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Stonehenge Total.jpg Die Geschichte der Astronomie umfasst zeitlich die gesamte Kulturgeschichte der Menschheit. Die Astronomie wandelt sich von einer reinen Kunde des Sternenhimmels und seiner Zyklen über die klassisch-geometrische Astronomie, deren älteste Teilgebiete die Positionsastronomie und Ephemeridenrechnung sind, bis zur modernen Astrophysik, die sich um ein physikalisches Verständnis der Himmelskörper selbst bemüht.

Die Astronomiegeschichte zeigt: Die Astronomie hat auch heute das Potential, das Selbstbild des Menschen und seine Auffassung von seiner Stellung im Universum zu verändern. Wesentliche Diskussionspunkte in diesem Sinne sind:

  • Die Entstehung des Universums
  • Die Suche nach bewohnbaren Planeten außerhalb des Sonnensystems, (Exoplaneten)
  • Die Suche nach Leben auf anderen Planeten als der Erde

Archaische Himmelsbeobachtungen

Höhlenmalerei-Lasc.png]] Funde oder Darstellungen mit Bezug zum Sternhimmel gehen möglicherweise bis in die Altsteinzeit zurück, obwohl deren Interpretation strittig ist. Die beiden bekanntesten Objekte in diesem Zusammenhang sind Wandmalereien in der Höhle von Lascaux, in der vielleicht die Plejaden und der Tierkreis erkannt werden können, und ein bei Abri Blanchard in Frankreich gefundener Flügelknochen eines Adlers mit Punktmarkierungen, deren Zahl und Anordnung mit den Mondphasen in Verbindung gebracht werden. Allerdings ist die Spärlichkeit archäologischer Beweise nicht unbedingt ein Zeichen, dass bei den Menschen der Altsteinzeit die Himmelsbeobachtung generell keine Rolle spielte, jedenfalls bei modernen Jäger und Sammler-Kulturen, etwa den Aboriginals, ist derartiges durchaus bezeugt. In südafrikanischen Kulturen gab es ebenfalls Zeremonien zur beginnenden Ernte mit astronomischer Symbolik, die sich nicht in Funden widerspiegeln würden.

In der Jungsteinzeit ändert sich die Fundlage deutlich, da die Kenntnis des Himmels und damit des Kalenders bereits in frühester Zeit von überlebenswichtiger Bedeutung für landwirtschaftliche Kulturen ist. Die Himmelszyklen korrekt vorherzusagen ermöglicht eindrückliche symbolische Interpretationen. Bedeutsame alljährliche Ereignisse können damit bereits im vorab festgelegt werden und ermöglichen Planungen. Dieser tiefgreifende Einfluss schlägt sich in der religiösen Deutung der Himmelsphänomene und ihrer möglichen Ursachen nieder und führt zur Ausbildung verschiedener Astralkulte, die zum Ursprung sowohl der Astrologie als auch der Astronomie werden. Zahlreiche Gräber dieser Zeit sind nach den Himmelsrichtungen ausgerichtet. Zu den archäologischen Funden mit Kalenderzusammenhang zählen zum Beispiel die in Süddeutschland und Frankreich gefundenen Goldhüte, die als sakrale Kopfbedeckung von Priestern eines Sonnenkults gedeutet werden, oder auch die Himmelsscheibe von Nebra, ebenfalls im mitteleuropäischen Kulturraum. Die beeindruckendste prähistorische Kultstätte in Europa ist Stonehenge. Über die in Stonehenge praktizierten Kulte ist nichts überliefert, aber die geographische Ausrichtung des Bauwerks ist offensichtlich astronomischer Natur. Ähnliches lässt sich für Kultbauten aller Epochen auf der ganzen Welt zeigen.

Mit der Archäoastronomie gibt es seit den 1970ern ein eigenes Fachgebiet, dass sich mit der Erforschung dieser Bauten und Funde befasst. Insgesamt muss aber betont werden, dass es sich in keinem Fall um eine Astronomie im modernen Sinn handelt, in all diesen Kulturen ist der Himmel, seine Zyklen und seine Beobachtung vielmehr untrennbar mit der Religion und der Mythologie verbunden.

Antike Astronomie

Vorläufer der griechischen Antike

Die Verbindung der Himmelsschau mit Mythologie und Religion bestand auch in den alten Hochkulturen Nordafrikas und des nahen Ostens fort. Mit Ausnahme der Zyklen der Sonne war die Ägyptische Hochkultur allerdings vergleichsweise wenig an Astronomie oder auch Astrologie interessiert, ganz im Gegensatz etwa zu den Babyloniern.

Ägypten
Die Ägypter teilten den Himmel, entsprechend ihren 36 Zehn-Tages-Wochen, in 36 in Rektaszension gleich große Dekane auf, so dass die Sterne jedes Dekans 40 Minuten nach dem davorgehenden auf- und untergingen. Von den durchschnittlich 18 Dekanen der Nacht wurden aus praktischen Gründen, wie etwa der Dämmerung, immer jeweils zwölf zur Zeitmessung in der Nacht benutzt, wobei die Länge des jeweils ersten und letzten je nach Jahreszeit angepasst wurde. Im Gegensatz zu den Dekanen spielten Sternbilder kaum eine Rolle. Eine Katalog des Universums von etwa 1100 v.Chr. nennt nur fünf Sternbilder, auf der etwa 500 Jahre früher entstandenen Dekantafel im Grab des Senenmut sind gar keine Sternbilder zu sehen. Die Sternbilder, wie sie vereinzelt dargestellt sind, etwa im Grab Sethos I. um 1280 v. Chr., sind nicht mit den heutigen vergleichbar und diese stammen auch nicht von den ägyptischen ab.

Astronomische Prinzipien sind auch in der Ausrichtung sakraler Bauwerke, insbesondere der Pyramiden zu erkennen. Die dazu genau benutzten Methoden sind aber nicht überliefert und es gibt dazu verschiedene Vorschläge. Im ägyptischen Kalender spielt Sirius eine besondere Rolle, dessen heliakischer Aufgang mit der alljährlichen Nilflut in Verbindung gebracht wurde. Da das ägyptische Jahr genau 365 Tage lang war, änderte sich das Datum der Nilflut im ägyptischen Kalender langsam, und der heliakische Aufgang des Sirius fiel nur alle etwa 1460 Jahre auf dasselbe Datum des ägyptischen Kalenders. Die Geschichte der altägyptische Religion zeigt, dass die Priester über ihr astronomisches Wissen wachten und noch um 150 v. Chr. eine Reform des Kalenders zur einer verbesserten Jahreslänge von 365,25 Tagen wieder rückgängig machten, um ihre Deutungsherrschaft über den Kalender zu wahren.

Mesopotamien
Obwohl die Einteilung des Tierkreises in 360 Grad vermutlich auf die ägyptischen Dekane zurückgeht, wurde sie, zusammen mit einem umfangreichen astronomischen Wissen, durch die Babylonier an die Griechen überliefert.

Das Hauptaugenmerk der babylonischen Astronomie liegt in der Astrologie und den himmlischen Omen. Im mesopotamischen Kulturraum können die Babylonier auf eine reichhaltige assyrische Beobachtungstradition zurückgreifen und führen selbst ebenfalls Archive ihrer Beobachtungen. Selbst konservativen Schätzungen nach reichen die Beobachtungen bis ins zweite vorchristliche Jahrtausend zurück. Tausende von gefundenen Tontäfelchen mit Keilschrift enthalten astronomische Texte, die neben Feldfunden vor allem den Archiven von Uruk und Ninive zugeordnet werden. Das assyrische und babylonische Interesse am Himmel erwächst aus der Tradition, in der Natur nach Omen Ausschau zu halten, was auch das Firmament und das Wetter einschließt. Gestützt auf die langen Beobachtungsreihen entwickeln babylonische Astronomen mathematische Reihen, die die Berechnung der Positionen der Himmelskörper und damit die Voraussage der Himmelserscheinungen erlauben. Bereits um 1000 v. Chr. können sie komplexe Überlagerungen periodischer Phänomene in die einzelnen Perioden isolieren und so vorausberechnen. Die babylonischen Beobachtungen und Perioden wurden von den Griechen übernommen, nicht aber die zugrunde liegenden mathematischen Methoden, da die griechischen Philosophen das Universum geometrisch, nicht mathematisch verstanden.

Die griechische Philosophen und Astronomen

Cellarius ptolemaic system.jpg]] Die Entwicklung der antiken griechischen Astronomie lässt sich bereits an frühen Schriften erahnen. Sowohl Homer als auch Hesiod beschreiben astronomische Vorgänge, lassen aber noch kein tieferes Verständnis erkennen. So beschreiben beide Morgen- und Abendstern als verschiedene Objekte (in Wirklichkeit beides die Venus, was zum Beispiel die Babylonier bereits wussten, welche die Venus Ischtar nannten). Auch den Tierkreis in seiner heutigen Form beschreibt Homer nur teilweise.

Ein weitergehendes Naturverständnis erreichen bis zum 5. Jahrhundert v. Chr. die Vorsokratiker. Sie entwickeln unter anderem zunehmend genauere Zeitmessmethoden, etwa Sonnenuhren, deren Grundlagen sie wahrscheinlich von den Babyloniern übernehmen. Thales von Milet sagte 585 v. Chr. eine Sonnenfinsternis voraus und beendete der Legende nach so einen Krieg. Er kann somit als der erste europäische Astronom betrachtet werden.

Anaximander, Zeitgenosse und Schüler des Thales, postuliert das geozentrische Weltbild, indem er als erster den Himmel als Kugelschale (Sphäre) mit der Erde im Zentrum beschreibt. Frühere Kulturen sehen den Himmel als Halbkugel nur über der Erdscheibe, ohne außerhalb von Mythen das Problem zu berühren, wo sich Sterne zwischen Auf- und Untergang befinden. Den Übergang zur Erde als Kugel macht Anaximander jedoch noch nicht.

Die griechische Kultur der klassischen Zeit ist die erste, die Astronomie ohne kultische oder astrologische Hintergründe, also rein aus philosophischen Überlegungen betreibt. Noch heute berühmt ist die erstaunlich genaue Messung des Erddurchmessers durch Eratosthenes um 220 v. Chr., der die unterschiedlichen Schattenlängen der Sonne am gleichen Tag in Alexandria und Syene, wo sie genau im Zenit steht, auf unterschiedliche Breitengrade auf einer Kugel zurückführt. Weniger bekannt ist der Versuch des Aristarchos von Samos den Abstand zur Sonne im Verhältnis zum Mondabstand zu messen, der zwar aufgrund ungenügender Messgenauigkeit fehlschlägt (er wird um den Faktor 20 zu kurz bestimmt), aber methodisch korrekt ist. Heliocentric.jpg Die griechischen Philosophen diskutieren zwar bereits ein heliozentrisches Weltbild, das nicht die Erde, sondern die Sonne als ruhendes Zentrum beinhaltet, können aber noch keine unterstützenden Beobachtungen vorlegen, so dass das geozentrische Weltbild das allgemein Anerkannte bleibt. Religiöse Eiferer wettern gegen die Vorstellungen, die Sonne könne Mittelpunkt des Kosmos sein und wünschen ihrem Verfechter Aristarchos von Samos einen Prozess; die Angelegenheit bleibt aber, anders als später bei Giordano Bruno und Galileo Galilei, letztlich folgenlos.

Hipparchos von Nicäa und andere entwickeln die astronomischen Instrumente, die bis zur Erfindung des Fernrohres fast zweitausend Jahre später in Gebrauch bleiben, wie zum Beispiel die Armillarsphäre. Das Werk des Ptolemäus um 150 n. Chr. stellt den Höhepunkt und Abschluss der antiken Astronomie dar. Ptolemäus entwickelt das nach ihm benannte Weltbild und gibt mit dem Almagest ein Standardwerk der Astronomie heraus, auf dessen Sternkatalog sich Astronomen noch bis über die Renaissance hinaus berufen. Die Römer schätzen Astronomie als Teil der Bildung, erweitern sie jedoch nicht weiter. Wenn überhaupt, so betreiben sie eher Astrologie, ziehen aber auch hier andere Formen der Zukunftsvorhersage vor. Die antiken Werke werden in den Resten des Oströmischen Reichs bewahrt, der kulturelle Austausch mit den lateinischen Staaten des Mittelalters kommt aber zum Erliegen

Astronomie im Mittelalter

Cepheus Leiden Aratea.jpg aus dem 9. Jahrhundert, aus den Leidener Aratea]] Das Mittelalter behält den Lehrkanon der sieben freien Künste bei, in dem die Astronomie Teil des Quadriviums ist. In der Praxis wird an den Klosterschulen des Frühmittelalters jedoch meist nur das lateinsprachliche Trivium gelehrt, und auch dieses oft nur in Teilen. Im Zuge der Reformpolitik Karls des Großen wird wieder vermehrt Wert auf die Lehre der Astronomie gelegt, auch um das Wissen im Klerus zur Berechnung des Osterdatums zu stärken. Den Reformen ist jedoch kein nachhaltiger Erfolg beschieden, und so bleibt Astronomie zwar ein Ideal, nicht aber praktischer Teil der Bildung. In die karolingische Zeit fallen auch erhaltene Abschriften der astronomischen Lehrgedichte des Aratos, etwa die prachtvoll illustrierten Leidener Aratea, die vermutlich vom Hofe Ludwigs des Frommen in Auftrag gegeben wurden, und wahrscheinlich in Lotharingien von dem nicht sicher identifizierten, aber durch weitere Werke bezeugten Astronomus ausgeführt wurden. Zusammen mit Aratos bilden die Sternbildbeschreibungen des Hyginus im Poeticon Astronomicon die weit verbreiteten Standardwerke bis zum Ende des Spätmittelalters. Die Kenntnis der klassischen Sternbildmythen stammt im Wesentlichen aus diesen beiden Werken. Die Illustrationen zeigen zwar künstlerisch hochwertige Qualität, die Positionen, an denen die Illustratoren die Sterne setzen hat mit dem tatsächlichen Firmament jedoch wenig bis nichts gemein; sie sind vielmehr so gewählt, dass sie gut zu den Figuren passen. Die vergleichsweise wenigen anderen erhaltenen antiken Werke zur Astronomie werden in den Klöstern zunächst nur kopiert, mit der beginnenden Scholastik im 11. Jahrhundert auch zunehmend kommentiert. Sie durch eigene Beobachtungen zu bestätigen, ergänzen oder zu widerlegen entspricht jedoch nicht dem frühmittelalterlichen Verständnis von Wissenschaft.

Durch den kulturellen Austausches mit den islamischen Staaten, insbesondere nach der Errichtung der Kreuzfahrerstaaten im Nahen Osten im 12. Jahrhundert und im Verlauf der spanischen Reconquista, gelangen die Werke des Aristoteles und Ptolemäus über den Zwischenschritt der arabischen Übersetzung wieder nach Westen. Erst byzantinische Emigranten bringen schließlich die antiken Werke nach der Eroberung Konstantinopels durch die Osmanen wieder im Original, beziehungsweise in griechischer Abschrift, nach Mitteleuropa. Auch im Hochmittelalter stehen 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 werden, werden 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 bestehen jedoch keine Zweifel.

Im Spätmittelalter, als sich die Bildung zunehmend aus dem klerikalen in den universitären Bereich verlagert, setzt ein stärkeres Interesse an Wissenschaft, und damit auch an der Astronomie ein. Mit dem frühen Buchdruck werden gerade auch astronomische Werke verbreitet. Neben Kopien der beiden oben erwähnten antiken Werke gibt zum Beispiel der deutsche Astronom Regiomontanus zahlreiche astronomische Bücher heraus, darunter ein Calendarium das nach damaligen Maßstäben als Bestseller gelten kann. Regiomontanus, ein Mensch des ausgehenden Spätmittelalters, löste sich bereits von der absoluten Gültigkeit der Tradition und der alten Schriften. 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 der wesentliche Wegbereiter des kopernikanischen Weltbildes.

Islamische Astronomie

Astrolabium.jpg Nachdem im Römischen Reich die Astronomie zwar noch gelehrt, aber nicht mehr erweitert wurde, ergibt sich Fortschritt erst wieder mit der islamischen Expansion. Alexandria wird von Arabern erobert, die dortige Bibliothek leitet, zusammen mit indischen Einflüssen, die islamischen Gelehrten bei ihrem Studium. Die führenden Wissenschaftler waren häufig auch Hofastronom bzw. Hofmathematiker. Die arabischen Leistungen betreffen vor allem die Astrometrie: genaue Beobachtungen des Himmels werden durchgeführt - vor allem auch zu astrologischen Zwecken, obwohl der Islam den versuchten Blick in die Zukunft ungern sieht und Astrologie eigentlich nicht erlaubt - und Sternkataloge erstellt, die wesentlich zu den heute üblichen Sternnamen beitragen. Auch Instrumente wie das Astrolabium werden weiterentwickelt.

Ohne Teleskope sind die islamischen Astronomen jedoch nicht zu bedeutenden Erweiterungen der antiken Erkenntnisse in der Lage. Das geozentrische Weltbild wird allgemein anerkannt, nur seine Details, wie Epizykeln oder Sphären, werden zunächst diskutiert, korrigiert und erweitert. Aufgrund der seit der Niederlegung dieser Theorien verflossenen Zeit, in der sich die Fehler akkumuliert hatten, sind die Diskrepanzen der antiken Theorien mit den Beobachtungen für die islamischen Gelehrten offensichtlich. Im 16. Jahrhundert, als sich auch in Europa die kopernikanische Wende vollzieht, lehnen 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.

Tragischerweise bleiben viele Errungenschaften großer islamischer Astronomen letztlich episodisch, so wie zum Beispiel das von Ulug Beg zu Beginn des 15. Jahrhunderts erbaute Observatorium von Samarkand. Als das beste seiner Zeit wird es nach nur einer Generation von Ulug Begs Nachfolgern geschleift und dem Verfall überlassen. Andere islamische Observatorien erleiden ein ähnliches Schicksal, nur das von Nasir al-Din Tusi 1264 erbaute Observatorium von Maragha überlebt seinen Erbauer um immerhin fast vierzig Jahre, bevor es zwischen 1304 und 1316 geschlossen wird. Obwohl die islamischen Astronomen die Fehler der antiken Theorien erkannten und sie verbesserten, besteht 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 ist. Mit dem Ende der Blütezeit des Islams im 15. Jahrhundert vermag die islamische Astronomie der europäischen aber kaum noch Impulse zu geben, und ihre Leistungen werden schließlich durch die europäische Renaissance überholt und geraten in Vergessenheit.

Astronomie in anderen Kulturkreisen

Der Entwicklungsstand der islamischen Astronomie ist auch exemplarisch für Astronomie anderer Kulturkreise, die ein ähnliches Niveau erreichen, aber, ebenfalls ohne Teleskope, nicht darüber hinaus entwickelt werden. Besonders erwähnenswert sind die indische oder vedische Astronomie, die chinesische und die präkolumbische Astronomie der indianischen Hochkulturen. Alle diese Kulturen besitzen ein in vielen Jahrhunderten angesammeltes beobachterisches Wissen, mit dem sich die periodischen Phänomene des Planetensystems vorhersagen lassen.

Indien

In Indien deuten Überlieferungen der Indus-Kultur darauf hin, dass man bereits um 4500 v.Chr. astronomische Beobachtungen gemacht haben könnte. Ab 1000 v. Chr. entsteht eine detaillierte Kosmologie mit den göttlichen Naturkräften Himmel, Erde, Sonne (die als glühender Stein gedeutet wird), Mond, Feuer und den 8 Himmelsrichtungen. Ein heiliges Ei ist der Ursprung der Welt, mit Schalen für die Urerde, den Sternhimmel und dazwischen der Lufthülle. Jantar Mantar at Jaipur.jpg Da die vedische Astronomie in Versen stark verschlüsselt überliefert wird, ist deren Einordnung in einen größeren Rahmen schwierig. Allgemein ist die vedische Astronomie der babylonischen aber sehr ähnlich, was, je nach Interpretation und Datierung, babylonische Vorbilder der vedischen Astronomie sowie umgekehrt bedeuten kann. Beide Positionen werden in der Astronomiegeschichte diskutiert, ebenso ist aber auch eine im Wesentlichen unabhängige Entwicklung denkbar, da einige der Gemeinsamkeiten, wie die Teilung des Tierkreises in 360 Grad mit zwölf Sternbildern auch direkt aus der Natur hergeleitet werden können. So wird das Jahr zu 360d gerundet, die Monate aber wie heute gezählt. Der Tag hat jahreszeitlich verschiedene Längen ("Muhurtas" mit 9,6 bis 14,4 Stunden), die Planetenbahnen verlaufen zwischen Sonne und Polarstern. Eine erstaunliche Entsprechung zum Christentum bzw. zu Teilhard de Chardin ist erwähnenswert: Gott ist ein die Welt liebender Geist, dessen Sohn die Entwicklung des Weltalls im Auge behält. Einen zweiten Aufschwung erlebt die indische Astronomie um 500 n.Chr. mit dem Astronomen Aryabhata, dem unter anderem das Konzept der Zahl „null“ zugeschrieben wird. Bekannt sind auch 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.

Amerika

Aztekischer Kalenderstein.jpg Über das astronomische Weltbild der indianischen Hochkulturen ist wenig bekannt, doch geben Kultbauten und Sternwarten zahlreiche Hinweise. Die meisten Schriften und Codices wurden durch die Konquistadoren vernichtet. Die Kalenderrechnung und die Berechnung der Planetenzyklen ist zweifelsfrei hochentwickelt – siehe etwa den Maya- und den Azteken-Kalender. Auch astrologische Elemente gibt es, wie etwa in der aztekischen Neufeuerzeremonie, die im Sternbild des Feuerbohrers alle 52 Jahre gefeiert wird. Die Umlaufzeiten der damals 5 sichtbaren Planeten sind teilweise auf nur wenige Minuten bekannt, was auf eine mehrtausendjährige amtliche Astronomie hindeutet. Die Dauer des Monats stimmt mit heutigen Werten auf 6 Dezimalen überein - was pro Jahrhundert nicht einmal 1 Stunde Fehler ausmacht.

China

Dunhuang_star_map.jpg Auch im Kaiserreich China hatten sich die Astronomen um den Kalender zu kümmern, aber auch um staatliche Astrologie. Zwar waren die Planeten weniger wichtig als bei den Indianern Amerikas, doch kennt man 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 lassen, sich aber bis deutlich vor Christi Geburt zurückverfolgen lässt. Dieses Amt besteht bis 1911 mit vier Haupt-Bediensteten: Der Chefastronom (Fenxiangshi), verantwortlich für die ununterbrochene Himmelsschau, der Chefastrologe (Baozhangshi), dem die Aufzeichnungen unterstehen, der Chefmeteorologe (Shijinshi) für Wetterphänomene und Sonnenfinsternisse, und der Bewahrer der Zeit (Qiehushi), dem die Kalenderrechnung untersteht.

Diese altchinesischen Chroniken gelten noch heute als zuverlässig und relativ vollständig - auch weil die Beamten für ihre Ergebnisse mit dem Leben bürgen. So ist überliefert, dass die Astronomen Hsi und Ho um 2100 v. Chr. wegen einer versäumten Sonnenfinsternis geköpft wurden. Ab der Zeitenwende werden u.a. Sonnenflecken beobachtet, was auch mit bloßem Auge bei Sonnenauf- und Untergang möglich ist, sowie Novae und Supernovae, die Gaststerne genannt werden, oder 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. Es werden Instrumente ähnlich der Armillarsphäre benutzt, doch ist unklar, ob sie auf Kontakte zur griechischen und islamischen Welt zurückgehen oder komplette Eigenentwicklungen sind. Außerdem sind chinesische Sternkarten zur Seenavigation überliefert. Missionare tragen ab 1600 die Erkenntnisse der modernen europäischen Astronomie nach China. So wurde etwa die kaiserliche Sternwarte in der Qing-Dynastie traditionell von Jesuiten wie Ignaz Kögler oder Anton Gogeisl geleitet.

Astronomie der Renaissance

Mauerquadrant.jpg Das Zeitalter der Renaissance markiert die Blüte der klassischen Astronomie als Wissenschaft vom geometrischen Aufbau des Universums, einer Wissenschaft, die sich aber noch nicht der Erforschung der physikalischen Hintergründe der Sternbewegung widmet. Astrologie und Astronomie sind bis in die Renaissance hinein nicht widersprüchlich, aber auch nicht, wie gelegentlich behauptet, identisch. Viele Astronomen erstellten noch bis in das 17. Jahrhundert auch Horoskope für ihre Auftraggeber, sahen darin aber nicht ihre Haupttätigkeit. Die klassische Astronomie befasst sich nur mit den Positionen der Sterne und Planeten und deren exakter Berechnung, erst die Astrologie mit der Deutung dieser Positionen für die irdischen Geschehen. In diesem Sinne war astronomische Kenntnis lediglich die Voraussetzung für Astrologie.

Die europäische Astronomie lebt durch die Arbeiten von Nikolaus Kopernikus nach 1500 wieder auf. Nach Beobachtungen des Mondes gegen den Hintergrund der Fixsterne zweifelt er am geozentrischen Weltbild und arbeitet ein Modell aus, in dem die Sonne im Mittelpunkt des Kosmos steht. 1543 stellt er es in seinem Buch „De Revolutionibus Orbium Coelestium“ vor. Tycho Brahe beobachtet 1572 einen „Neuen Stern“ (stella nova), den er als „ein Wunder, wie es seit Anbeginn der Welt nicht gesehen wurde“, beschreibt. Zwar war eine solche Erscheinung, eine Supernova, bereits 1054 von Chinesen gesehen worden, aber den europäischen Gelehrten war sie entweder entgangen, oder sie ist von ihnen nicht zur Kenntnis genommen worden. Brahe ist ein Meister des Intrumentenbaus und der exakten Beobachtung. Der von ihm entwickelte Mauerquadrant löst die seit der Antike gebräuchliche Armillarsphäre als Universalinstrument ab. Die Genauigkeit von Brahes Positionsmessungen der Planeten ermöglichen Johannes Kepler 1609/1619 die Entdeckung der Gesetze der Planetenbewegung.

Die Erfindung des Fernrohrs zu Beginn des 17. Jahrhunderts besiegelt die Zeitenwende der Astronomie. Galileo Galilei entdeckt mit deren Hilfe die vier inneren Monde des Jupiter und die Phasen der Venus. Diese Entdeckungen wurden 1610 in „Siderius nuntius“ veröffentlicht. Dadurch wird das geozentrische Weltbild unhaltbar. Der darauf folgende Streit mit der Kirche endet zwar mit dem juristischen Sieg der Inquisition gegen Galilei, begründet aber ein problematisches Verhältnis zwischen Kirche und Naturwissenschaften, das bis heute nachwirkt.

Astronomie im Zeitalter der Vernunft bis zur Neuzeit

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

In den ersten Jahrzehnten des 17. Jahrhunderts verbessern Astronomen ihre Teleskope und beschreiben die Planeten mit immer höherer Genauigkeit. So erkennt Christiaan Huygens als erster die wahre Natur der Ringe des Saturn, und Edmond Halley sagt die Wiederkehr des nach ihm benannten Kometen für das Jahr 1758 voraus, die er allerdings nicht mehr erlebt. Sir Isaac Newton legt 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 zurückführt. Die Entdeckung physikalisch zusammengehöriger Doppelsternsysteme führt zu Spekulationen über Planetensysteme um andere Sterne, eine Möglichkeit, die zuvor nur philosophisch, ausgehend von Giordano Bruno, diskutiert worden war.

Im März 1781 entdeckt Wilhelm Herschel einen neuen Planeten, der später Uranus genannt wird. Damit ist nicht nur der Wissenstand um die Objekte des Himmels erweitert, sondern das Planetensystem selbst. Für die Astronomen jener Zeit ist die Entdeckung so bedeutend, dass die Position, an der Uranus entdeckt wurde, noch Jahrzehnte darauf mit in die Sternkarten aufgenommen wird. Angeregt durch den Erfolg Herschels fahnden die Astronomen nach weiteren Planeten und werden 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. Aufgrund dieser Störungen wurde ein weiterer Planet mathematisch vorausgesagt, der in Neptun 1846 schließlich gefunden wurde.

Gleichzeitig beschleunigt sich der Wandel der Astronomie zur Astrophysik: Die Entdeckung der Infrarotstrahlung mit Hilfe der Spektroskopie durch Herschel 1801 zeigt, dass das Spektrum nicht auf das visuelle Licht beschränkt ist. Die Astronomie als Wissenschaft tritt in eine Ära der Taxonomie ein: Die Himmelsobjekte werden in Klassen eingeteilt, die später auf physikalische Gemeinsamkeiten zurückgeführt werden können. Der nächste große Schritt ist die Ablösung des Auges als Beobachtungsinstrument durch die Fotografie zwischen etwa 1850 und 1900. Einer der ersten Astronomen, der sie einsetzt, ist der Jesuit Angelo Secchi, Direktor des Vatikanischen Observatoriums. Dadurch werden die Beobachtungen nicht nur objektiver, sondern stundenlange Belichtungen eröffnen die Möglichkeit, lichtschwächere Objekte in wesentlich höherem Detail zu erforschen. Die klassische Astronomie tritt ab 1900 immer mehr in den Hintergrund und macht der Erforschung der physikalischen Eigenschaften der Himmelskörper selbst Platz.

Die moderne Astrophysik

HST STS-61 refurbishing.jpg Der größte Teil des Wissens um das Universum stammt aus dem 20. Jahrhundert. Die moderne Astrophysik ist geprägt von dem Versuch, die beobachteten Phänomene und Objekte durch die ihnen zugrunde liegenden physikalischen Gesetze zu verstehen. Wichtige Momente in diesem Prozess sind 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 und dessen Idee eines sich ausdehnenden Universums von 1929, die er nach einem Vergleich zwischen Entfernung und Fluchtgeschwindigkeit der Galaxien vorbringt. Heute gilt das Modell des aus einem Urknall heraus expandierenden Universums als allgemein anerkannt. Die Kosmologie, deren Gegenstand der genaue Ablauf der Anfangsphase des Universums bis hin zur Bildung der ersten Sterne und Galaxien und deren Entwicklung bis heute ist, ist aber nach wie vor ein wichtiges Forschungsgebiet und einzelne Aspekte werden kontrovers diskutiert.

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.

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

Mitte der 1990er wurden erstmals Exoplaneten, d. h. Planeten außerhalb des Sonnensystems gefunden, zuerst um einen Pulsar, 1995 dann um einen Hauptreihenstern. Seither nimmt die Zahl der bekannten Exoplaneten ständig zu, im Mai 2006 waren schon über 130 Planetensysteme bekannt. Auf den bisher entdeckten Planeten ist ein Leben ähnlich dem auf der Erde, also mit wässriger Biochemie, ausgeschlossen, allerdings liegt die Entdeckung erdähnlicher Planeten noch außerhalb der technischen Möglichkeiten. Mit Methoden wie der Interferometrie hoffen Astronomen jedoch, schon bald nach erdgroßen Planeten um benachbarte Sterne suchen und spätestens in der nächsten Generation deren Atmosphären spektroskopieren zu können.

Siehe auch

Literatur

Quellen

Weiterführende Literatur

  • Thomas Bührke: Sternstunden der Astronomie. Von Kopernikus bis Oppenheimer. C.H. Beck, München 2001, ISBN 340647554X
  • Wolfgang R. Dick, Jürgen Hamel (Hrsg.): Beiträge zur Astronomiegeschichte. Bd 5. Acta Historica Astronomiae. Harri Deutsch, Frankfurt/M 2002. ISBN 3817116861
  • Jürgen Hamel: Geschichte der Astronomie. Kosmos, Stuttgart ²2002, ISBN 3440091686
  • Ernst Künzl: Himmelsgloben und Sternkarten. Astronomie und Astrologie in Vorzeit und Altertum. Theiss, Stuttgart 2005. ISBN 3806218595
  • P. Murdin (Hrsg.): Encyclopedia of Astronomy & Astrophysics. IoP Publishing, Bristol 2001, ISBN 0333750888 (auch online)
  • John North: Viewegs Geschichte der Astronomie und Kosmologie. Springer, Berlin 1997, ISBN 3540415858
  • Günter D. Roth: Astronomiegeschichte (Astronomen, Instrumente, Entdeckungen). Kosmos-Franckh, Stuttgart 1987, ISBN 344005800X
  • Rudolf Simek: Erde und Kosmos im Mittelalter: Das Weltbild vor Kolumbus. C.H. Beck, München 1992, ISBN 3406358632
  • Peter Janle: Das Bild des Planetensystems im Wandel der Zeit. Teil 1. Vom Altertum bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts. in: Sterne und Weltraum. Spektrum der Wissenschaft, Heidelberg 45.2006,1, S.34-44,
  • Peter Janle: Das Bild des Planetensystems im Wandel der Zeit. Teil 2. Vom 19. Jahrhundert bis heute. in: Sterne und Weltraum. Spektrum der Wissenschaft, Heidelberg 45.2006,4, S.22-33,

Weblinks

Geschichte der Astronomie | Wissenschaftsgeschichte

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