Der Revolutionär Kopernikus

Kopernikus

Das Zeitalter der Renaissance trägt ihren Namen aufgrund der Wiedergeburt der antiken Kultur. In dieser Zeit des Übergangs vom Mittelalter zur Neuzeit wurden Kunst und Wissenschaft maßgeblich von der griechisch-römischen Antike beeinflusst. Das Schaffen von Platon und Pythagoras rückte in den Fokus und die Gelehrten richteten ihren Blick auf die Natur selbst. Aus der Antike wurde die ästhetische Komponente übernommen und Harmonie galt in der Forschung als erstrebenswert.

In dieser bewegten Zeit wächst Kopernikus (1473-1543) heran. An der Universität in Krakau liest er Aristoteles und erhält Unterricht in Mathematik und Astronomie. Durch die Lektüre des Geometrielehrbuchs von Euklid erhält er das nötige Rüstzeug, um die Bewegungen der Himmelskörper beschreiben zu können. Seine Ausbildung vervollständigt Kopernikus in Italien, wo er Jura (u.a. kanonisches Recht) und Medizin studiert. Im Jahre 1497 assistierte Kopernikus dem Astronomie-Professor Domenico Maria da Novara in Bologna. Dort erhielt er Einblick in das ein Jahr früher erschienene Buch von dem Astronomen Johannes Müller: „Epitome of the Almagest“. Das Werk beeinflusste Kopernikus. Er hatte nun die Möglichkeit, in die Mathematik und das Tafelwerk des Almagest einzutauchen, und entwickelte erste kritische Gedanken. Unabhängig davon, ob Ptolemäus mit seinen Berechnungen richtig oder falsch lag, war für Kopernikus offensichtlich, dass der Astronom aus Alexandria weit von den Prinzipien des Aristoteles entfernt war.

Es wurde viel darüber spekuliert, warum Kopernikus das geozentrische Weltbild ersetzen wollte. Als ein wichtiger Grund wird eine Krise in der mathematischen Astronomie in der Renaissance angenommen. Die Vorhersagekraft der sich im Umlauf befindlichen Tafeln (z.B. der Alfonsine-Tafeln) wurden aufgrund von sich akkumulierenden Fehlern auffallend schlechter und die Korrekturmaßnahmen durch den Einsatz von neuen Epizykeln machten das System noch komplizierter. Allerdings muss diese Problematik nicht der Hauptantriebspunkt für Kopernikus gewesen sein, da ein heliozentrisches System nicht zwangsläufig einfacher sein musste. Der Physiker und Wissenschaftshistoriker James Evans vermutet, dass Kopernikus schlicht und einfach davon überzeugt war, die wahre Natur des Weltsystems entdeckt zu haben.
Kopernikus findet in den antiken Klassikern Alternativen zu Ptolemäus.

  1. Es gibt keinen Mittelpunkt für alle Himmelskörper
  2. Die Erde ist nicht der Mittelpunkt des Kosmos, aber der für schwere Körper und dem Mond.
  3. Die Sonne liegt im Zentrum der Himmelskörper, der Mittelpunkt des Kosmos ist in der Nähe der Sonne.
  4. Der Distanz der Erde zur Sonne ist verschwindend gering im Vergleich des Abstandes zum Firmament.
  5. Die Erde dreht sich und das Firmament verbleibt bewegungslos.
  6. Durch die verschiedenen Erdbewegungen scheint die Sonne Bahnen am Himmel zu ziehen.
  7. Die beobachteten Planetenbahnen, mit ihren Unregelmäßigkeiten, sind ebenfalls Folge der Eigenbewegung der Erde.
Sonnensystem
Künstlerische Darstellung des Sonnensstems (Image by WikiImages from Pixabay )

Die Commentariolus waren noch kein ausgearbeitetes System, sondern eher ein vorläufiges Konzept. Die Hauptarbeit, die mathematische Ausarbeitung des heliozentrischen Systems, fehlte noch. Kopernikus nutzte die nachfolgenden Jahre, um den Lauf der Himmelskörper im Detail auszuarbeiten. Das Ergebnis dieser Arbeit wurde kurz vor seinem Tod gedruckt und trug den Titel „Über die Kreisbewegung der Weltkörper“.
Im ersten Buch, das nur einen Bruchteil des gesamten Werkes einnimmt, stellt Kopernikus das neue System vor. In den nachfolgenden Teilen orientiert er sich an den Theoremen und Tafeln des Almagest und stellt in ähnlicher Form seine Ausarbeitungen dar.

Auf den ersten Seiten beschäftigt sich Kopernikus mit den grundlegenden Eigenschaften der Erde. Für die Gestalt führt er einen visuellen Beweis an: Bei sich nachts entfernenden Schiffen sieht man, wie die Lampe sich nach unten bewegt. Für ihn ist es naheliegend, dass sich die kleine Erde dreht und nicht der riesige Himmel. Er kennt die Argumente des Aristoteles gegen diese These und versucht sie zu widerlegen. Auch bei einer drehenden Erde würden sich die Wolken mit bewegen, denn die Luft ist mit der Erde und dem Wasser verbunden und dreht sich mit, mit allem, was enthalten ist.
Kopernikus setzt die Sonne in die Mitte und alle anderen Planeten kreisen um sie herum. Auf den innersten Bahnen laufen Merkur und Venus, danach die Erde, die vom Mond umrundet wird, und auf den äußeren Bahnen bewegen sich Mars, Jupiter und Saturn. Ganz außen befinden sich die Fixsterne, die eine feste Position einnehmen. Damit lieferte Kopernikus die Vorlage für das moderne Sonnensystem, in dem noch die mit den damaligen Mitteln noch nicht zu erkennenden Planeten Uranus und Neptun hinzugefügt wurden; abgesehen von einer Vielzahl an Zwergplaneten, Asteroiden und Kometen.
Auch wenn er den Äquanten des Ptolemäus aus philosophischen und physikalischen Gründen ablehnte, musste er zu ähnlichen Hilfsmitteln greifen, um die Planetenbahnen berechnen zu können. Er setzte auf ein Epizykel-System, in dem zumindest die einzelnen Komponenten sich gleichförmig bewegen konnten.
Kopernikus schuf ein Modell, das zugleich radikal innovativ als auch traditionell war. Die Idee, die Sonne in das Zentrum zu bringen, führte zu einer Revolution. In den technischen Details orientierte er sich aber sehr streng an Ptolemäus. Nahezu jedes Element im Almagest findet bei Kopernikus einen Gegenpart, nicht in identischer Form, aber mit ähnlicher Funktion.

Seine großen Verdienste für die astronomische Wissenschaft lassen sich in drei Punkten zusammenfassen:

  1. Zum ersten Mal wurde ein heliozentrisches System konsequent zu Ende gerechnet. Allerdings waren die Ergebnisse nicht genauer als bei den ptolemäischen Berechnungen und führte zunächst auch nicht zu besseren physikalischen Deutungen.
  2. Die Erde wurde zu einem Planeten. Daraus folgt, dass die Unterscheidung zwischen himmlischen und irdischen Dingen an Sinn verliert.
  3. Die Sonne wird ins Zentrum gesetzt. Diese Idee war eine Anregung für weitere Forschungen. Zumindest im ersten Buch des Hauptwerks „Über die Kreisbewegung der Weltkörper“ erklärt Kopernikus, dass die Sonne im Mittelpunkt liegt. In den mathematischen Ausarbeitungen hingegen weicht er von diesem Ideal ab. Allerdings lasen die meisten Anhänger die nachfolgenden Bücher nicht, so dass die Idee der zentralen Sonne nicht relativiert wurde.
    Aufgrund seiner komplizierten Berechnungen mit einer Vielzahl von Epizykeln war Kopernikus zunächst nur für die Fachleute interessant. Das breite Publikum verlor schnell an Interesse.

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