Wesentlich einfacher lassen sich die Schleifenbewegungen erklären, wenn man annimmt dass sich die Sonne im Zentrum des Weltalls befindet, man also heliozentrisch denkt. Wenn die Erde einen sich langsamer bewegenden oberen Planeten einholt, kommt er von der Erde aus gesehen am Fixsternhimmel langsam zum Stillstand. Wenn die Erde ihn eingeholt hat, bewegt er sich scheinbar nach Westen, um bei zunehmender Entfernung von der Erde wieder nach Osten zu laufen. Steht die Erde mit dem Planeten und der Sonne auf einer Linie, spricht man von einer Oppositionsstellung des Planeten.

Wenn aber die Erde und die anderen Planeten sich um die Sonne bewegen, ist es unmöglich, den Planeten gleichzeitig eine tägliche Bewegung um die Erde zuzuschreiben. Also gehört zum Heliozentrischen Weltbild die tägliche Bewegung der Erde um ihre Achse. Eine solche Vorstellung ist aber für die Naturforscher vor Kepler nur schwer vorstellbar. Müsste bei einer Erdrotation von West nach Ost nicht ständig Ostwind herrschen und ein senkrecht nach oben geworfener Stein nicht weiter westlich auf den Boden fallen?

Diese Bedenken gegen die tägliche Rotation der Erde hat bereits Ptolemaios vorgebracht, als er sich mit Aristarch von Samos (300 -230 v. Chr) auseinandersetzt, der als erster die Idee der täglichen und jährlichen Bewegung der Erde aufgebracht hat. Die Verwerfung durch Ptolemaios lässt die heliozentrische Idee in Vergessenheit geraten.

Erst 1543 greift sie Copernicus (1473-1543) in "De Revolutionibus Orbium Coelestium" wieder auf. Allerdings steht für ihn die Sonne etwas abseits des Mittelpunktes des Weltalls und hat auf die Bewegungen der Planeten keinerlei Einfluss. Erst Johannes Kepler gelingt der Entwurf eines vollkommen Heliozentrischen Weltbilds, indem er der Sonne die Zentralstellung und eine Kraft zuschreibt, die die Bewegung der Planeten bewirkt.

Studium

Das Ziel dieses Ausstellungsbereiches ist, Ihnen nahezubringen, dass die konfessionellen Spannungen im ausgehenden 16. Jahrhundert einen erheblichen Einfluss auf den Werdegang des jungen Kepler hatte. Inwiefern er von besonderen schulischen und studentischen Einrichtungen des Herzogtums Württemberg profitieren konnte, wird ebenfalls vertieft. Der Bereich gliedert sich in fünf Ausstellungsgruppen:

  • Weil der Stadt im Zeitalter von Reformation und Gegenreformation
  • Keplers Abstammung väterlicherseits
  • Keplers Wohnorte und Reisen
  • Keplers Schulzeit im Spiegel der Schulordnung des Herzogtums Württemberg
  • Keplers Studium in Tübingen

 

"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.

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