Alles, was du siehst, scheint dafür zu sprechen, dass die Erde stillsteht.
Du spürst keine Bewegung unter deinen Füßen. Die Sonne geht auf, zieht über den Himmel und geht wieder unter. Mond und Sterne scheinen sich ähnlich zu verhalten.
Die naheliegendste Schlussfolgerung lautet:
Nicht die Erde bewegt sich. Der Himmel bewegt sich um die Erde.
Und doch schlug Aristarchos von Samos im 3. Jahrhundert v. Chr. etwas völlig anderes vor.
Die Erde bewegt sich um die Sonne.
Fast achtzehn Jahrhunderte vor Kopernikus.
Von der Vorhersage zur Frage „Warum?“
Babylonische Beobachter konnten Planetenpositionen aufzeichnen, Zyklen erkennen und zukünftige Ereignisse vorhersagen.
Doch man kann das Verhalten eines Systems sehr gut vorhersagen und trotzdem nicht wissen, wie dieses System tatsächlich aufgebaut ist.
Griechische Astronomen verbanden Beobachtungen zunehmend mit Geometrie. Es genügte nicht mehr, nur zu wissen, wo ein Objekt am Himmel erscheinen würde.
Eine neue Frage entstand:
Was bewegt sich eigentlich?
Hier beginnt die Geschichte von Aristarchos.
Der Mann, dessen wichtigstes Werk verloren ging
Aristarchos stammte von der Insel Samos und lebte ungefähr von 310 bis 230 v. Chr.
Von seinem heliozentrischen Modell wissen wir hauptsächlich durch spätere Autoren, denn das Werk, in dem er es beschrieb, ist nicht erhalten geblieben.
Das wichtigste Zeugnis stammt von Archimedes. Er schrieb, dass nach Aristarchos die Sonne und die Fixsterne unbeweglich blieben, während sich die Erde um die Sonne bewegte.
Spätere Quellen berichten außerdem, dass Aristarchos eine Drehung der Erde um ihre eigene Achse annahm.
Damit lässt sich eines sicher sagen:
Der Heliozentrismus begann nicht erst mit Kopernikus.
Den Kosmos mit einem Dreieck messen
Ein anderes Werk des Aristarchos ist erhalten geblieben: Über die Größen und Entfernungen von Sonne und Mond.
Hier zeigt sich seine Denkweise besonders deutlich.
Aristarchos versuchte herauszufinden, wie weit die Sonne im Vergleich zum Mond entfernt ist.
Wenn wir den Mond genau halb beleuchtet sehen, bildet das System Erde–Mond–Sonne ein charakteristisches Dreieck.
Misst man von der Erde aus den Winkel zwischen Sonne und Mond, kann man mithilfe der Geometrie ihre Entfernungen miteinander vergleichen.
Keine Reise ins All ist notwendig.
Man muss die Entfernung nicht einmal in Kilometern kennen.
Geometrie genügt.
Eine brillante Methode, aber eine zu ungenaue Messung
Aristarchos nahm an, dass der Winkel zwischen Mond und Sonne bei Halbmond ungefähr 87 Grad beträgt.
Daraus berechnete er, dass die Sonne etwa 18- bis 20-mal weiter von der Erde entfernt sei als der Mond.
Heute wissen wir, dass das tatsächliche Verhältnis ungefähr 390 beträgt.
Der Fehler war enorm, doch die Methode selbst war sinnvoll.
Das Problem lag darin, dass der tatsächliche Winkel äußerst nahe bei 90 Grad liegt. Gleichzeitig ist es mit bloßem Auge sehr schwierig, den genauen Zeitpunkt zu bestimmen, an dem der Mond exakt halb beleuchtet ist. Schon ein kleiner Fehler beim Winkel führt deshalb zu einem gewaltigen Fehler im Ergebnis.
Ein hervorragendes Beispiel für eine Idee, die den Messmöglichkeiten ihrer Epoche voraus war.
Die Sonne erwies sich als riesig
Selbst die falschen Zahlen führten Aristarchos zu einer wichtigen Schlussfolgerung.
Die Sonne musste deutlich weiter entfernt sein als der Mond.
Da beide Objekte am Himmel ungefähr gleich groß erscheinen, musste die weiter entfernte Sonne gleichzeitig erheblich größer sein.
War das der Grund, warum Aristarchos sie in das Zentrum seines Modells setzte?
Das wissen wir nicht.
Sein Werk über das heliozentrische System ging verloren, daher kennen wir seinen vollständigen Gedankengang nicht.
Wir wissen lediglich, dass ein Mensch, der versuchte, die tatsächlichen Größenverhältnisse des Kosmos zu bestimmen, später ein Modell vorschlug, in dem die Erde ihre zentrale Stellung verlor.
Warum sah niemand die Bewegung der Erde?
Der Heliozentrismus hatte allerdings ein ernstes Problem.
Wenn sich die Erde bewegt, müsste es etwas geben, das diese Bewegung verrät.
Der wichtigste Kandidat war die Sternparallaxe.
Strecke einen Finger vor dir aus und betrachte ihn zuerst mit einem Auge und dann mit dem anderen.
Der Finger verschiebt sich gegenüber dem Hintergrund.
Wenn sich die Erde im Abstand von sechs Monaten auf gegenüberliegenden Seiten ihrer Umlaufbahn befindet, müssten sich nahe Sterne ebenfalls leicht gegenüber weiter entfernten Sternen verschieben.
Die Astronomen der Antike konnten einen solchen Effekt nicht sehen.
Aristarchos hatte darauf eine Antwort:
Die Sterne sind einfach unvorstellbar weit entfernt.
So weit, dass die Größe der Erdbahn im Vergleich zu diesen Entfernungen beinahe bedeutungslos ist.
In diesem Punkt hatte er recht.
Bestätigen ließ sich das allerdings erst viele Jahrhunderte später. Die erste zuverlässige Messung einer Sternparallaxe gelang erst im 19. Jahrhundert.
Recht zu haben reicht nicht aus
Genau hier wird die Geschichte von Aristarchos besonders interessant.
Man könnte sie leicht als Geschichte eines Genies erzählen, auf das niemand hören wollte.
Doch das wäre zu einfach.
Der Heliozentrismus des Aristarchos verlangte die Annahme, dass sich die Erde bewegt, obwohl kein direkt sichtbarer Beweis dieser Bewegung vorhanden war, und dass die Sterne in nahezu unvorstellbaren Entfernungen liegen.
Modelle mit einer unbeweglichen Erde passten dagegen gut zur alltäglichen Erfahrung und ließen sich mathematisch weiterentwickeln.
Aristarchos hatte also eine erstaunlich treffende Idee, aber keine Beobachtung, die andere Astronomen dazu gezwungen hätte, sie zu akzeptieren.
In der Wissenschaft muss auch die richtige Antwort ihre Konkurrenten mit Beweisen besiegen.
Die Idee verschwand nicht vollständig
Der Heliozentrismus des Aristarchos wurde nicht zum vorherrschenden Modell, geriet aber auch nicht vollständig in Vergessenheit.
Antike Autoren bewahrten die Erinnerung an seine Vorstellung, und mindestens ein späterer Anhänger der Bewegung der Erde ist bekannt: Seleukos von Seleukeia.
Es entstand jedoch keine ununterbrochene heliozentrische Tradition, die direkt bis in die Renaissance führte.
Deshalb kann man nicht einfach sagen:
„Aristarchos erfand es und Kopernikus schrieb es später ab.“
Es gibt keinen Beweis dafür, dass das System von Kopernikus eine direkte Weiterentwicklung des verlorenen Modells von Aristarchos war.
Beide verbindet dieselbe grundlegende Idee.
Dazwischen liegen fast achtzehn Jahrhunderte mathematischer und astronomischer Entwicklung.
Die wichtigste Veränderung betraf nicht einmal die Sonne
Die interessanteste Lehre aus der Geschichte von Aristarchos reicht über den Heliozentrismus hinaus.
Was wir sehen, muss nicht unbedingt dem entsprechen, was tatsächlich geschieht.
Die Sonne sieht so aus, als würde sie die Erde umkreisen.
Die Erde scheint stillzustehen.
Doch wir beobachten das Universum von einem bestimmten Ort aus.
Wir selbst sind Teil des Systems, das wir zu beschreiben versuchen.
Das ist eines der grundlegenden Probleme der Astronomie.
Wir beobachten den Kosmos nicht von außen.
Wir betrachten ihn von der Oberfläche eines seiner Planeten.
Die Idee war da. Jetzt brauchte es bessere Messungen.
Die Babylonier hatten gezeigt, welchen Wert lange Beobachtungsreihen besitzen.
Aristarchos nutzte die Geometrie, um aus dem Erscheinungsbild des Himmels Informationen über tatsächliche Größen und Entfernungen abzuleiten.
Seine Werte waren ungenau, und der Heliozentrismus konnte sich nicht gegen konkurrierende Modelle durchsetzen.
Aber die Frage war bereits gestellt:
Muss die Erde wirklich im Zentrum stehen, nur weil der Himmel so aussieht?
Die Astronomie brauchte nun immer bessere Messungen.
Und einer der nächsten großen griechischen Gelehrten würde zeigen, dass sich sogar die Größe der gesamten Erde mit einem Schatten und etwas Geometrie bestimmen lässt.
Als Nächstes: „Eratosthenes — die Erde ohne Satelliten vermessen“.
Quellen
University of St Andrews — Aristarchus of Samos
Biographical Encyclopedia of Astronomers — Aristarchus
University of St Andrews — The Structure of the Solar System
ESA Gaia — The first reliable stellar parallax
Stanford Encyclopedia of Philosophy — Nicolaus Copernicus: Notes
Bildnachweis
Hero image: Johann Christoph Sturm, Heliozentrisches Weltbild nach Aristarchos, Wikimedia Commons — Public Domain. Bild für die Webveröffentlichung konvertiert und optimiert.
