Geschichte der Astronomie: Von Anaxagoras bis zum Urknall

Meilensteine der Astronomie und Kosmologie

Anaxagoras

Anaxagoras lehrte: „Die Sonne ist eine glühende Metallkugel.“ Er erläuterte zudem die Finsternisse und die Phasen des Mondes.

Thales von Milet

Thales von Milet war in der Lage, eine Sonnenfinsternis vorherzusagen.

Aristoteles

Aristoteles vertrat die Ansicht: „Die Erde ist der Mittelpunkt einer Kugel, in der die Fixsterne verankert sind.“ Die Erde ist fest und unbeweglich. Die Sonne, der Mond und fünf von der Erde aus sichtbare Planeten bewegen sich in kreisförmigen Bahnen in ihren eigenen Sphären. Jede Kugel ist in einer anderen verschachtelt, und alle befinden sich innerhalb der Himmelskugel.

Claudius Ptolemäus

„Der Himmel hat eine kugelförmige Gestalt und führt eine Rotationsbewegung aus. Die Erde hat ebenfalls eine kugelige Form und befindet sich im Zentrum des Himmels.“ Die Erde ist nicht in Bewegung. Die Planeten führen zwei Bewegungen aus:

• Epizykel: Eine kleinere Kreisbahn um einen Punkt auf einer größeren Bahn.
• Deferent: Die größere Kreisbahn um die Erde.

Das kopernikanische Modell

Die himmlischen Bewegungen sind ewig, einheitlich und kreisförmig oder setzen sich aus mehreren Zyklen (Epizyklen) zusammen. Die Erde nimmt nicht das Zentrum des Universums ein; dieses wird von der Sonne besetzt. Der einzige Himmelskörper, der sich um die Erde dreht, ist der Mond. Die Planeten kreisen um die Sonne. Die Sterne sind ferne Objekte, die feststehen und daher nicht um die Sonne kreisen. Die Erde ist nicht stationär, sondern dreht sich um sich selbst.

Galileo Galilei

Er entdeckte die Phasen der Venus, was darauf hindeutete, dass dieser Planet um die Sonne kreist. Zudem entdeckte er vier Satelliten, die den Jupiter umkreisen, was bewies, dass nicht alle Himmelskörper die Erde umkreisen.

Keplers Gesetze

1. Die Planeten bewegen sich auf einer elliptischen Bahn, in deren einem Brennpunkt die Sonne steht.
2. Eine von der Sonne zu einem Planeten gezogene Linie überstreicht in gleichen Zeiten gleiche Flächen.
3. Das Quadrat der Umlaufzeit eines Planeten ist proportional zur dritten Potenz des Radius der Umlaufbahn: (R³ / T² = konstant).

Gesetz der universellen Gravitation

Alle Körper im Universum ziehen sich gegenseitig mit einer Kraft an, die direkt proportional zum Produkt ihrer Massen und umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung ist, die sie trennt: F = G · (m · m') / r².

Albert Einsteins Theorien

Spezielle Relativitätstheorie

Wenn wir uns mit Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegen, schrumpft der Raum in Bewegungsrichtung. Die Zeit wird gedehnt (vergeht langsamer), je schneller wir uns bewegen. Die Trägheit von Objekten nimmt zu, wenn sich deren Geschwindigkeit erhöht.

Allgemeine Relativitätstheorie

1. Schwerkraft und Beschleunigung haben die gleiche Wirkung; dies ist als Äquivalenzprinzip bekannt.
2. Die Raumzeit ist verformbar: Je größer die Masse eines Körpers, desto stärker wird sie gekrümmt.

Edwin Hubble

Hubble machte zwei große Entdeckungen: Einige Nebel waren in Wirklichkeit Galaxien, die aus Sternen wie unserer eigenen bestehen. Die Andromeda-Galaxie war sein erstes Studienobjekt. Er zählte hunderte Spiralen und andere Formen. Das Universum erwies sich als riesig und unsere Erde als winzig. Das Universum ist nicht statisch, sondern expandiert. Hubble entdeckte, dass sich alle Galaxien von uns entfernen – und zwar umso schneller, je weiter sie entfernt sind.

The Big Bang (Der Urknall)

Im Jahr 1970 wurde geschlussfolgert, dass vor etwa 10 bis 15 Milliarden Jahren die gesamte Materie des Universums in einem „Feuerball“ bei extrem hohem Druck und hoher Temperatur konzentriert war. Dieser dehnte sich in einer großen Explosion aus und kühlte anschließend ab, woraus das gesamte Universum entstand. Dabei bildeten sich Materie, Raum und Zeit.