplersche Gesetz entdeckte, das er 1609 veröffentlichte:

  • Jeder Planet bewegt sich auf einer Ellipsenbahn. In einem der beiden Brennpunkte der Ellipse befindet sich die Sonne.
  • Die Verbindungslinie Sonne-Planet überstreicht in gleichen Zeiten gleiche Flächen.

1618 beendete Kepler die Arbeit an seinem Hauptwerk "Harmonices mundi" (Weltharmonik), in dem er seine Forschungsergebnisse zusammenfasste und das dritte keplersche Gesetz veröffentlichte.

  • Die Quadrate der Umlaufzeiten zweier Planeten verhalten sich zueinander wie die dritten Potenzen ihrer großen Halbachsen.

Mit diesen Gesetzen wurde das heliozentrische System soweit verbessert, dass es genauere Vorhersagen von Planetenbewegungen erlaubte als das geozentrische System.

Isaac Newton

Der britische Physiker Isaac Newton veröffentlichte 1687 sein Hauptwerk "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" (Die mathematischen Prinzipien der Naturphilosophie). Darin legt er das Schwerkraftgesetz dar und zeigt, dass man die keplerschen Gesetze daraus ableiten kann. Damit waren nun nicht nur die genauen Bewegungen der Planeten sondern auch ihre physikalische Ursache bekannt.

Nachwirkung

Auf dem Campo dei Fiori in Rom, wo Giordano Bruno hingerichtet wurde, befindet sich heute ein Denkmal.

Die katholische Kirche tat sich lange Zeit sehr schwer, das heliozentrische Modell zu akzeptieren. Erst 1835 wurden Kopernikus' Schriften aus dem Index der verbotenen Bücher gestrichen. 1889 versuchte die Kirche vergeblich, die Errichtung eines Denkmals für Giordano Bruno auf dem Campo dei Fiori zu verhindern.