Das Moderne Weltbild

Das Weltbild unserer Zeit

Durch die Entdeckung weitere Planeten im Sonnensystem, verlor die Erde ihren Status als Mittelpunkt der Welt ganz und gar und selbst unser Sonnensystem wurde zu einem winzigen Etwas am Rande einer Galaxie, die ihrerseits nur eine unter vielen ist. Bis 1995 waren den Wissenschaftlern nur die Planeten im Sonnensystem bekannt. Seitdem finden die Astronomen fast wöchentlich neue Exoplaneten außerhalb unseres Sonnensystems.
Unsere Sonne ist einer von 100 bis 200 Milliarden Sternen in unserer Galaxis, der Milchstraße, in deren Zentrum ein Schwarzes Loch existiert.

Unser Sternensystem ist Mitglied in einem Glaxienhaufen, der wiederum Mitglied in einem Superhaufen ist. Die Entfernungen zwischen den Himmelskörper sind für menschliche Alltagsdimensionen unfassbar groß und ist entsetzlich ereignislos. D gesamte darin enthaltene Materie, also alle Sonnen, Planeten, Monde und die Milliarden umhertreibenden Asteroiden, füllen nicht einmal ein Billionstel des zur Verfügung stehenden Raumes aus. Ein vermeintlich vollkommenes Vakuum auf der Erde, ist vermutlich nicht so leer wie die Leere des interstellaren Raumes. In keinem Lehrbuch finden wir eine auch nur annähernd maßstabsgetreue Darstellung unseres Sonnensystems und das ist – nach praktischen Gesichtspunken gemessen – auch völlig unmöglich. In einer maßstabsgetreuen Abbildung unseres Sonnensystems, in der die Erde den Durchmesser einer Erbse hätte, wäre der Jupiter mehr als 300 Meter entfernt, den Pluto würden wir erst in zweieinhalb Kilometern finden und das dürfte ziemlich schwierig sein, denn er hätte die Größe einer Bakterie. Vom Pluto aus betrachtet hätte die Sonne die Größe eines Stecknadelkopfes und unser nächst gelegener Fixstern, Proxima Centauri, wäre mehr als 15000 Kilometer entfernt. Wem die Dimensionen immer noch nicht groß genug erscheinen, der möge noch einmal die ersten Sätze dieses Abschnittes lesen.

Albert Einstein (1879 -1955) erkannte, dass die Schwerkraft nicht nur die Materie, sondern auch das Licht, also Energie beeinflussen kann, und entwickelte die komplexe Relativitätstheorie. Diese Theorie beinhaltet eine grundlegende Veränderung der Anschauung von Raum und Zeit. Demnach ist beispielsweise der Merkur nicht an dem Ort, an den wir ihn sehen. Vielmehr könnte er auch gerade hinter der Sonne stehen, da das Licht durch die Schwerkraft der Sonne gebogen wird. Wir schauen sozusagen um die Ecke. In Einsteins Relativitätstheorie wurde die Zeit als konstante Größe aufgegeben. Daher war auch sie lange umstritten.

Mit der Entwicklung der Raumfahrttechnik und der Landung des Menschen auf den Mond wurde ein weiterer Schritt zum heutigen Weltbild vollzogen. Satelliten wurden zu den anderen Planeten geschickt, und irgendwann einmal wird vermutlich auch der erste Mensch auf dem Mars landen. Das Universum ist noch voll von Rätseln, die gelöst werden wollen. So ist auch die Geschichte der Weltbilder noch nicht abgeschlossen und wird es auch wohl auch nicht. Schließlich ist es auch eine Geschichte der Menschheit.

In der Astrophysik ist die Frage zur Entstehung des Universums die wohl treibende Kraft in der Forschung. Das zeigt auch das große mediale Interesse an der Higgs-Bosson-Theorie, mit dessen Mechanismus sich ein weiterer Baustein der Urknalltheorie erklären lässt. Diese, von den meisten Wissenschaftlern favorisierte Urknalltheorie besagt, dass unser Universum vor etwa 13,7 Milliarden Jahren durch eine Explosion aus einem Punkt unendlicher Masse und Dichte, einer sogenannten Singularität, entstand. Nach weitläufiger wissenschaftlicher Meinung soll es noch 100 hoch 100 Jahre bestehen. Die Existenz der Sonne ist dagegen nur noch ca. 5,5 Milliarden Jahre gegeben. Ihr Leben wird sie als Riesenstern, später als Zwergstern beenden. Will die Menschheit überleben, wird sie nicht nur die Erde, sondern auch unser Sonnensystem lange Zeit davor verlassen müssen, um nicht ebenfalls ausgelöscht zu werden und mit uns unsere Sicht der Welt.

Das Heliozentrische Weltbild

Das Weltbild von Nikolaus Kopernikus

Mit der Veröffentlichung des „De revolutinibus orbium coelestinium libri VI“ im Jahre 1543 erschütterte der deutsche Astronom Nikoklaus Kopernikus (1473-1543) das bis dahin allgemein gültige Weltbild und rückte die Sonne in den Mittelpunkt der Welt. Er betrachtete die Sonne als Zentralgestirn und erkannte, dass sich die Erde und die anderen Planeten in Kreisbahnen um die Sonne bewegen. Kopernikus begriff, dass das geozentrische System für die Vorhersage der Planetenpositionen über längere Zeiträume ungeeignet war. Er erarbeitete das heliozentrische System, in dem er die jährliche Bewegung der Erde um die Sonne beschrieb und die tägliche Umdrehung des Fixsternhimmels als Rotation der Erde um die eigene Achse erklärte. Die Erkenntnisse des Kopernikus bedeuteten eine vollkommene Abkehr von bisherigen Glaubenssätzen über die Stellung der Erde und damit des Menschen im Kosmos. Sie widersprachen auch den Auffassungen der Kirche, dass sich nur auf der Erde – als Zentrum des Weltgeschehens – die Heilsgeschichte vollziehen könne.

Daher verteidigte die Kirche das geozentrische Weltbild vehement und jeder, der andere Vorstellungen postulierte, lief Gefahr als Ketzer angesehen und verfolgt zu werden. Eines der prominentesten Opfer dieser Verfolgung war der Denker, Schriftsteller und Kosmologe Giordano Bruno, der am 17. Februar 1600, nach achtjähriger Haft, in Rom auf dem Campo dei Fiori als Ketzer verbrannt wurde. Noch war die Zeit nicht reif für seine Erkenntnisse. Kopernikus entging diesem Schicksal vermutlich nur, weil er sein Werk Papst Paul III. widmete und seine Erkenntnisse nicht als Realität darstellte, sondern als mathematische Theorie. Mit dem Aufbruch in die Moderne geriet das geozentrische Weltbild jedoch mehr und mehr ins Wanken. Dabei war das Wissen um die Kugelgestalt der Erde schon lange bekannt. Bereits um 200 v. Chr berechnete der „Erfinder“ der Geographie, der Grieche Eratosthenes (um 273-194 v.Chr.) den Durchmesser der Erde mit beträchtlicher Genauigkeit und kam auf einen Umfang von etwas mehr als 40000 Kilometer. Damit lag der Leiter der Bibliothek Alexandrias, der bedeutendsten Bibliothek der Antike, ziemlich genau beim tatsächlichen Wert von 40070,37 Kilometer.

Auch Christoph Kolumbus (1451-1506) und Vasco da Gamas (1469-1524) hatten auf ihren Reisen das heliozentrische Weltbild bezweifelt und nutzten das Wissen Eratosthenes für ihre Planungen, Spätestens jedoch nach der ersten Weltumsegelung des portugiesischen Seefahrers Fernando Magellan (1480-1521) im 16. Jh. wurde offensichtlich: Die Erde ist keine Scheibe, sondern eine Kugel!

1603 stellt der deutsche Astronom Johann Bayer (1572-1625) seinen Sternatlas „Uranometria“ zusammen, in dem erstmals auch die Sterne der südlichen Hemisphäre dargestellt werden. Die Grundlagen für das revolutionäre Kartenwerk lieferten Bayers eigene Messungen und die Beobachtungen des dänischen Astronomen Tycho Brahe (1546-1601), dessen astronomische Instrumente vor der Erfindung des Fernrohres nicht nur die größten, sondern auch die genauesten seiner Zeit waren. Das von Bayer eingeführte System zur Benennung von Sternen mit griechischen und lateinischen Buchstaben ist noch heute gebräuchlich.

1610 entdeckte der italienische Philosoph, Mathematiker und Astronom Galileo Galilei (1564-1642) mit dem neu entwickelten Fernrohr die vier Jupitermonde, die sich um den Planeten Jupiter bewegten und nicht, wie bisher angenommen, um die Erde. Mit dem „neuen“ Instrument stellte er auch fest, dass die Oberfläche des Mondes nicht glatt, sondern rau und verwittert ist. Galilei erkannte, dass die Milchstraße nicht ein nebliges Gebilde ist, sondern aus unzähligen einzelnen Sternen besteht. Diese Entdeckungen wurden 1610 im Sidereus Nuncius publiziert und machten Galilei auf einen Schlag berühmt. Obwohl er glaubte, einen Beweis für das kopernikanische Weltbild in Händen zu haben, hielt Galilei sich bei der Interpretation seiner astronomischen Beobachtungen zunächst zurück. Im Februar 1632 erschien der epochale „Dialog über die beiden Weltsysteme“. In dem in Gesprächsform abgefaßten Buch verteidigt Galilei das kopernikanische Weltbild. Noch im August des selben Jahres verbot die Inquisition den „Dialog“ und machte Galilei den Prozess. Nach langen Verhören musste er vor dem Inquisitionsgericht in Rom der kopernikanischen Lehre von der Drehung der Erde um die Sonne öffentlich und feierlich abschwören. Insgeheim hielt Galilei jedoch an seiner Überzeugung fest. Die Behauptung, der zufolge er beim Verlassen des Gerichtssaals gemurmelt haben soll: „Und sie (gemeint war die Erde) bewegt sich doch“, ist historisch nicht belegt, wurde jedoch schon zu seinen Lebzeiten verbreitet.

1619 beschrieb Johannes Kepler (1571-1630) in „Harmonice mundi“ die Gesetze der Planetenbewegungen und entdeckte durch seine Berechnungen, dass die Bahnen um die Sonne nicht wie angenommen kreisrund sind, sondern eliptische Bahnen vollziehen. Alle Himmelskörper bewegen sich in solchen elliptischen Bahnen um die Sterne oder die Planeten. Kepler nutze auch die Beobachtungen von Tycho Brahe und bestätigte die Idee des Kopernikus, dass die Sonne in der Mitte stehen müsste. Neben der Plantenbewegung beschäftigte sich Kepler auch mit dem Kräfteausgleich der zwischen den Himmelskörpern herrscht in „De Stellae Martis“ die Anziehungskraft zwischen Erde und Mond und führt als Beweis die Gezeiten der Meere an. Außerdem schloss Kepler von der gegenseitigen Anziehung der Himmelskörper auf eine generelle Anziehung schwerer Massen. Für den tiefreligiösen Kepler waren seine eigenen Entdeckungen stets auch ein Versuch Physik und Theologie in Einklang zu bringen. So schrieb er: „Ich glaube, dass die Ursachen für die meisten Dinge in der Welt aus der Liebe Gottes zu den Menschen hergeleitet werden können.“  Stets brachte er religiöse Argumente in seine Werke ein, so dass vieler seiner wichtigsten Beiträge im Kern theologisch verankert sind.

Isaac Newton (1643-1727) entwickelte die Theorie von der Schwerkraft und begründete später die Bewegungen der Planeten auf Ellipsenbahnen mit dem von ihm entdeckten Gravitationsgesetz, dem wohl fundamentalsten Gesetz der damaligen  Zeit. Damit verschwanden die „Kristallschalen“ des heliozentrischen Weltbildes endgültig aus den Köpfen der Wissenschaftler. Newton bewies zudem, dass neben der Zentrifugalkraft auch die Anziehungskräfte der Massen von Mond und Sonne für Ebbe und Flut ursächlich sind.

Trotzdem massiver Gegenwehr der Kirche waren die neuen Erkenntnisse nicht mehr aufzuhalten. Durch die Religionskriege verlor die Kirche weiterhin an Einfluss. Nicht mehr das geschriebene Wort wurde zur Weisheit letzter Schluss, sondern die exakte Beobachtung der Natur. Damit war der Weg frei für die modernen Wissenschaften.

Das Geozentrische Weltbild

Das Ptolemäische Weltbild

Eine umfassende Theorie der Mond-, Sonnen- und Planetenbewegung im geozentrischen System entwickelte der griechische Astronom Claudius Ptolemäus aus Alexandrien (85-160 n.Chr). In seinen Hauptwerk „Almagest“, der ersten systematischen Ausarbeitung der mathematischen Astronomie, kreierte ein geozentrisches Weltbild, in dem sich die Erde im Mittelpunkt der Welt befand. Um sie bewegten sich die Planeten auf idealen Kreisbahnen bis einschließlich zum Saturn, der Mond und die Sonne. Die Welt schloss eine Sphäre mit allen zur damaligen Zeit sichtbaren Sternen ab, die alle den gleichen Abstand zum Weltmittelpunkt Erde hatten. Für Ptolemälus war die Erde zwar immer noch der Mittelpunkt des Sonnensystems, aber sie war für ihn nicht mehr der Mittelpunkt des Universums.

Aufbauend auf früheren Arbeiten von Appolonius und Hipparch, ging es bei den Modellen des Ptolemäus um die genaue Vorhersage der Himmelsbewegung ohne Verletzung der anerkannten Prinzipien der gleichförmigen Kreisbewegung oder der aristotelischen Physik bzw. des Geozentrismus. Trotzdem ist das Ptolemäische System durch seine komplexen Bewegungsabläufe sehr weit vom Platonischen Grundsatz der einfachen Kreisbewegungen entfernt. Hier deutet sich der Beginn einer Tradition der Trennung von Physik und Astronomie an, die noch im 16. Jhd. zu erkennen ist. Erst Johannes Kepler rüttelt im 17. Jhd. an den physikalischen Prinzipien der gleichförmigen und kreisförmigen Bewegung. Obwohl zumindest die Texte von Ayabhata zuerst ins Arabische und später auch ins Lateinische übersetzt wurden und vermutlich auch europäischen Wissenschaftlern schon im 12. Jhdt. bekannt waren, konnten sich diese Erkenntnisse zunächst nicht allgemein durchsetzen. Abgesehen davon, dass die Kirche diese Erkenntnisse unterdrückte, konnte man sich auch nicht erklären, warum Menschen und Gegenstände wegen der Bewegung der Erde nicht schräg fielen oder sogar in den Weltraum hinaus flogen. Eine Antwort auf diese Fragen erforderte ein größeres Verständnis über Physik, als man damals hatte.

Im der Geschichte des christlichen Glaubens wurde Gott zudem, der das Universum erschaffen hatte und dafür sorgte, dass es sich bewegte. Man glaubte, dass er die Menschen jenseits des Himmelsgewölbes beobachtete, das sich über der Erde befand.

Die Kirche übernahm das geozentrische Weltbild von der Scheibenerde als Mittelpunkt der Welt und machte es zum Doktrin, zum allgemein gültigen Schöpfungsgesetz. In Mose 1,7-10 heißt es: „Gott machte also das Gewölbe und schied das Wasser unterhalb des Gewölbes vom Wasser oberhalb des Gewölbes. So geschah es, und Gott nannte das Gewölbe Himmel. Es wurde Abend, und es wurde Morgen: zweiter Tag. Dann sprach Gott: Das Wasser unterhalb des Himmels sammle sich an einem Ort, damit das Trockene sichtbar werde. So geschah es. Das Trockene nannte Gott Land, und das angesammelte Wasser nannte er Meer. Gott sah, dass es gut war.“ Über 1400 Jahre sollte die katholische Kirche an diesem Weltbild festhalten.

Weltbilder des Altertums

Das Babylonische Weltbild

Das älteste uns derart überlieferte Weltbild ist das des Schamanismus des Paläolithikums, wie er in Höhlen- und Felsbildern und Bestattungen überliefert ist. Aufgrund der neuen agrarischen und nomadischen Wirtschaftsform entstehen bereits im Neolithikum erste Versuche neue Weltbilder zu kreieren. Die neu entstehenden Stadtstaaten entwickeln diese Weltbilder dann weiter bis zur Bronzezeit.

Stellvertretend für die Weltanschauungen im Altertum wird heute meist das babylonische Weltbild angesehen. Die Babylonier glaubten, die Erde sei eine Scheibe, die auf dem Weltmeer schwimmt. Dieser Ozean erstreckt sich auch über die Scheibe. Erde und Ozean werden getrennt durch das Himmelsgewölbe, in dem sich die Wetterphänomene abspielen und wo die Götter die Sterne bewegen. Das Firmament wird von den Säulen der Erde getragen, einem Gebirge, was sich rund um die Erdscheibe erheben sollte. Dadurch, dass Sonne und Mond um den sogenannten Weltenberg in der Mitte der Erdscheibe kreisen, sollten Tag und Nacht entstehen, wobei in vielen Kulturen der Mond mehr Bedeutung beigemessen wurde als der Sonne.
Der griechische Philosoph Anaximander (611 -546 v. Chr.) lehrte seinen Schülern, dass die Erde der Mittelpunkt der Welt sei. Er glaubte, die Sterne seien die Köpfe goldener Nägel, die in das kristallene Himmelsgewölbe eingeschlagen sind.

Platon (427-347 v.Chr.) sah in der Kugel einen göttlichen Körper und prägte so die Vorstellung von kreisförmigen Planetenbahnen als entsprechendes zweidimensionales Pendant.

Auch Aristoteles (384-322 v.Chr.) glaubte zunächst noch, die Erde sei eine Scheibe, welche von verschiedenen Kugelschalen umgeben sei wie eine Zwiebel von ihren Häuten. An diesen Spähren, die aus einem unsichtbaren Kristall bestünden, seien die Sterne befestigt. Mit seiner Physik war nur eine im Bewegungszentrum ruhende Erde vereinbar. Sowohl Mond, Sonne, Planeten als auch Fixsterne kreisen um die Erde mittels sich bewegenden, kristallinen, konzentrischen Sphären.
Aristoteles beobachtete aber auch, dass am Horizont bei Schiffen immer zuerst die Masten auftauchen, egal aus welcher Richtung sie kommen. Da zudem die Erde bei Mondfinsternissen jedes Mal einen kreisrunden Schatten warf, schloss er später daraus, dass die Erde eine Kugel sein müsste und keine Scheibe sein könne.

Alte vedische Sanskrit-Texte aus dem Indien des 9. – 8. Jhdt. vor Christus beweisen, dass man dort damals bereits erkannt hatte, dass die Erde eine Kugel ist, die sich mit den anderen Planeten um die viel größere Sonne bewegt. Auch die Abstände Erde-Mond und Erde-Sonne waren schon ziemlich genau bekannt, ebenso die Länge eines Jahres.
Der indische Astronom und Mathematiker Aryabhata erkannte im 7. Jhdt. als erster, dass Mond und Planeten das Licht der Sonne reflektieren und die Planeten um die Sonne kreisen.

Im 12. Jhdt. befasste sich Bhaskara mit diesem Modell und erweiterte es dahingehend, dass die Planeten die Sonne nicht auf einer einzigen Bahn umkreisen und befasste sich auch bereits mit dem Gesetz der Schwerkraft.
Als Alternative zum rein geozentrischen System des Aristoteles entstand in Alexandria das so genannte Ägyptische System. Danach drehen sich Mond, äußere Planeten und Sonne um die Erde, während die inneren Planeten um die Sonne kreisen. Ein ähnliches System wurde auch von dem Astronom Tycho Brahe (1546-1601) favorisiert. Er versuchte, die Gedanken des Kopernikus mit seinen Beobachtungen am Himmel zu beweisen. Trotz starker Zweifel brach Tycho Brahe aber nicht mit den Vorstellungen der Kirche und beließ die Erde in seinem Weltbild im Mittelpunkt. Dafür drehten sich bei ihm jedoch alle anderen Planeten um die Sonne, auch die Sterne. Nur Mond und Sonne behielten ihre Umlaufbahnen um die Erde.