Kurz-Info: Eudoxos & Co. – Die Anfänge der wissenschaftlichen Astronomie

Die Anfänge der Astronomie lagen in der Steinzeit (siehe z.B. Stonehenge). Die Anfänge einer mit geometrischen Modellen arbeitenden Astronomie liegen aber in der griechischen Antike. Hier wurde erstmals versucht, die wundersamen Bahnen der Wandelsterne (Planeten) mit geometrischen Modellen verstehbar zu machen. Da dabei auch nach einer möglichst hohen quantitativen Genauigkeit der geometrischen Modelle gestrebt wurde, bietet es sich an, diese geometrischen Modelle der Griechen als den Anfangspunkt der wissenschaftlichen Astronomie zu betrachten.

EudoxosDer Reigen der beeindruckenden astronomischen Modelle der Griechen wurde von Eudoxos (ca. 408 – 347 v.Chr.) eröffnet. Er entwirft insgesamt sieben geometrische Modelle. Jedes dieser Modelle soll jeweils die Position eines bestimmten Himmelskörpers (Sonne, Mond, Merkur, Venus, Mars, Jupiter, Saturn) vorhersagen. Da diese Himmelsobjekte (von der Erde aus betrachtet) teilweise recht wundersame Bahnen nehmen, ist es für geozentrisch denkende Astronomen (wie es auch Eudoxos war) nicht einfach, hier zu leistungsfähigen Modellen zu gelangen. Eudoxos versucht es mit homozentrischen Kugeln: Mehrere über ihre Drehachsen miteinander verbundene Kugeln, sollen es (durch die Überlagerung ihrer verschiedenen Drehbewegungen) ermöglichen, jeweils die Bahn eines bestimmten Himmelskörpers zu modellieren.

Da die quantitative Genauigkeit dieser Modelle noch nicht befriedigt, versucht Kallippos (ca. 375 – 325 v.Chr.), die sieben Eudoxos Modelle zu verbessern. Hierzu führt er in die Modelle jeweils eine weitere (zusätzliche) homozentrische Kugel ein.

Diese von Kallippos verbesserten Modelle wählt Aristoteles (384 – 322 v.Chr.) als Ausgangspunkt für seine geozentrische Kosmologie. Aristoteles integriert die sieben getrennten Modelle zu einem einzigen umfassenden Modell. Diese geozentrische Kosmologie des Aristoteles hat geistesgeschichtliche Wirkungen, die noch bis in die Renaissance zu spüren sind.

ParallaxeDie griechische Astronomie war aber keineswegs durchgängig geozentrisch. Aristarch von Samos (ca. 310 – 230 v. Chr.) ist der Kopernikus der Antike. Er legt bereits im 3. Jahrhundert v.Chr. ein heliozentrisches Weltbild vor. Allerdings gewinnt Aristarch (Aristarchos) kaum Anhänger. Das hat nicht zuletzt mit zwei (keineswegs dummen) Einwänden gegen das heliozentrische Modell zu tun:

Heute können wir die (winzige) parallaktische Verschiebung der Fixstern-Positionen tatsächlich messen, und wir können erklären, warum wir von der Eigendrehung der Erde so wenig mitbekommen. Aristarch konnte damals weder das eine noch das andere. Und so blieb er mit seinem heliozentrischen Weltbild ein Außenseiter.

Die griechischen Astronomen nach Aristarch gehen in ihrer deutlich überwiegenden Mehrheit weiterhin von einem geozentrischen Weltbild aus.

EpizykelDie geozentrische Astronomie der Antike gibt dabei allerdings den bisher dominierenden Ansatz der homozentrischen Kugeln (Eudoxos, Kallippos, Aristoteles) auf und wendet sich stattdessen einem anderen geometrischen Ansatz zu: Man beschreibt die Bahnen der Wandelsterne (Planeten) jetzt mit Hilfe von Deferenten und Epizyklen.

Die Entwicklung des zweiten prominenten Ansatzes der geozentrischen Astronomie der Antike beginnt mit Apollonios. Apollonios von Perge (ca. 260 – 190 v.Chr.) forschte und lehrte in Alexandria. Als überaus einflussreicher Mathematiker beschäftigt er sich auch mit astronomischen Problemen. Er verwendet dabei Deferenten und Epizykel, um die Bahnen von Himmelskörpern zu modellieren.

Hipparchos von Nicaea (ca. 190 -125 v.Chr.) gilt als der bedeutendste griechische Astronom. Er verbessert das von Apollonios vorgelegte Modell entscheidend. So unterstellt er für die Sonnenbahn einen Exzenter, einen Kreis, der zwar die Erde umspannt, dessen Mittelpunkt aber außerhalb der Erde liegt. Mit dieser Konstruktion kann er die Leistungsfähigkeit der geozentrischen Astronomie entscheidend verbessern.

Für den Schlusspunkt in der Entwicklung der griechischen Astronomie sorgt Ptolemaios (ca. 100 – 160 n.Chr.). Sein heute Almagest genanntes Hauptwerk Megale Syntaxis war die Krönung der geozentrischen Astronomie der Antike. Erst Johannes Kepler (1571 – 1630) gelingt es, ein in puncto Genauigkeit der Prognosen deutlich besseres astronomisches Modell vorzulegen. Bis dahin war der Almagest des Ptolemaios das unübertroffene Standardwerk der Astronomie.

Der Text Eudoxos & Co – Die Anfänge der wissenschaftlichen Astronomie dokumentiert die Entwicklung dieser geometrischen Astronomie der Griechen auf 32 Seiten. Zur Veranschaulichung von Sachverhalten wurden etliche Abbildungen (meist von bescheidener Qualität) in das PDF-Dokument eingebunden.

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