Das internationale Jahr der Astronomie 2009

Wenn die internationale Gemeinschaft ein Gedenkjahr zur Astronomie ausruft, nimmt es nicht wunder, dass neben aktuellen Ereignissen ein historisches Datum seinen Glanz in die Gegenwart werfen soll, im günstigsten Fall als Leuchtfeuer zur Kursbestimmung bei der Fahrt ins Ungewisse, in die Zukunft.
Vor 400 Jahren, 1609, erschien ein Werk, welches durchaus geeignet ist, mit seinem geistigen Feuer auch heute noch ansteckend zu wirken. Leider wird es oft nur teilweise in seiner Quintessenz wiedergegeben: Die Erde umrundet wie die anderen Planeten Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn die Sonne auf Ellipsenbahnen und ist dabei in Sonnennähe schneller als in Sonnenferne.

Nicht von Kopernikus ist die Rede (der hielt an der Kreisbewegung mit Epizykeln fest), sondern von dem Schwaben Johannes Kepler, geboren in Weil der Stadt, aufgewachsen in Leonberg, "g´schtudiert en Dibenga". Er krönt seine wissenschaftliche Karriere als kaiserlicher Astronom in Prag mit seiner "Astronomia nova" – der "Neuen Astronomie".
Wäre in diesem Werk nur von Ellipsen die Rede, könnte man einwenden, dass diese ja nur "schief angeschaute" Kreise seien und die Neuigkeit also nicht gar so umwerfend – nun ja, immerhin hat Kepler erstmals die genaue Bahnkurve des Mars berechnet und dessen geheimnisvolle Schleifenbewegung auf eine optische Täuschung beim Überholvorgang durch die Erde zurückgeführt. Wäre nicht mehr in Keplers Veröffentlichung zu finden, hätte man wohl eher das Jahr 2010 als astronomisches Jahr ausgerufen. 1610 und in den Folgejahren gelangen mit dem unlängst erfundenen Teleskop unerhörte Beobachtungen am Sternenhimmel: die diffus neblige Milchstraße besteht aus Tausenden von Sternen, die Venus hat Phasen (Sichelgestalt) wie der Mond, der Mond hat Berge, schroffe Täler und Einschlagskrater und vor allem – der Jupiter wird von Trabanten umrundet.
Im Januar 1610 nach katholischem bzw. im Dezember 1609 nach evangelischem Kalender beobachteten die Astronomen Galileo Galilei in Italien und Simon Mayr im fränkischen Ansbach unabhängig voneinander die Monde des Jupiters. Diese Beobachtung war der erste rein astronomische Beleg dafür, dass nicht nur das Zentrum des Weltalls mit der Erde oder der Sonne in der Mitte von Himmelskörpern umkreist werden kann. Mayr nennt die Jupiter-Monde zu Ehren seines Fürsten "Brandenburgische Gestirne", Galilei erstrebt die Gunst des Florentiner Hofes und nennt sie "Mediceische Gestirne". Nur die Einzelnamen Io, Europa, Ganymed und Kallisto waren von Mayr und Kepler nach den mythologischen Gespielinnen des Jupiter so anschaulich überzeugend gewählt, dass deren Namen sich bis heute gehalten haben.

Die heute selbstverständliche Auffassung, dass man durch ein technisches Instrument, dem Teleskop, Strukturen der Natur wahrnehmen kann, die dem angeborenen, von Gott gegebenen Sehsinn verborgen bleiben müssen, war damals eine ungeheuere Annahme und nicht wenige Wissenschaftler wiesen die Beobachtungen als "Artefakte", durch das Instrument verursachte, nicht-natürliche Erscheinungen zurück (eine wissenschaftliche Denkgewohnheit, der sich Galileo selbst bediente, als er die von ihm beobachteten Sonnenflecken auf Instrumentenfehler zurückführte). Es war allgemeines und seit der Antike gefestigtes Gedankengut, dass Technik die Eigenschaften der unvollkommenen Materie verändern könnte. Als Beispiel für diese Sichtweise galt die Archimedische Schraube, bei der Wasser wider-natürlich nach oben läuft oder Hebel und Flaschenzug, mit denen man das Gewicht verändern konnte. Hinter der Mechanik wurden damals keineswegs Gesetze der Natur vermutet, sondern die klugen, listigen und geistreichen Einfälle der Konstrukteure. Die Erfindung des Teleskops gelang auch nicht den Theoretikern, sondern einem Praktiker, dem Brillenschleifer Hans Lippershey. Er fertigte das Instrument, konnte allerdings nicht angeben, warum bzw. auf welche Weise es funktionierte. Als Galileo und Kepler allerdings nur durch vage Beschreibungen davon hörten, war ihnen recht schnell klar, welche Eigenschaften von Licht und Glas den Fernrohr-Effekt auslösen. Kepler erdachte nicht nur eine wesentlich verbesserte Konstruktion, sondern entwickelte sogar das ganze System der Strahlenoptik, welches noch heute an der Schule in der Physik der Mittelstufe unterrichtet wird. Warum hinkten aber trotz ihres Hintergrundwissens und ihrer intellektuellen Fähigkeiten die Theoretiker den Erfahrungen den Praktiker hinterher?
Entscheidend für die Neuartigkeit der wissenschaftlichen Vorgehensweise beider Astronomen ist ihre Annahme, dass eine Natur-Gesetzmäßigkeit hinter den technisch hervorgerufenen Phänomenen besteht. Dies ist ein wesentliches Element der so genannten "kopernikanischen Revolution": die Technik ist den Gesetzmäßigkeiten der Natur nicht überlegen, sondern unterworfen. Alle Wirkungen auf natürliche Dinge haben Ursachen in Dingen der Natur. Johannes Kepler wagt auf diesem theoretischen Hintergrund den ganz großen Wurf: nicht nur auf der Erde, sogar am bisher dem göttlichen Walten vorbehaltenen Himmel, überall im Weltall sollten physikalische Ursachen und Gesetzmäßigkeiten, die Naturgesetze gelten. Die Physik wurde zum Bindeglied zwischen Erde und Kosmos. Aus diesem Anspruch heraus ist der wenig spektakuläre, aber anspruchsvolle Titel seines Werkes von 1609 zu verstehen: "ASTRONOMIA NOVA AITIO LOGAETOS SEU PHYSICA COELESTIS – Neue Astronomie, Ursächlich begründet oder Physik des Himmels". Seinen gewaltigen Anspruch löst Kepler nicht mit der richtigen Berechnung der Bahnkurve des Planeten Mars ein, er will darüber hinaus die Ursache der Planetenbewegungen angeben können. Er sieht - wiederum etwas Neues in der wissenschaftlichen Betrachtungsweise der Sternenbewegung – die Ursache nicht im Planeten allein, sondern er erweitert sie auf zwei Bestandteile: der Mars wird als schwerer Körper von der Sonne auf seiner Bahn bewegt, so wie die Erde den Mond und der Mond die Erde anzieht (sichtbar an Ebbe und Flut). Jeder schwere Körper ziehe an jedem beliebigen Ort des Weltalls an einem anderen schweren Körper entsprechend der jeweiligen Massen. (Keplers Gravitationsprinzip erscheint hier bereits zwei Generationen vor Newton, der Keplers Werk nachweislich unter seinen Folianten hatte).
Die stürmische Entwicklung von Astronomie und Physik nach 1609 hat Parallelen zur aktuellen Situation. Damals wie heute sind die Physiker gezwungen, ihre bisherige Sichtweise auf die Natur zu erweitern. Die astronomischen Beobachtungen der letzten Jahre (z. Bsp. statt mit Glas-Linsen mit Hilfe des Gravitations-Linsen-Effekts) lassen sich mit unserem gewohnten Bild von den Galaxien im leeren Raum nur schwer und unvollständig erklären. Neue Vorstellungen von "Dunkler Materie" und "Dunkler Energie" werden entwickelt, bilden wiederum eine neue Astronomie. Die Wissenschaftler heute haben es aber komfortabler: sie müssen nicht ein wohlgehütetes Weltbild über Bord werfen, sie können das Neue in freier Atmosphäre erforschen. Kepler jedoch starb im 30-jährigen Krieg, einem Krieg, der nicht zuletzt wegen Denk-Gegensätzen so mitleidlos gegen die Anhänger der jeweils anderen Konfession geführt wurde. Für das Jahr 2009 lautet das Motto: "Das Weltall: du lebst darin – entdecke es!"
Schülerinnen und Schüler haben am Friedrich-Eugens-Gymnasium die Möglichkeit, mit den Schul-Teleskopen einen Blick in den Himmel zu werfen. Mondkrater und Berge, Sonnenflecken und Protuberanzen sind am Tageshimmel beobachtbar, in den Abendstunden sind vom geschützten Schulhof aus sichtbar die Sichelgestalt der Venus, Saturnringe, Orion-Nebel, unsere Nachbargalaxie, der Andromeda-Nebel und natürlich die Jupiter-Monde. Die Erddrehung können wir mit unserem großen 9m Foucault-Pendel veranschaulichen. Daher waren in den letzten Jahren die Astronomie-Kurse der Oberstufe gut besucht. Im Schulkurrikulum des Friedrich-Eugens-Gymnasium hat innerhalb der Fächer Physik sowie Naturwissenschaft und Technik die Astronomie ihren eigenen Platz. Sogar die Kleinsten zeigten großes Interesse und viel Freude an Astronomie in dem schulspezifischen Fordern-und-Fördern-Programm für die Unterstufe. Schon ihnen wird an unserer Schule ermöglicht, dass Jubiläums-Motto zu verwirklichen, das Weltall, in dem sie leben, zu entdecken.
(Norbert Jurich)

Literaturempfehlungen:
Übersetzte Orginaltexte
Caspar, Max Hrg.: Johannes Kepler, München 1990, Neue Astronomie, Oldenbourg Verlag
Mudry, Anna Hrg.: Galileo Galilei, München 1987, Schriften 2 Bd., Verlag C.H.Beck

Gut lesbare, z.T. sogar spannende Lektüre
Sobel, Dava: Galileis Tochter, Geschichte, München 2001, Von der Wissenschaft, den Sternen und der Liebe
Störig, Hans Joachim: Kleine Weltgeschichte der Wissenschaft, Frankfurt 2007
Fischer, Ernst Peter: Aristoteles, Einstein und Co., München 1996
Keller, Hans Ulrich: Himmelsjahr 2009, Stuttgart 2008, Kosmos Verlag

Vertiefende Literatur zur Geistesgeschichte
Blumenberg, Hans: Die Genesis der kopernikanischen Welt, Frankfurt 1996, Suhrkamp TB
Das Lachen der Thrakerin, Frankfurt 1987

Internet
www.astronomiejahr2009.de
http://hubblesite.org

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