Physik compact, Basiswissen 7, Schulbuch

27 14.1 Die kopernikanische Wende Geozentrisches Weltbild Heliozentrisches Weltbild Die Erde bildet den Mittel- punkt der Welt. Die Sonne bildet den Mit­ telpunkt der Welt. Das Himmelsgewölbe dreht sich täglich einmal um die Erde. Die Erde führt eine täg­ liche Rotation um ihre Achse aus. Mond, Merkur, Venus, Son- ne, Mars, Jupiter, Saturn und die Fixsterne bewe- gen sich auf Kugelschalen um die ruhende Erde. Die Erde bewegt sich wie die anderen Planeten um die Sonne. Ein Umlauf der Erde dauert ein Jahr. ihre eigene Achse ausführe ( heliozentrisches oder kopernikanischesWeltbild ). A1 Recherchiere Arbeiten zur geschichtlichen Ent- wicklung der Astronomie! Kopernikus große Leistung bestand darin, dass er ein dem antiken geozentrischen System gleich gut bere- chenbares Modell gegenüber stellte und so die über tausend Jahre festgefahrenen Denkweisen aufbrach. Daher spricht man mit Recht von der kopernikani- schenWende. Das geozentrische und das heliozentrische Weltbild des Kopernikus sind rein geometrisch gleichwertige Modelle, die sich imWesentlichen nur durch die Wahl des Bezugspunktes der Bewegungen unterscheiden. 70 Jahre später verhalf Galileo Galilei (1564–1642), der als Erster das Fernrohr zur Himmelsbeobachtung verwendete, dem heliozentrischen Weltbild zum Durchbruch: Er entdeckte die Mondgebirge (Wider- spruch zur vollkommenen Kugelgestalt), die Phasen der Venus und die vier großen Jupitermonde. Aus ih- rer Bewegung schloss Galilei auf eine analoge Bewe- gung der Planeten um die Sonne. Alle diese Beobach- tungen standen imWiderspruch zu den Aussagen des geozentrischen Weltbildes, das zur damaligen Zeit von Wissenschaft und Kirche vertreten wurde. Galilei kam vor die Inquisition und durfte seine Ansichten nicht lehren. Das heliozentrische Weltbild wurde von Johannes Kepler (1571–1630) weiter entwickelt, der die Bahn- messungendesAstronomen TychoBrahe (1564–1601) studierte. Kepler las aus den Daten der Marsbahn ab, dass sich die Planeten mit veränderlicher Ge- schwindigkeit um die Sonne bewegen. Er stellte ein weiteres geometrisches Modell auf, in dem er die Pla- netenbewegung mit den nach ihm benannten drei Kepler´schen Gesetzen beschrieb. Er ersetzte die Kreisbahnen durch Ellipsen. Isaac Newton (1643–1727) erklärte schließlich die Planetenbewegung mit Hilfe einer anziehenden Kraft, der Gravitation. Ihm gelang es, die irdische Mechanik und die Himmelsmechanik zu vereinheitlichen. Durch die Newton´sche Gravitationstheorie wurden die früheren geometrischen Modelle durch ein physi- kalisches Modell überzeugend ersetzt. Aufgrund von Bahnstörungen des erst 1781 von Herschel entdeck- ten Planeten Uranus vermutete man die Existenz ei- Marsbahn Erdbahn 1 23 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Die schnellere Erde zieht am Planeten Mars vorbei. Sternenhimmel Der Planet Mars bleibt vor dem Sternenhintergrund scheinbar zurück. Abb. 27.1 Kopernikus erklärte die unregelmäßige Bewegung der Planeten dadurch, dass die Planeten von der bewegten Erde aus betrachtet werden. Zieht die Erde etwa am Planeten Mars vorbei, so scheint der Mars vor dem Sternenhintergrund zurück zu bleiben (scheinbar rückläufige Bewegung des Mars). Die Venus erscheint als große Sichel. Kleine Vollvenus Halbvenus Sonne Erde Abb. 27.2 Im heliozentrischen Weltbild lassen sich die Phasen der Venus und die veränderliche Größe der Planeten leicht erklä- ren (siehe Abb. 27.3). Abb. 27.3 Mit der Phase der Venus ändert sich ihre Größe. Nur zu Prüfzwecken – Eige tum des Verlags öbv