Heliozentrisches Weltbild

Schematischer Vergleich: Geozentrisches (oben) und heliozentrisches Weltbild (unten)

Das heliozentrische Weltbild ({{Modul:Vorlage:lang}} Modul:ISO15924:97: attempt to index field 'wikibase' (a nil value) und {{Modul:Vorlage:lang}} Modul:Multilingual:149: attempt to index field 'data' (a nil value) kentron Zentrum) ist ein Weltbild, in dem die Sonne als das Zentrum gilt, um das sich die Planeten und die Erde bewegen, während die Fixsterne an einer ruhenden äußeren Kugelschale angeheftet sein sollen. Dabei dreht die Erde sich täglich einmal um sich selbst und der Mond bewegt sich um die Erde. In seinen Anfängen geht das heliozentrische Weltbild wahrscheinlich schon auf die Antike zurück, es wurde aber erst im 16. Jahrhundert durch Nikolaus Kopernikus detailliert ausgearbeitet und im 17. Jahrhundert von Johannes Kepler und Isaac Newton entscheidend verbessert.

Damit setzte es sich gegen das seit der Antike vorherrschende geozentrische Weltbild durch, in dem die Erde kein bewegter Planet ist, sondern ruht und das unbewegte Zentrum darstellt, um das sich Sonne, Mond, Planeten und Fixsterne drehen.^{[Anm. 1]} Dieses entspricht zwar der unmittelbaren Wahrnehmung der Bewegungen der Gestirne, macht aber die Erklärung der kleinen, schon im Altertum beobachteten Unregelmäßigkeiten außerordentlich kompliziert und ist auch seit dem 18. Jahrhundert durch direkte Messungen widerlegt.

Gegenüber dem geozentrischen Weltbild ist das heliozentrische Weltbild wesentlich einfacher und ermöglicht doch eine erheblich genauere Beschreibung und Vorhersage der Positionen von Sonne, Sternen und Planeten. Es stand aber schon bei seiner Entstehung im Konflikt mit vielen religiösen Vorstellungen von der Rolle des Menschen und seinem Ort im Universum. Dass die Erde nicht im Zentrum stehe und darüber hinaus selbst in Bewegung sei, erschien lange Zeit nicht annehmbar. So traf das heliozentrische Weltbild auch auf heftigen Widerstand seitens der christlichen Kirchen (siehe z. B. Galileiprozess).

Vorläufer des heliozentrischen Weltbilds

Antikes Griechenland

Aristarch (3. Jahrhundert v. Chr.): Berechnungen der Größen von Erde, Sonne und Mond (Abschrift aus dem 10. Jahrhundert)

Nur wenig ist darüber bekannt, was im alten Griechenland über ein Weltbild, in dem nicht die Erde im Zentrum steht, gedacht wurde. Für die pythagoräische Schule ab dem 6. Jahrhundert v. Chr. war das Feuer das wichtigste Element. So nahm etwa Philolaos (5. Jahrhundert v. Chr.) an, dass Sonne, Erde und die anderen Himmelskörper ein unter der Erde befindliches und daher unsichtbares Zentralfeuer umkreisen. Aristoteles (4. Jahrhundert v. Chr.) berichtet davon: „Im Zentrum, sagen sie (die Pythagoräer), ist Feuer und die Erde ist einer der Sterne und erzeugt Nacht und Tag, indem sie sich kreisförmig um das Zentrum bewegt.“^[1] Er lehnte dies Weltbild aber ab, gab Gründe für ein geozentrisches Weltbild an und blieb damit bis ins 17. Jahrhundert n. Chr. bestimmend.

Aristarchos von Samos (3. Jahrhundert v. Chr.), von dem ein Buch mit einem geozentrischen Weltbild erhalten ist, soll auch ein Buch mit einem heliozentrischen Weltbild verfasst haben. Darin soll erstmals die Bahnbewegung der Erde als natürliche Erklärung der zeitweise rückläufigen Bewegung der Planeten erschienen sein.^[2] Aristarch wusste auch, dass die Sterne dann eine Parallaxe zeigen müssten. Diese wurde aber damals nicht beobachtet, was er mit der Annahme einer sehr großen Entfernung der Sterne erklärte.^[3] Aristarch schätzte auch die Größe des Mondes und den Abstand der Erde zum Mond und zur Sonne. Die Berechnungen für den Mond waren akzeptabel, bei der Sonne verschätzte er sich aber um viele Größenordnungen. Zugleich konnte sein Zeitgenosse Eratosthenes den Erdumfang annähernd genau berechnen.

Seleukos von Seleukia (2. Jahrhundert v. Chr.) soll auch ein heliozentrisches Weltbild vertreten haben. Als er lebte, waren die Konsequenzen eines heliozentrischen Weltbilds wahrscheinlich bereits berechenbar, so dass das Weltbild anhand der Beobachtungen überprüft („bewiesen“) werden konnte.^[3] Genaueres ist über Seleukos nicht bekannt.

Im zweiten Jahrhundert n. Chr. entwickelte Claudius Ptolemäus ein System, das auf geozentrischer Grundlage eine Epizykeltheorie beinhaltete, um die astronomischen Beobachtungen mit dem aristotelischen Prinzip der gleichförmigen Bewegung zu vereinbaren. Diese Theorie sieht für die beweglichen Himmelskörper eine so komplizierte Konstruktion von bis zu 80 mehrstufig zusammengesetzten Kreisbewegungen fiktiver Punkte im Weltraum vor, dass sie kaum noch verträglich mit den aristotelischen Geboten erschien und trotzdem in der Genauigkeit immer noch viel zu wünschen übrig ließ. Dennoch wurde sie jahrhundertelang fast unverändert zur Berechnung der Bewegungen von Sonne, Mond, und Planeten benutzt.

Indien

Der indische Astronom und Mathematiker Aryabhata (476–550) nahm an, dass die Erde sich um ihre eigene Achse dreht, und entdeckte, dass Mond und Planeten das Licht der Sonne reflektieren. Es wird vermutet, dass er ein heliozentrisches Weltbild vertrat, denn in seinem Modell zur Berechnung der Planetenpositionen gab er für Venus und Merkur die Umlaufzeiten um die Sonne an, nicht um die Erde.^[4]

Islamische Astronomie im Mittelalter

Tusi-Paare (Cardanische Kreise) in einem Manuskript von Nasir ad-Din at-Tusi (13. Jahrhundert)

Die islamischen Astronomen blieben im Mittelalter beim geozentrischen Weltbild, bemerkten aber die mangelnde Übereinstimmung mit den Beobachtungen. Als eine problematische Schwachstelle erkannten sie die Einführung des Äquanten, eines fiktiven Punktes abseits des Weltmittelpunkts, mit dessen Hilfe in der Epizykeltheorie Ptolemäus’ nichtgleichförmige Bewegungen für den irdischen Beobachter als gleichförmig erscheinen; diese Hypothese stand auch im Widerspruch zum Prinzip der gleichmäßigen Kreisbewegung.^[5]

Der persische Wissenschaftler Nasir ad-Din at-Tusi (1201–1274) löste dieses und andere Probleme des ptolemäischen Systems mithilfe der Tusi-Paare, das sind zwei Kreisbewegungen, wobei ein Kreis auf der Innenseite des anderen abrollt. At-Tusi zeigte, dass daraus auch lineare Bewegungen entstehen können, womit er nebenher die aristotelische Lehre von dem unüberbrückbaren Unterschied zwischen linearen und kreisförmigen Bewegungen widerlegte.

Der Wissenschaftler Mu’ayyad ad-Din al-Urdi (ca. 1250) entwickelte das Urdi-Lemma, mit dessen Hilfe eine Kreisbewegung durch einen Epizykel zu einer exzentrischen Kreisbewegung gemacht werden kann. Urdi-Lemma und Tusi-Paar wurden später im Kopernikanischen Modell benutzt, allerdings ohne Hinweis auf ihre Entdecker.

Ibn asch-Schatir (1304–1375) löste in seiner Abhandlung Kitab Nihayat as-Sulfi Tashih al-Usul die Notwendigkeit eines Äquanten auf, indem er in das ptolemäische System einen zusätzlichen Epizykel einführte. In derselben Weise gelang es später auch Kopernikus, sein Modell ohne Äquanten zu konstruieren. Ansonsten blieb Ibn asch-Schatir aber beim geozentrischen System.

Aufstellung des Heliozentrischen Weltbilds

Die Unzulänglichkeiten des ptolemäischen Systems wurden auch in Europa zunehmend erkannt. Georg von Peuerbach und Regiomontanus äußerten im 15. Jahrhundert vorsichtige Zweifel an seiner Richtigkeit und fanden einige Verbesserungen.^[6]

Der Durchbruch zum heliozentrischen Weltbild in seiner heutigen Form vollzog sich in einer Vielzahl von Schritten. Die drei bedeutendsten unter ihnen stellen jeder für sich einen Paradigmenwechsel dar, indem sie einen vorher als unmöglich ausgeschlossenen oder nicht einmal erwogenen Gedanken zum neuen Ausgangspunkt machen:

• Anfang des 16. Jahrhunderts setzte Nikolaus Kopernikus statt der Erde die Sonne ins Zentrum des Universums.
• Anfang des 17. Jahrhunderts setzte sich Johannes Kepler über den Lehrsatz von der gleichförmigen Kreisbewegung der himmlischen Körper hinweg und ging von elliptischen Bahnen aus, auf denen die Geschwindigkeit durch den Einfluss der Sonne ständig verändert wird.
• Ende des 17. Jahrhunderts beendete Isaac Newton die Trennung zwischen himmlischer und irdischer Mechanik und begründete so die heutige Klassische Mechanik.

Neues Paradigma durch Kopernikus

500 Jahre Kopernikus (1973): Deutsche Würdigung des heliozentrischen Systems (mit zwei Planeten auf der Erdbahn)

Auf der Suche nach Vereinfachung oder Verbesserung des ptolemäischen Systems stieß Kopernikus auf das heliozentrische Modell, das er von altgriechischen Quellen her kannte. Er skizzierte es erstmals in seinem etwa um 1510 geschriebenen Commentariolus, der ungedruckt blieb, aber vermutlich durch Abschriften den Astronomen bekannt wurde,^[7] und führte es in seinem 1543 im Druck erschienenen Hauptwerk De revolutionibus orbium coelestium (dt.: Über die Umschwünge der himmlischen Kreise) detailliert aus. Als Erster arbeitete Kopernikus den wesentlichen Vorteil des heliozentrischen gegenüber dem geozentrischen System heraus: Das heliozentrische System erklärt die veränderliche Geschwindigkeit der Planetenpositionen und insbesondere ihre zeitweise sogar rückläufige Bewegung einfach dadurch, dass dies nur von der Erde aus so erscheine, weil diese selbst um die Sonne laufe.

In der Art, die Probleme zu stellen, und der Methode, sie zu lösen, verblieb Kopernikus im traditionellen Stil der griechischen Astronomie.^[8] Wie Aristoteles vertrat er den Lehrsatz, dass es am Himmel nur die vollkommenste Bewegung geben könne, die gleichförmige Kreisbewegung. Um eine annähernde Übereinstimmung mit den Beobachtungsdaten zu erreichen, musste er genau wie Ptolemäus annehmen, dass die Bewegungen der Planeten auf Epizykeln erfolgen, d. h. auf Kreisen, deren Mittelpunkte sich auf anderen Kreisen bewegen. Schon den Mittelpunkt der Erdbahn – die „mittlere Sonne“, die bei Kopernikus auch zum Mittelpunkt aller anderen Planetenbahnen wurde, – sollte die wahre Sonne auf zwei zusammengesetzten Kreisbewegungen umlaufen. Kopernikus genügten aber – bei insgesamt gleicher Genauigkeit – insgesamt 30 Kreisbewegungen anstelle von 80 bei Ptolemäus.^[9] Neben der Vereinfachung des Systems sah er selber dabei seinen größten Erfolg darin, den aristotelischen Lehrsatz besser erfüllt zu haben als Ptolemäus, in dem er den Äquanten überflüssig gemacht hatte.^[10] Beide Systeme führten zu Positionsfehlern von bis zu 10 Bogenminuten (1/3 Monddurchmesser), entsprechend einigen Tagen Fehler in der Vorhersage bestimmter astronomischer Ereignisse (z. B. des Zusammentreffens eines Planeten mit einem Fixstern^{[11](S. 58)}).

Obwohl Kopernikus seinem Weltmodell keine physikalische Grundlegung gab, verabschiedete er sich in drei wesentlichen Punkten von der bis dahin vertretenen antiken Naturphilosophie. 1. Während Aristoteles die Kreisbewegung der Himmelskörper als natürliche, eigene Bewegung einer Himmelsmaterie (Äther oder quinta essentia) ansah, war nach Kopernikus die Kreisbewegung die unmittelbare Folge der Kugelgestalt der Weltkörper, so dass er als Begründung weder – wie Aristoteles – eine besondere Art himmlischer Materie postulieren noch – wie in voraristotelischer Zeit – eine göttliche Ursache heranziehen musste.^[12] 2. Während in der aristotelisch-ptolemäischen Denkweise Körper deshalb auf die Erde fallen, weil sie nach dem Weltzentrum streben, das im Erdzentrum liegend gedacht wird, fallen Körper bei Kopernikus auf die Erde, um sich mit ihrer Materie wieder zu vereinigen; somit wird es gleichgültig, ob die Erde im Weltzentrum steht oder nicht.^[13] 3. Während Ptolemäus eine tägliche Drehung der Erde mit dem Argument ablehnte, ein vertikal hoch geworfener Stein müsse weiter westlich landen sowie Vögel und Wolken müssten nach Westen abdriften, weil sich die Erde unter ihnen wegdrehe, ging Kopernikus von einer Mitdrehung der Atmosphäre und der in ihr enthaltenen Objekte aus.^[14] Mit den letzten beiden Punkten eröffnete Kopernikus einen Weg in Richtung auf die späteren newtonschen Begriffe von Gravitation und Trägheit.

Der Erstausgabe von De revolutionibus orbium coelestium war eine Einleitung von Andreas Osiander beigefügt, in der Kopernikus’ Vorgehen als eine rein mathematische Hypothese vorgestellt wurde, die nicht der Wirklichkeit entspräche. Zu dieser Zeit verstand man unter „Hypothese“ eine bloße Rechenmethode. Es gab noch keine Naturwissenschaft mit dem heutigen Erklärungsanspruch. Das Weltbild wurde im Wesentlichen philosophisch-theologisch gedeutet und begründet, und daneben gab es Anleitungen zur praktischen Berechnung von Positionen der Sterne und Planeten.^[15]

Die ersten Beobachtungen, die dem geozentrischen Weltbild direkt widersprachen, gelangen Galileo Galilei 1609/1610. Mit seinem (noch sehr einfachen) Fernrohr entdeckte er die Jupitermonde, also Sterne, die nicht um die Erde kreisten, und die Phasen der Venus, die anders verliefen, als mit einer Umlaufbahn um die Erde verträglich gewesen wäre.

Das kopernikanische System bedeutete eine wesentliche Vereinfachung des ptolemäischen Systems, konnte aber dessen mangelhafte Genauigkeit nicht merklich verbessern. Doch durch seinen Paradigmenwechsel, als Mittelpunkt der Welt nicht länger die Erde anzusehen, gilt Kopernikus als Auslöser der kopernikanischen Wende und als ein wichtiger Wegbereiter des Übergangs vom mittelalterlichen zum neuzeitlichen Denken.

Mathematische Präzisierung durch Johannes Kepler

Die Bahn des Planeten Mars von der Erde aus gesehen, nach Tychos Beobachtungen von 1580 bis 1596 (aus Johannes Kepler, Astronomia Nova von 1609)

Alternative Beschreibung einer elliptischen Bahn durch eine epizyklische Bewegung

Kopernikus hatte sein heliozentrisches Modell fast ausschließlich an dasselbe alte Beobachtungsmaterial angepasst, das auch schon Ptolemäus für sein geozentrisches Modell benutzt hatte, denn er wollte die Gleichwertigkeit seines Systems nachweisen, und anderes Material gab es auch nicht in nennenswertem Umfang. Um zwischen beiden Modellen eine Entscheidung treffen zu können, wurden genauere Messungen benötigt. Gegen Ende des 16. Jahrhunderts gelangen Tycho Brahe über zwei Jahrzehnte hinweg Positionsbestimmungen an den Planeten und fast 1000 Sternen, deren Genauigkeit von 1 bis 2 Bogenminuten erstmals weit über die der alten Daten hinausging.

Mit Tychos Beobachtungsdaten suchte Johannes Kepler nach einer mathematisch genauen Beschreibung der Bewegung des Mars um die Sonne. Nach jahrelangen erfolglosen Bemühungen, die Abweichungen der berechneten von der beobachteten Bahn unter acht Bogenminuten zu drücken, erkannte Kepler die Möglichkeit, diese Werte durch eine anders modellierte Erdbahn zu verbessern. Daher musste er diese zuerst genauer erfassen. Das gelang ihm mithilfe ausgewählter Beobachtungsdaten, bei denen der Mars an derselben Stelle seiner Bahn stand, die Erde aber an verschiedenen. Das ist im Effekt das gleiche, als hätte er den Mars festgehalten und von dort aus die Bewegung der Erde ausgemessen. Die Idee zu diesem Vorgehen konnte nur auf Grundlage des kopernikanischen Modells entstehen. Mit dem Ergebnis wertete er die Marsbeobachtungen neu aus und fand, dass weitaus am besten eine elliptische Bahn passt, wenn man zusätzlich die Bewegung des Planeten auf die „wahre“ Sonne (als einen der beiden Brennpunkte der Ellipse) bezieht, nicht auf die „mittlere“, und seine Geschwindigkeit je nach Abstand variieren lässt (Astronomia Nova, 1609, mit dem 1. und 2. der drei Keplerschen Gesetze).^[16]

Dies überprüfte er an den übrigen Planeten, einschließlich der Erde selbst, und dem Mond (bei dem die Erde im Brennpunkt der Ellipse steht). Dabei entdeckte er als 3. Keplersches Gesetz den Zusammenhang zwischen der Größe der Bahn und der Umlaufzeit des Himmelskörpers (Harmonices mundi libri V, 1619). Damit konnte Kepler die umfassende Beschreibung des Sonnensystems in drei Keplerschen Gesetzen der Planetenbewegung zusammenfassen, mit denen sich gegenüber Kopernikus und Ptolemäus eine etwa zehnfach verbesserte Genauigkeit für die Berechnung der Planetenpositionen ergab.

Den Durchbruch verdankte Kepler auch einem wichtigen neuen Leitgedanken: Demnach würden die Planeten nicht unbeeinflusst ihre aufgrund ihrer himmlischen Natur vorbestimmten Kreisbahnen vollziehen, sondern in ihrem Lauf ständig von der (wahren) Sonne beeinflusst werden. In Keplers heliozentrischem System ist die Sonne nicht mehr nur der zentralste Körper im Planetensystem, sondern auch der, der als einziger auf alle anderen eine Wirkung ausübt. Obwohl Kepler von dieser „Kraft“ und ihrer Wirkungsweise falsche Vorstellungen hatte, fügte er dem heliozentrischen Weltbild damit ein entscheidendes Element hinzu und bereitete damit die Entwicklung der späteren Himmelsmechanik vor.

Physikalische Begründung durch Isaac Newton

Foucaultsches Pendel im Panthéon de Paris

Isaac Newton fand in seinem 1687 erschienenen Hauptwerk Philosophiae Naturalis Principia Mathematica eine Formulierung der Mechanik, die zur Grundlage der heutigen Klassischen Mechanik wurde. Geleitet von den drei Keplerschen Gesetzen und der Idee, Gesetze der irdischen Mechanik auch auf das Geschehen im Kosmos anwenden zu können, entdeckte er das allgemeine Gravitationsgesetz und konnte daraus die Keplerschen Gesetze herleiten. Damit war erstmals ein astronomisches Weltbild auf eine feste physikalische Grundlage gestellt. Im Rahmen der Newtonschen Physik steht allerdings nicht die Sonne selbst in einem gemeinsamen Brennpunkt aller elliptischen Bahnen der Planeten, sondern der Schwerpunkt des ganzen Sonnensystems. Um dieses Baryzentrum führt auch die Sonne eine eigene Umlaufbewegung aus, und zwar mit einem variierendem Abstand von bis zu zwei Sonnenradien (gemessen vom Sonnenmittelpunkt).^[17] Doch auch nach dieser Korrektur wird der Name des heliozentrischen Weltbilds beibehalten.

Newton konnte dabei aber auch erkennen, dass die Keplerschen Gesetze streng nur insoweit gelten, als man die Anziehungskräfte der Planeten untereinander vernachlässigen kann. Im Laufe des 18. Jahrhunderts wurden die mathematischen Methoden entwickelt, um die dadurch verursachten Bahnstörungen zu berechnen, was die Genauigkeit weiter um etwa das Fünfzigfache verbesserte.

Weitere experimentelle Nachweise der Richtigkeit des heliozentrischen Systems, genauer: zur Bewegung der Erde, erforderten wesentlich bessere astronomische Instrumente als es zu Galileis Zeiten gab. Die Bahnbewegung der Erde wurde erst 1725 von James Bradley durch die Entdeckung der Aberration und 1838 von Friedrich Wilhelm Bessel durch die Entdeckung der jährlichen Parallaxe der Sterne nachgewiesen. Der direkte Beweis der Erdrotation gelang 1851 mithilfe des Foucaultschen Pendels.

Widerstand gegen das heliozentrische Weltbild

Weltsystem von Tycho Brahe: Im Zentrum der Welt steht die Erde, jedoch bewegen sich die anderen Planeten um die Sonne

Galileo Galilei (Porträt von Justus Sustermans 1636)

Schon bei Aristarch im 3. Jahrhundert v. Chr. wurde das heliozentrische Weltbild als „antireligiös“ eingestuft. Das galt auch im christlichen Europa, weshalb dies Weltbild bis ins 16. Jahrhundert n. Chr. ohne Bedeutung blieb.

Nach dem 11. Jahrhundert wurden arabische Texte zunehmend in der Übersetzerschule von Toledo ins Lateinische übertragen. Der Franziskaner Bonaventura von Bagnoregio referierte über ein darin enthaltenes heliozentrisches Weltbild in seinen Collationes in Hexaemeron 1273 und deutete es theologisch auf Christus als die Mitte der Schöpfung. Ihm folgten in der Diskussion Nikolaus von Oresme und Nicolaus Cusanus. Die meisten Gelehrten jedoch sahen in dem Weltbild mit einer rotierenden oder gar um die Sonne kreisenden Erde das Problem, dass Menschen und Gegenstände schräg fallen oder sogar in den Weltraum hinausfliegen sollten; ein vom Turm fallender Gegenstand sollte aufgrund der nach Osten gerichteten Erdrotation nicht genau senkrecht auf dem Boden auftreffen, sondern nach Westen abgelenkt werden. Auch schien die Bibel dem heliozentrischen Weltbild zu widersprechen, indem sie berichtet, Gott habe im Kampf der Israeliten gegen die Amoriter einmal dem Mond und der Sonne befohlen stillzustehen Jos 10,12-13 LUT, nicht der Erde.

Gegen das heliozentrische Weltbild forderte der katholische Mönchsorden der Dominikaner ein Lehrverbot, das sich aber zunächst nicht durchsetzte. Auch Protestanten äußerten sich im 16. Jahrhundert entschieden gegen das kopernikanische Weltbild. Vielfach wird dargestellt, dass Martin Luther selbst sich in einem Tischgespräch (1539) mit deutlichen Worten dagegen gewandt habe: "Dieser Dummkopf möchte die gesamte Kunst der Astronomie verdrehen."^[18] Hierbei handelt es sich jedoch wahrscheinlich um eine nachträgliche Verschärfung, denn die ursprünglichste Quelle für dies Zitat sagt hier nur: "Wie es derjenige macht, der die gesamte Astrologie umkehren will".^[19] Weiter ist von Luther keine einzige Stellungnahme zum heliozentrischen Weltbild bekannt.

Als Kompromiss entwickelte Tycho ein System, in dem Erde stillsteht und von der Sonne und dem Mond umkreist wird, während die übrigen Planeten – wie im kopernikanischen System – die Sonne umkreisen. Die Astronomen der Jesuiten in Rom standen diesem System anfangs skeptisch gegenüber wie zum Beispiel Christophorus Clavius, der kommentierte, dass Tycho Brahe „die ganze Astronomie verwirrte, weil er den Mars näher als die Sonne haben möchte.“ Als die Kirche nach 1616 härter gegen kopernikanische Ideen vorging, adoptierten die Jesuiten Brahes System und nach 1633 war der Gebrauch dieses Systems verbindlich.

Tycho bestärkte aber auch die Zweifel am herrschenden Weltbild, weil er weder bei der Supernova von 1572 noch am Kometen von 1577 eine messbare Parallaxe feststellen konnte und daraus folgerte, dass beide sich weit außerhalb der Mondbahn befinden müssten. Dort sollte nach damaliger, von Aristoteles geprägter Lehre aber himmlische Perfektion herrschen, so dass es insbesondere keine Vorgänge von Entstehen und Vergehen geben dürfe.

Zu dieser Zeit wurden die physikalischen Auffassungen des Aristoteles und damit das von der Kirche vertretene Weltbild durch die ersten Ergebnisse der beginnenden Naturwissenschaft im heutigen Sinne in Zweifel gezogen oder sogar widerlegt. Zu nennen ist insbesondere Galileo Galilei mit seinen Experimenten zum freien Fall und zum schiefen Wurf und seinen Entdeckungen der Venusphasen und der Monde des Jupiter. Die katholische Kirche begann, das geozentrische Weltbild streng zu verteidigen. Papst Urban VIII. hatte die Veröffentlichung von Galileis Arbeit Dialog hinsichtlich der zwei hauptsächlichen Weltsysteme (d. h. des geo- und des heliozentrischen Weltbilds) zwar noch genehmigt, stellte sich aber nun dagegen.

In einem viel beachteten Inquisitionsverfahren wurde Galilei beschuldigt, „…eine falsche Lehre, die durch viele unterrichtet wurde, nämlich, dass die Sonne in der Mitte der Welt unbeweglich ist und dass die Erde sich bewegt“ zu vertreten. Der abschließende Urteilsspruch war, er habe sich der „Ketzerei“ schuldig gemacht. Mit dem Fall Galilei wurde der Konflikt zwischen kirchlichem Autoritätsanspruch und freier Wissenschaft zum ersten Mal über die Kirche hinaus ins gesellschaftliche Bewusstsein gehoben.

Ausgelöst durch die allgemeine Anerkennung, die Newton mit seinen Ergebnissen in der wissenschaftlichen Welt fand, hob Papst Benedikt XIV. am 17. April 1757 den Bann gegen die Werke auf, die das heliozentrische Weltbild vertraten. Am 11. September 1822 entschied die Kongregation der römischen und allgemeinen Inquisition, dass der Druck und die Publikation von Werken, die die Bewegung von Planeten und Sonne in Übereinstimmung mit der Auffassung der modernen Astronomen darstellten, erlaubt sei.

Moderne Sicht

Vom Sonnensystem zum Standardmodell

Nachdem schon in der Antike der Gedanke eines unbegrenzten Weltalls ausgesprochen worden war (Leukipp, Demokrit, Lukrez), zeigte Nikolaus von Kues im 15. Jahrhundert, dass in einem unendlichen Weltall die Erde kein Mittelpunkt sein kann, genau so wenig wie irgendein anderer Himmelskörper, womit er sowohl ein geozentrisches wie ein heliozentrisches Weltbild ausschloss.^[20] Diese Ansichten wurden später auch von Giordano Bruno vertreten. Im Laufe des 18. und 19. Jahrhunderts setzte sich diese Auffassung als Lehrmeinung durch, noch vor der Entdeckung von Galaxien außerhalb der Milchstraße im 20. Jahrhundert. Das heliozentrische Weltbild wurde ab etwa 1930 durch das Standardmodell der Kosmologie allmählich ersetzt, das durch das beobachtbare Universum, die Beobachtungen der Expansion des Universums, der Isotropie und dem Relativitätsprinzip gestützt wird.

Relativitätsprinzip

Mit dem heute in der Physik grundlegenden Relativitätsprinzip gelten alle Weltbilder, die auf einen bestimmten Ort bezogen sind, als überholt, da es prinzipiell keinen Ort gibt, der vor einem anderen ausgezeichnet ist, also auch kein Zentrum. Mathematisch gesehen, war der Wechsel vom Geozentrismus zum Heliozentrismus eine bloße Umwandlung der Koordinaten, und alle Möglichkeiten, die Welt zu betrachten, werden vom physikalischen Gesichtspunkt aus als völlig äquivalent aufgefasst.^[21] Das deckt sich mit der Beobachtung, dass das beobachtbare Universum großräumig isotrop erscheint, das heißt, dass physikalische Eigenschaften richtungsunabhängig erscheinen.

Die in astronomischen Tabellenwerken verwendeten Begriffe „geozentrisch“ und „heliozentrisch“ beziehen sich nur noch auf die Wahl des Koordinatensystems und drücken keine Präferenz für ein Weltbild aus. Das heliozentrische Weltbild wird nach wie vor als Standard in den Schulen unterrichtet und ist dadurch im Bewusstsein des größten Teils der Bevölkerung verankert.

Literatur

• Eduard Jan Dijksterhuis: Die Mechanisierung des Weltbildes, Springer, Berlin/Heidelberg/New York, 1956. Reprint 1983 (mit einem Geleitwort von Heinz Maier-Leibnitz). ISBN 3-540-02003-9
• Jürgen Hamel: Astronomiegeschichte in Quellentexten. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 1996. ISBN 3-8274-0072-4
• Dieter B. Herrmann: Entdecker des Himmels. Pahl-Rugenstein Verlag, Köln, 1979. ISBN 3-7609-0454-8
• Jürgen Teichmann: Wandel des Weltbildes. (= Kulturgeschichte der Naturwissenschaften und Technik. hrsg. vom Deutschen Museum München), 2. Aufl., Wissenschaftliche Buchgesellschaft, Darmstadt 1983.
• Ernst Zinner: Entstehung und Ausbreitung der copernicanischen Lehre, 2. Auflage, durchgesehen und ergänzt von Heribert M. Nobis und Felix Schmeidler. C. H. Beck, München 1988. ISBN 3-406-32049-X

Weblinks

Commons: Heliozentrisches Weltbild – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

 Wikisource: Über die Kreisbewegungen der Weltkörper – Quellen und Volltexte

• Alan H. Batten: Artikel zur Entwicklung des heliozentrischen Weltbildes von Aristarch bis Kepler
• Aristoteles: „De Caelo“, englisch: „On the Heavens“
• Die Entwicklung des heliozentrischen Weltbildes (Bayerischer Rundfunk)
• Die Kepler-Ellipse – Uni Siegen – ein detaillierter Bericht über Keplers Vorgehen beim Auffinden der Planetengesetze

Einzelnachweise

Anmerkungen