Das antike Planetensystem

Von Platon bis Kopernikus

Platon (427 - 347 v. Chr.):

Alles Kreisförmige ist ewig, alles Ewige ist kreisförmig. Damit ist alles gesagt: Die Planeten sind gestern da gewesen, heute auch und morgen werden sie auch da sein. Also laufen sie auf Kreisbahnen um das Zentrum der Welt, und das ist die Erde.

Aristoteles (384 - 322 v. Chr):

Der Schüler Platons und Lehrmeister Alexanders des Großen konstruierte ein - wiederum geozentrisches Weltbild: die Welt besteht aus himmlischen Sphären.

Archimedes (285 - 212 v. Chr.):

Der Provinzgrieche aus Syrakus auf Sizilien wurde nicht nur durch seine Nacktauftritte nach Badewannenaufenthalten in Syrakus, wobei er Heureka zu rufen pflegte, bekannt, oder wegen seines Ausspruches "Zerstört nicht meine Kreise", sondern auch wegen der Konstuktion eines mechanischen, geozentrischen Planetariums. Er baute ein solches aus allerlei Zahnrädchen und anderem feinmechanischem Gerät, und das Besondere daran war, daß die Verhältnisse der Umlaufzeiten der Himmelskörper tatsächlich korrekt war.

Hipparchos (161 - 127 v. Chr.):

Diesem Herrn gelang es mit seiner Epizykeltheorie die heliozentrischen Weltbilder auszustechen. Die Epizykeltheorie konnte die Bewegungen der bekannten Planeten vorhersagen. Außerdem entdeckte Hipparchos die Präzession. Aufgrund seiner Autorität gerieten die heliozentrischen Modelle ins Hintertreffen und schließlich in Vergessenheit, zumal sie aufgrund des Festhaltens an Kreisbahnen schlechtere Voraussagen lieferten als die Epizykeltheorie.

Ptolemeios (85 - 160 n. Chr.):

Der Agypter aus Alexandria sollte für lange Zeit das letzte Wort haben in Sachen Vorstellungen über das Planetensystem. Dieses schrieb er in seinem Werk "Syntaxis Mathematica" auf, das von den Arabern übersetzt wurde und als "Almagest" bekannt wurde. Durch diesen wurde wenigestens das antike Wissen konserviert, denn die nächsten eineinhalb Jahrtausende sollte sich im Abendland nicht viel tun.

Nicolaus Copernicus (1473 - 1543):

Die Kirche konnte mit dem geozentrischen Weltbild in der Version des Ptolemeios gut leben, da er die Erde und damit den Menschen ins Zentrum des Universums setzte. Allerdings summierten sich die Ungenauigkeiten seit dem Erscheinen des "Almagest" auf und so ergaben sich Probleme bei der Bestimmung des Osterzeitpunkts. Diesem Problem widmete sich der aus Thorn in Preussen stammende Copernicus in der Hoffnung, das angestammte System mittels einer kleinen Korrektur verbessern zu können. Dies gelang ihm jedoch nicht, so daß er schließlich das geozentrische Bild aufgab und ein heliozentrisches Modell vorschlug. Allerdings mußte er weiterhin Epizykel beibehalten, da er an Kreisbahnen festhielt. Die Idee, daß die Sonne anstatt der Erde im Mittelpunkt stehen solle, kam ihm angeblich bei der Beobachtung einer Sonnenfinsternis.

Das harmonische Planetensystem

Brahe und Kepler

Tycho Brahe (1546 - 1601):

Brahe wollte versuchen, das Ptolemeiische und das Copernikanische Weltbild zu vereinen: Die Erde im Zentrum der Welt wird von der Sonne umkreist, die ihrerseits von den anderen Planeten umkreist wird. Um seine Theorie zu bestätigen, begann er lange Meßserien der Planetenörter.

Johannes Kepler (1571 - 1630):

Kepler verfolgte die Idee, daß das Weltall harmonischen Gesetzen folgen sollte. Dazu analysierte er die Daten Tycho Brahes, die er nach dessen Tod 'geerbt' hatte. Die Deprojektion der Marsbahn ergab, daß die Marsbahn eine Ellipse ist, in deren einem Brennpunkt die Sonne sitzt. Dieser Befund wird durch die anderen Planeten bestätigt. In der Folge werden auch das zweite und das dritte Keplersche Gesetz formuliert. Letztlich bekommt Kepler seine Harmonie: die Winkelgeschwindigkeiten der Planeten als Tonhöhen genlugen der Harmonielehre.

Das mechanistische Planetensystem

Von Newton bis Weierstraß

Isaac Newton (1642 - 1727):

Newton war das großse Genie seiner Zeit. Er formulierte die Grundzüge der Differential- und Integralrechnung, die Newtonsche Mechanik, die Anfänge der Störungstheorie. Er erkannte als erster, daß das n-Körper Problem keine analytische Lösung hat. Als möglicher Ansatz erschien ihm die Störungstheorie: Die Beiträge der (massearmen) Planeten werden in eine Potenzreihe entwickelt. Da diese Potenzreihe aber von Hand gerechnet werden mußte, konnten nur wenige Terme mitgenommen werden, was zu großen Ungenauigkeiten führte. Die Hoffnung bestand nun, daß mit mehr, neu berechneten Termen eine konvergente Lösung zu finden sei.

In der Folgezeit verwandten viele Mathematiker viel Zeit damit, neue Methoden der Störungsrechnung zu entwickeln, um die Potenzreihen effizienter behandeln zu können.

Immanuel Kant:

Kant entwickelt auf Newtonischen Grundsätzen ein Modell zur Entstehung des Sonnensystems.

Wilhelm Herschel (1738 - 1822):

Herschel, der große Spiegelteleskope für seine Arbeit konstruierte und einsetzte, entdeckte den Uranus. Allerdings stimmt die beobachtete Bahn nicht mit der Bahnberechnung überein. Das führte zur Postulierung der Existenz eines Trans-Uranus. Dieser kann schließlich mit Neptun gefunden werden, wobei allerdings der Zufall zu einem guten Teil beteiligt war. Noch immer verbleiben Differenzen, so daß man weiter nach einem entfernteren Planeten sucht. Aber selbst der erst 1930 entdeckte Pluto kann die Abweichungen der berechneten Bahnen mit den Beobachtungsergebnissen nicht erklären.

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