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Die Welt der Planeten

Die Welt der Planeten
Category: Planets
Title: Die Welt der Planeten
Release Date: 2018-12-02
Type book: Text
Copyright Status: Public domain in the USA.
Date added: 27 March 2019
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Cover

Die Welt der Planeten.

Kosmos, Gesellschaft der Naturfreunde, Stuttgart.

Die Gesellschaft Kosmos will die Kenntnis der Naturwissenschaftenund damit die Freude an der Natur und das Verständnisihrer Erscheinungen in den weitesten Kreisen unseresVolkes verbreiten. – Dieses Ziel glaubt die Gesellschaft durchVerbreitung guter naturwissenschaftlicher Literatur zu erreichenmittels des

Kosmos, Handweiser für Naturfreunde
Jährlich 12 Hefte Preis M 2.80;

ferner durch Herausgabe neuer, von ersten Autoren verfaßter, imguten Sinne gemeinverständlicher Werke naturwissenschaftlichenInhalts. Es erscheinen im Vereinsjahr 1910:

Koelsch, Von Pflanzen zwischen Dorf und Trift.

Reich illustriert. Geh. M 1.– = K 1.20 h ö. W.

Meyer, Die Welt der Planeten.

Reich illustriert. Geh. M 1.– = K 1.20 h ö. W.

Dekker, Auf Vorposten im Lebenskampf I.

Reich illustriert. Geh. M 1.– = K 1.20 h ö. W.

Floericke, Säugetiere fremder Länder.

Reich illustriert. Geh. M 1.– = K 1.20 h ö. W.

Weule, Die Kultur der Kulturlosen.

Reich illustriert. Geh. M 1.– = K 1.20 h ö. W.

Diese Veröffentlichungen sind durch alle Buchhandlungenzu beziehen; daselbst werden Beitrittserklärungen (Jahresbeitragnur M 4.80) zum Kosmos, Gesellschaft der Naturfreunde,(auch nachträglich noch für die Jahre 1904/09 unter den gleichengünstigen Bedingungen) entgegengenommen. (Satzung, Bestellkarte,Verzeichnis der erschienenen Werke usw. siehe am Schlussedieses Werkes.)

Geschäftsstelle des Kosmos: Franckh'sche Verlagshandlung, Stuttgart.


Die Welt der Planeten

Von

Dr. M. Wilh. Meyer

Mit zahlreichen Abbildungen

Signet

Stuttgart

Kosmos, Gesellschaft der Naturfreunde

Geschäftsstelle: Franckh'sche Verlagshandlung


Copyright 1910 by
Franckh'sche Verlagshandlung,
Stuttgart

Stuttgarter Setzmaschinen-Druckerei, G. m. b. H., Stuttgart.


[5]

Dekoration

Wie groß und schön erscheint uns die Welt unserer Erde!Vor der Erkenntnis der wahren Einrichtung des Weltgebäudesund seiner Dimensionen, die kaum mehr als dreiJahrhunderte alt ist, war ja die Erde die eigentliche Welt inihrem hauptsächlichsten Umfange, und all die Sterne, die sichwie unterwürfige Vasallen um sie drehten, galten in dieserWeltanschauung nur als Nachtlichter, die keine andere Aufgabehatten als das sonst gar zu bedrückend schwarze Himmelsgewölbenachts zu beleben.

Welch eine unendliche Fülle des Geschaffenen birgt dieseWelt der Erde! Die Meere verbreiten sich fast unbegrenztüber sie hin, erfüllt mit Millionen und aber Millionen vonLebewesen aller Art, und ihre Wunder beleben noch die letztenfinstern Tiefen. Hoch bis über die Wolken erheben sich dieschneebedeckten Häupter der Bergriesen, und in den Ebenenzu ihren Füßen dehnen sich Wälder und grüne Matten, unterbrochenvon den Städten der Menschen, über anderthalb tausendMillionen an Zahl, die diese weite Schöpfung zu beherrschenlernten, und deren Geist sich in alle Höhen und Tiefen schwingt.Wie geheimnisvoll arbeitet es in jeder Ader, in jedem Blatt,wie unendlich vielartig verschlungen ist das Geschehen dieserWelt allein! Überblickt man von ihr auch nur einen fast verschwindendkleinen Teil, so erkennt man die Unmöglichkeit, auchnur diesen Ausschnitt unserer Erdenwelt in seinem Wesen völligzu erfassen und zu durchdringen, und wir bewundern dieGröße der Schöpfung in jedem Infusor.

Und diese unermeßlich große schöpferische Kraft sollte sichdort oben am stillen Himmel noch unermeßlich viele Malewiederholen? Der Gedanke ist eben in Wirklichkeit unfaßbar;noch heute weigert sich der einfache Menschenverstand, seineMöglichkeit nur anzunehmen. Die vierhundert Jahre, dieseit der Großtat des Kopernikus verflossen sind, genügten beiweitem nicht, diesem revolutionärsten Gedanken, der je gedachtworden ist, und der diese ganze Erdenschöpfung aus demMittelpunkt der Welt verdrängte, allgemeines Bürgerrecht zu[6]verschaffen. Predigt man die neue Lehre auch allerorten, soist sie doch nur wenigen wirklich in Fleisch und Blut gedrungen.Hält sich nicht jeder einzelne, mit den wenigen Ausnahmeninnerlich bescheidener Menschen, für das wichtigste Glied seinerbesonderen Gemeinschaft, nicht für nur einen unter Millionen,und gibt es nicht heute noch Herrscher, die meinen, daß vonihnen allein alle Macht ausgehe, während auch sie regiertwerden, wie sie regieren, Glieder sind in einer Reihe von Verkettungenmächtigerer Einflüsse, als sie sie jemals üben können!So vermögen es sich auch nur wenige vorzustellen, daß dieseso unfaßbar große Erde nur ein kleines Glied in einer höherenOrganisation sein solle, in dem Planetensystem, wo Weltkörper,zum Teil noch viel größer als unsere Erde, Spielbällen gleich,mit ihr gemeinschaftlich um die Sonne kreisen, von ihr injeder Sekunde um viele Kilometer weit durch den leeren Raumgetrieben. Ein ungeheurer Gedanke, von dem man wohl begreifenkann, daß er Jahrhunderte braucht, um selbst in hervorragendenKöpfen ganz zur Reife zu kommen.

Das Weltsystem des Ptolemäus war dagegen menschlichviel verständlicher. In dem Münchener DeutschenMuseum, das sich den Physiksaal der Berliner Urania, vielfachvergrößert und vervollkommt, zum Vorbild genommen hat,ist ein sehr anschauliches, bewegliches Modell des ptolemäischenWeltsystems ausgestellt (Abb. 1). Wir sehen, wie die Erdeim Mittelpunkte ruhig steht, und wie von ihr eine Reihe vonStangen ausgeht, die die Planeten tragen. Zu diesen gehörtendamals auch Sonne und Mond. Diese beiden sind in demModell unmittelbar an den Enden der um die Erde laufendenStangen befestigt; dagegen trägt das Ende der andern fürMerkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn bestimmten Stangenje wieder einen Stangenast, der sich seinerseits um dasEnde der ersteren Stange in gewissen, für jeden Planeten verschiedenenZeiträumen dreht. Erst am Ende dieser Stangenästebefinden sich die Planeten, die sich also einmal um einenleeren Punkt (am Ende jener mit der Erde unmittelbar verbundenenStange) und erst mit diesem um die Erde selbstdrehen. Wir können mit eigener Hand das ganze System inBewegung setzen, und das Modell demonstriert uns dannad oculos, daß es wirklich so geht, daß man nämlich die Bewegungender Planeten, wie wir sie mit diesen selben Augenam Himmel beobachten, durch eine relativ einfache, mechanischeVorrichtung nachahmen kann. Weshalb sollten die Alten, die[7]von den wahren Wirkungen der Naturkräfte noch so wenigwußten, sich nicht denken können, von der Erde gingen derartigeStangen aus, die an Gelenken oder Ästen die Planetentrugen, während alles von einem geheimnisvollen Uhrwerk imtiefsten Innern der Welt umgetrieben wurde?

Abb. 1.

Die Gelenke, an denen sich die Planeten befanden, warendadurch notwendig geworden, weil man gesehen hatte, daß diese»Wandelsterne« nicht wie Sonne und Mond immer ingleicher Richtung den Himmel umwandelten, sondern zuweilenin ihrem Laufe stillstanden, zurückgingen, »rückläufig« wurden,wie man es auch heute noch nennt, wieder stillstandenund dann erst ihren gewöhnlichen Lauf von neuem aufnahmen.[8]Dies konnte man durch jene doppelte Bewegung ohne weitereserklären. Das Modell zeigt es. Wenn der Planet an seinerGelenkstange, wie ich sie einmal ganz einfach nennen will,gerade zwischen dem Punkte, um den er sich an dem Gelenkedreht, und der Erde vorbeikam, so bewegte er sich in umgekehrterRichtung wie der Gelenkpunkt selbst, der gleichmäßigum die Erde läuft. Der Planet wurde rückläufig. Wenn eraber jenseits stand, so summierten sich beide Bewegungen,der Planet lief schneller als gewöhnlich, und zwar rechtläufig;zwischen beiden Stellungen lagen Stillstandspunkte,in denen sich der Planet an seinem Gelenk entwedergegen die Erde hin oder von ihr weg bewegte. Den um dieErde selbst beschriebenen Kreisnannte man den Deferenten,den Kreis, den der Planet um seineGelenkstange beschrieb, deren Bewegungspunktauf der Peripheriedes Deferenten um die Erde lief,bezeichnete man als Epizykel. Jenach der Auswahl der Größe dieserKreise und der Bewegungsgeschwindigkeitenauf ihnen gelang es, diebeobachteten Schleifenbildungender Planeten am Himmel durchsolch einen Uhrwerkmechanismusnachzuahmen. Mehr konnte mandamals nicht verlangen. Ptolemäus hatte die Planetenbewegungendurchaus befriedigend »beschrieben«. Abb. 2 zeigt diesenMechanismus in einer handgreiflichen Konstruktionsweise.

Abb. 2. Epizyklischer Bewegungsmechanismus
nach Ptolemäus.

Ob die Dinge sich wirklich so verhielten, wie es diese Konstruktiondarstellte, darüber hat sich Ptolemäus niemals einUrteil erlaubt. Er blieb als echter beschreibender Forscherdurchaus auf dem Standpunkte stehen, den ihm die Kenntnisseseiner Zeit anwiesen, und stellte seine Annahme nur alseine »Arbeitshypothese« hin, auf deren Basis weiter geforschtwerden konnte. Im Gange einer exakten Forschung sind immerdrei Stufen hervorgetreten. Die erste erforscht das »Was«,die zweite das »Wie« und die dritte erst das »Warum«. Ptolemäusstand noch auf der Stufe, die zu erforschen hatte, was amHimmel vor sich ging, und dies brachte er in eine mathematischleicht zu übersehende und nachzubildende Form. Wie diese Bewegungenin Wirklichkeit stattfanden, und warum sie gerade[9]so und nicht anders geschehen konnten, das waren die beidenStufen, die erst nahezu nach zweitausendjähriger BeobachtungsarbeitKepler und Newton ersteigen konnten.

Kopernikus, nach dem das neue System benannt werdenmuß, da er die umwälzende Idee zuerst in eine strenge Formbrachte, hatte dennoch jene zweite Forschungsstufe nicht erreicht,und er selbst hat auch niemals Anspruch darauf erhoben.Er hatte nur erwiesen, daß die unbekannten Einrichtungen,die die Planeten bewegten, sich außerordentlich viel einfachergestalten, wenn man sich die Erde nicht mehr stillstehend, sondernsich um die Sonne drehend dachte, um die auch die andernPlaneten, mit Ausnahme des Mondes, sich ebenso wie die Erdebewegten. Dannkonnte man allejene Epizykel miteinem Male ausdem Uhrwerk fortlassen,ohne daß dieWiedergabe der beobachtetenBewegungendarunter leidenmußte. Aberauch Kopernikuskonnte gewisse epizyklischeBewegungennoch nicht entbehren,worauf wirhier nicht naher eingehenkönnen. Sein System blieb immer noch recht kompliziert.Es hatte zwar sehr viel mehr Wahrscheinlichkeit für sich alsdas ptolemäische, konnte aber für seine wirkliche Existenz ebensowenigeinen triftigen Grund angeben wie dieses.

Abb. 3. Erklärung der ungleichförmigen Bewegungder Sonne nach Hipparch.

Namentlich blieben manche Bewegungseigentümlichkeitenunerklärlich, die zum Teil schon Hipparch, der Nachfolger desPtolemäus auf dem astronomischen Lehrstuhl in Alexandrien,entdeckt hatte. Er sah, daß die Sonne sich durchaus nicht gleichmäßigum die Erde bewegte; im Winter lief sie schneller alsim Sommer. Da man nun an eine andere als eine Kreisbewegunggar nicht zu denken wagte, weil sie für ihn außerhalballer mechanischen Erklärungsmöglichkeit lag, so konnteman sich nicht anders helfen, als daß man die Erde dochbereits aus dem eigentlichen Mittelpunkte aller Bewegung[10]rückte. Sobald sie, entsprechend der Abbildung 3,zu dem von der Sonne jährlich beschriebenen Kreise exzentrischsteht, erklärt sich jene jahreszeitlich wechselnde Geschwindigkeitihrer Umlaufsbewegung. Da man die Ursache aller dieser Bewegungennicht kannte, und ja auch die epizyklische Bewegungum einen leer gedachten Punkt stattfand, so konnte man sichauch diese Lage des Bewegungszentrums der Sonne außerhalbdes Erdkörpers wohl als möglich vorstellen. Nun zeigte auchder Mond diese periodische Beschleunigung und Verlangsamungseiner Bewegung, die wieder nur darzustellen war, wenn mandas Zentrum seines exzentrischen Kreises an einen andernPunkt verlegte als das für die Sonne. Und noch dazu zeigtees sich, daß die Lage dieses Zentrums selbst wieder sich inetwa neun Jahren um die Erde bewegte. Ähnliches fand manspäter auch bei den Planetenbewegungen, die in ihren verschiedenenStellungen zur Erde ungleiche Schleifen durchliefen.Alle diese Ungleichheiten konnte auch Kopernikus nicht anderserklären, als es schon Hipparch getan hatte. Er blieb an derÜberzeugung von der in Wirklichkeit gleichmäßig schnellen Bewegungder Himmelskörper in Kreisen hängen.

Erst Kepler räumte mit allen diesen Schwierigkeiten auf,indem er die exzentrischen Kreise durch Ellipsen ersetzte.Seine drei Grundgesetze aller Bewegungen im Planetensystemheißen:

1. Alle Planeten bewegen sich in Ellipsen umdie Sonne, in deren einem Brennpunkt sie steht.

2. Die Bewegungen in diesen Ellipsen findenso statt, daß die von der Verbindungsliniezwischen Sonne und Planet, dem sogenanntenRadiusvektor, beschriebenen Flächen den dazuverwendeten Zeiten proportional sind.

3. Die Kuben der Entfernungen der Planetenvon der Sonne verhalten sich wie die Quadrateihrer Umlaufszeiten.

Mit diesen drei einfachen Gesetzen ließen sich nicht nuralle beobachteten Bewegungen der Planeten auf das genauestedurch die Rechnung wiedergeben, sondern man hatte sogardurch sie ein Mittel gefunden, die relativen Entfernungen imSystem festzuhalten, worüber man bis dahin nur ganz ungefähreVermutungen haben konnte.

Kepler hatte entdeckt, wie die Planeten sich bewegen;warum es so sein mußte, fand kaum fünfzig Jahre später[11]Newton, indem er nachwies, daß die Ursache aller dieser Bewegungenkeine andere sei als die, die auch den Stein aus unsererHand zur Erde fallen läßt, der allgemeinsten von allen täglichenErscheinungen. Aus dem einen Gesetz der Gravitationoder der allgemeinen Schwere, das besagt, daßalle Körper, welcher Art sie auch seien, alle andern Körper ingleicher Weise anziehen, und zwar so, daß diese Anziehungmit der Masse direkt proportional zu- und mit dem Quadratder Entfernung abnimmt, lassen sich die drei Keplerschen Gesetzeals logische Folgen mathematisch ableiten. Alle Bewegungender Körper unseres Planetensystems bis in ihre letztenFeinheiten, die unsere haarspalterische Beobachtungskunst aufdeckt,sind einzig und allein aus diesem einen Gesetze für Jahrhunderteund Jahrtausende in Vergangenheit und Zukunft zuberechnen. Theorie und Erfahrung sind im vollkommenen Einklangemiteinander, das Gebäude der Himmelsmechanik stehtvollendet da; nur Einzelheiten sind noch auszuarbeiten, besonders,wenn die Erfahrung neue Tatsachen herbeigeschafft hat, diesich aber bisher stets mit der Theorie in Einklang bringen ließen,wenn auch in einzelnen verwickelten Fällen dieser Einklang nichtsofort zu erzielen war. Wir werden im folgenden einige solcherFälle näher zu betrachten haben, wo eine anfängliche

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