"Ich ward von Copernicus entzückt ..."

Die 1477 gegründete Universität Tübingen ist im Zeitalter der Reformation das geistige Zentrum der süddeutschen Lutheraner und des Herzogtums Württemberg. 1536 verfügt Herzog Ulrich die kostenlose Unterbringung armer begabter Studenten im Tübinger Stift, um mehr Absolventen für treue Dienste in Kirche und Verwaltung gewinnen zu können.

Auch der aus einfachen Verhältnissen stammende Kepler profitiert von dieser Regelung und nimmt 1589 sein Studium zunächst an der allgemeinbildenden Artistenfakultät auf. Dort empfängt der begabte Student eine Vielzahl prägender geistiger Anregungen. 

Er studiert besonders intensiv die Werke der Neuplatoniker, deren Idee vom harmonischen Aufbau der Schöpfung ihn zutiefst beeindruckt.

Den größten Einfluß auf Kepler übt der Astronomieprofessor Mästlin aus, der ihn als väterlicher Freund mit den Lehren des Copernicus vertraut macht. Kepler sieht in der zentralen Stellung der Sonne eine Analogie zur Allmacht Gottes und wird deshalb zu einem überzeugten Verfechter des Heliozentrischen Weltbilds.

Kepler beendet das Grundstudium an der Artistenfakultät als Zweitbester. Das folgende Theologiestudium bestärkt seine Ablehnung der Abendmahlslehre Luthers. Dies macht eine Anstellung als Geistlicher in Ländern lutherischer Konfession unmöglich. Kepler nimmt daher noch vor Studienende die Stelle als Landschaftsmathematiker in Graz an.

 

Keplers erstes Quartalszeugnis

quartalszeugnis

Original: Evangelisches Stift Tübingen. Archiv K. 1, F. 1, Nr. 3 Sebastiani (20. Januar) 1590.

Im Stift erhalten die dort wohnenden Studenten Unterrichtsstunden, die der Wiederholung des Lernstoffes dienen. Die Leistungen der Schüler werden in einem Quartalszeugnis verzeichnet. Im Grundstudium stehen die Fächer Ethik, Dialektik (Logik), Griechisch, Hebräisch, Sphaera (Astronomie) und Physik auf dem Unterrichtsplan. Die Note A bezeichnet Spitzenleistungen.

 

Wenn man eine Nacht lang den gestirnten Himmel beobachtet, kann man feststellen, dass alle Gestirne scheinbar eine tägliche Bewegung von Osten nach Westen ausführen. Beobachtet man regelmäßig, fällt bei Mond und Planeten auf, dass sie zwar an dieser Bewegung teilhaben, aber nach einem Tag weiter im Osten stehen. Also müssen sie eine zusätzliche Bewegung nach Osten ausführen.

Bei Mars, Jupiter und Saturn fällt von Zeit zu Zeit eine merkwürdige Schleifenbewegung auf. Zunächst ist gegenüber dem Vortag keine Positionsänderung nach Osten zu beobachten. Dann erscheint der betreffende Planet nach 24 Stunden plötzlich weiter westlich. Dies kann der Beobachter mehrere Tage hintereinander feststellen, bevor ein erneuter Stillstand und dann wieder die Positionsänderung nach Osten stattfindet.

 

Wenn man die Erde als Zentrum des Weltalls annimmt, also geozentrisch denkt, kann diese Schleifenbewegung nur höchst mühsam und mit viel Phantasie dargestellt werden. Aristoteles (384-322 v.Chr.) erklärt sie durch kristallene Kugelschalen, die miteinander in Verbindung stehen, sich aber mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Richtungen bewegen. Der Planet soll dabei an der innersten Kugelschale befestigt sein. Die Schleifen resultieren in diesem Modell also aus den unterschiedlichen Bewegungen der einzelnen Schalen.

Eine ähnliche, aber rein geometrische Erklärung findet um 100 n. Chr. Klaudios Ptolemaios: Er lässt die Planeten auf einem kleineren Aufkreis (Epizykel) laufen, dessen Mittelpunkt sich auf dem Bahnkreis bewegt. Aus dieser Bewegungsüberlagerung resultiert nach Ptolemaios die Schleifenbewegung.

Nicolaus Copernicus (1473-1543)

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Copernicus wird 1473 in Thorn geboren und studiert in Bologna sowie in Padua Kirchenrecht und Medizin. Bereits während seines Studiums begeistert er sich für astronomische Fragen. 15übernimmt er als Domherr von Frauenburg die Verantwortung für das Domkapitel der Stadt.
1514 beendet er sein erstes astronomisches Manuscript "Commentariolus", in dem er erstmals die Zentralstellung der Erde in Frage stellt und ihr stattdessen eine tägliche und jährliche Bewegung zuweist. Erst 1543, in seinem Todesjahr, erscheint sein Hauptwerk "De Revolutionibus Orbium Coelestium". Kepler beindruckt vor allem, wie einfach mit dem Copernicanischen Weltbild die tägliche Drehung der Fixsterne um die Erde und die Schleifenbewegung der oberen Planeten erklärt werden können.

Copernicus bricht zwar in diesem Werk mit dem Geozentrischen Weltbild, nicht aber mit dem aristotelischen Dogma gleichförmiger Kreisbewegungen der Planeten. Sein Weltbild ist zudem nicht vollkommen heliozentrisch, weil er nicht die Sonne als als Mittelpunkt der Planetenbahnen ansieht, sondern den unbesetzten, körperlosen Mittelpunkt der Erdbahn, von dem aus gesehen die Erde sich nach aristotelischen Regeln gleichförmig bewegen soll. Das Werk löst bei Vertretern aller Konfessionen heftigen Widerspruch aus und wird 1616 trotz der Widmung an den Papst auf den Index der verbotenen Bücher gesetzt. Kepler begeistert sich zwar aus Gründen der Einfachheit für das Prinzip einer täglichen und jährlichen Bewegung der Erde. Sein radikal heliozentrischer Anspruch einer wirklichen Zentralstellung der Sonne basiert dagegen auf seinen religiösen Überzeugungen.

Johannes Kepler: "Prodromus Dissertationum Cosmographicarum continens Mysterium Cosmographicum"

Der Titel lautet übersetzt: "Vorläufer kosmologischer Abhandlungen, enthaltend das Weltgeheimnis". Kepler sieht es als "Vorläufer" an, weil er zur Zeit derFertigstellung ein umfassendes Werk zur Kosmologie plant. Dies kommt in der geplanten Form jedoch nie zur Ausführung.

Mit seinem Erstlingswerk will Kepler die Frage klären, warum Gott gerade sechs und nicht mehr Planeten erschaffen hat. Seine erste Idee ist, ebene Figuren zur Erklärung der Planetenanzahl ineinanderzuschachteln. Dies schlägt fehl, weil es zu viele regelmäßige, ebene Figuren gibt, aber nur fünf gebraucht werden. Da das Planetensystem aber dreidimensional ist, instrumentalisiert Kepler für sein Gedankenexperiment schließlich die fünf regulären platonischen Körper Würfel, Tetraeder, Dodekaeder, Oktaeder und Ikosaeder. Den regulären Körpern werden dann Kugeln jeweils ein- bzw. umbeschrieben. Das Verhältnis der Radien zwischen Innen- und Außenkugel gibt das Verhältnis der Abstände benachbarter Planeten zur Sonne wieder. Um das Problem der Bahnexzentrizitäten mitzuberücksichtigen, geht Kepler von einer gewissen Dicke der Kugelschalen aus. Die copernicanischen Abstandsdaten legen schließlich folgende Anordnung nahe: Der Saturnbahn wird der Würfel, der Jupiterbahn das Tetraeder, der Marsbahn das Dodekaeder, der Erdbahn das Ikosaeder und der Venusbahn das Oktaeder einbeschrieben.

Kepler schickt sein Erstlingswerk zur Begutachtung an mehrere namhafte Astronomen und Naturforscher, darunter auch Galilei. Ein paar Jahre später erfährt er von einem Freund, dass Galilei Gedanken aus dem "Mysterium Cosmographicum" als seine eigenen ausgebe.

 

Schlusshymnus zum "Mysterium Cosmographicum"

 

Deutsch                              Lateinischer Urtext           

Gott, du Schöpfer der Welt, unser aller ewiger Herrscher!
Laut erschallt dein Lob ringsum durch die Weite der Welt.
Groß fürwahr ist dein Ruhm; er rauschet mit mächtigen Schwingen
durch den herrlichen Bau des ausgebreiteten Himmels.
Schon das Kind verkündet dein Lob; mit lallender Zunge,
satt der Brust seiner Mutter, stammelt es, was du ihm eingibst,
beugt durch die Kraft seiner Rede den trotzigen Stolz deines Feindes,
der Verachtung hegt gegen dich, gegen Recht und Gesetze.
Ich aber suche die Spur deines Geistes draußen im Weltall,
schaue verzückt die Pracht des mächtigen Himmelsgebäudes,
dieses kunstvolle Werk, deiner Allmacht herrliche Wunder.
Schaue, wie du nach fünffacher Norm die Bahnen gesetzt hast,
mitten darin, um Leben und Licht zu spenden, die Sonne.
Schaue, nach welchem Gesetz sie regelt den Umlauf der Sterne,
wie der Mond seinen Wechsel vollzieht, welche Arbeit er leistet,
wie du Millionen von Sternen ausstreust auf des Himmels Gefilde.

Schöpfer der Welt! Wie vermochte der Mensch aus Adams Geschlechte,
er, der so arm und niedrig, bewohnt die winzige Scholle,
dich zu zwingen, auf dass du dich kümmerst um all seine Sorgen?
Ohne Verdienst ist er; du hebst ihn empor in die Höhe
über der Engel Geschlecht und schenkst ihm Ehre um Ehre,
krönst annoch sein herrliches Haupt mit strahlender Krone.
König soll er sein über alles, was du gemacht hast.
Was zu Häupten ihm ist, die beweglichen Bahnen des Himmels,
seinem Geist unterwirfst du sie. Was die Erde hervorbringt,
Vieh, geschaffen zur Arbeit, bestimmt zum dampfenden Hausherd,
alles andere Getier, das die dunkeln Wälder bewohnet,
alles, was die Luft mit leichtem Flug sich beweget,
was die Fluten des Meeres und der Flüsse sich tummelt, die Fische,
alles soll er mit Macht und Gewalt regieren, beherrschen.

Gott, du Schöpfer der Welt, unser aller ewiger Herrscher!
Laut erschallet dein Lob ringsum durch die Weite der Erde!

Iova Sator Mundi, nostrumque aeterna potestas,
Quanta tua est omnem terrarum fama per orbem?
Gloria quanta tua est? Coeli quae dedita supra
Moenia, concussis volat admirabilis alis.
Agnoscit puer et spreto satur ubere, balbis
te dictante struit valida argumenta labellis:
Argumenta, quibus tumidus confunditur hostis
Contemptorque tui, et contemptor iuris et aequi:
Ast ego, quo credam spacioso Numen in orbe:
Suspiciam attonitus vasti molimina coeli,
Magni opus Artificis, validae miracula dextrae;
Quinque uti siderios normis distinxeris orbes,
Quos intra medius Lucisque animaeque Minister
Qua lege aeterni cursus moderetur habenas,
Quas capiat variata vices, quos Luna labores,
Sparseris immenso quam plurima Sidera campo.

Maxima Mundi Opifex, qua teratione coegit
Parvus, inops, humilis, tamque exiguae Incola glebae
Adamides rerum curas agitare suarum?
Respicis immeritum, vehis in sublime, Deorum
Tantum non genus est, tantos largiris honores,
Magnificumque caput cingis diademite, Regem
Constituisque super manuum monumenta tuarum.
Quod supra caput est, magnos cum motibus orbes,
Subijcis ingenio: quicquid Tellure creatur,
Natum operis pecus, atque aris fumantibus aptum,
Quaeque habitant siluas reliquarum saecla ferarum,
Quodque genus, volucres, levibus, ferit aera pennis,
Quique maris tractus tranant et flumina, pisces,
Omne iubes premere imperio, dextraque potenti.

Iova Sator Mundi, nostrumque aeterna potestas,
Quanta tua est omnem terrarum fama per orbem?

mysterium

Kepler tritt 1594 in Graz seine erste Stelle als Mathematiker der "Landschaft" Steiermark an. Zu dieser Zeit erschüttern konfessionelle Unruhen die Stadt. Die Landstände und die Bevölkerung hängen der lutherischen Konfession an, sehen sich aber der katholischen Obrigkeit des Hauses Habsburg gegenüber. Kepler gelingt in dieser zunehmend vergifteten Atmosphäre sein Erstlingswerk "Mysterium Cosmographicum", das ihn als Astronomen bekannt macht. 

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