Steinzeit

Astronomie im Altertum

Zeitmessung, Religion, Lebenshilfe?

Die Astronomie ist die älteste Naturwissenschaft. Seit es Menschen auf dieser Erde gibt, ist der Sternenhimmel ein bevorzugtes Objekt ihrer Wissbegierde. Die systematische Himmelsbeobachtung setzte in dem Augenblick ein, als die Gestirne in Kultur und Religion einen bevorzugten Platz zugewiesen bekamen und gleichzeitig zur Zeitbestimmung und Orientierung als Lebenshilfe notwendig wurden. Von der täglichen Zeitmessung führt der Weg direkt zum jährlichen Kalender.
Die ältesten astronomischen Beobachtungen werden überliefert durch Schriften und Kulturdokumentationen der alten Kulturvölker des Nahen und des Fernen Ostens. Es gibt chinesische Aufzeichnungen über Sonnenfinsternisse aus dem 3. Jahrtausend v. Chr. Ähnlich weit zurückreichende Berichte gibt es im indischen und babylonische Kulturkreis. Und es ist berechtigt anzunehmen, dass die Mayavölker Mittelamerikas sogar schon im 4. Jahrtausend v. Chr. regelmäßige Himmelsbeobachtungen durchgeführt haben. Die Auslegung einer alten Mayahandschrift, des sogenannten Dresdener Kodex, weist auf die Beobachtung einer totalen Mondfinsternis am 15. Februar des Jahres 3379 v. Chr. hin!

Die Gestirne spielen im Altertum die Rolle von Göttern. So ist jede himmelskundliche Beobachtung Hilfsmittel für Religion und Mythos. Hier liegt auch die Wurzel für die Astrologie, der Glaube an den Einfluss der Sterne auf das menschliche Schicksal. Erst allmählich gelingt es der Menschheit, die physikalische Wirklichkeit des Kosmos zu erkennen. Unbeschadet der religiösen Bindung astronomischer Beobachtungen im Altertum, verfügten die Menschen jener Zeit schon über verblüffende mathematisch bzw. astronomische Kenntnisse. Die Orientierung nach der Sonne veranlasste die Menschen der Steinzeit zur Errichtung der Kultbauten von Stonehenge in England und den Steinreihen von Camac in Frankreich. Alte Zeitmarken im Alpenraum sind die sogenannten Uhrenberge, deren Namen, wie Neuner-, Elfer-, Zwölfer- und Einserspitze, noch heute an den einstigen Zweck erinnern, nämlich gigantische natürliche Zeitmarken zu sein.

Seit über 5000 Jahren wird von der Erde aus das Geschehen im Weltraum verfolgt, nur 390 Jahre davon mit dem Fernrohr. Die Astronomen des Altertums und des Mittelalters sind allein auf ihre Augen angewiesen. Einfache Mess- und Visiergeräte sind ihre einzigen Hilfsmittel. Doch die Grundlagen der sphärischen Astronomie werden bereits von den Ägyptern und Babyloniern erkannt. Die Bestimmung der Jahreslänge steht im Mittelpunkt des Interesses. Die scheinbare Bewegung der Sonne durch die Sternbilder des Tierkreises ist die nahe liegende natürliche Grundlage für Zeitmessungen. Im Gegensatz zu den Bahnen der Planeten - Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn sind in der Antike bekannt - ist die Bahn der Sonne nicht kompliziert. Die Himmelskundigen nennen sie Ekliptik, die "Linie der Finsternis", weil sich dort auffällige Erscheinungen wie die Sonnen- und Mondfinsternisse abspielen. Man weiß bereits, dass Sonnenfinsternisse nur bei Neumond und Mondfinsternisse nur bei Vollmond auftreten. Die Wiederkehrperiode der Finsternisse, der sogenannte Saroszyklus (18 Jahre 11 Tage) ist Babyloniern und Chaldäern 1000 Jahre v. Chr. wohlbekannt. Mit Hilfe dieses Zyklus sagt Thales von Milet eine Sonnenfinsternis voraus, die dann auch prompt am 22. Mai 585 v. Chr. stattfindet.

Alle wichtigen Punkte auf der Ekliptik sind im Altertum bekannt: Frühlings- und Herbstpunkt (Äquinoktien) und Sommer- und Wintersonnenwende (Solstitien). Aus der Wiederbeobachtung der Sonnenwenden folgt die Definition des tropischen Jahres (die Bezeichnung hat mit den Tropen nichts zu tun, sondern stammt von den griechischen Wort "tropos"=Wende). Die Wiederbeobachtung eines bestimmten hellen Fixsterns in der Morgendämmerung dient den antiken Sternkundigen als Kriterium für das siderische Jahr. Den tatsächlichen Wert dieses Jahres mit 365,256 mittleren Sonnentagen verfehlen die Babylonier nur um viereinhalb Minuten, und die Dauer des Sterntages, also einer Umdrehung der Fixsternsphäre als Folge der Erdrotation, rechnen sie um 3/100 länger.

Auch mit der Gestalt der Erde beschäftigen sich die antiken Astronomen recht ausführlich. Viele Vorstellungen stehen zur Diskussion, angefangen von der Erde als einer flachen, auf dem Wasser des Ozeans schwimmenden Scheibe bis zur zylindrischen Säule. Der Sokratesschüler Platon (427-347 v. Chr.) lehrt die Kugelgestalt der Erde; wahrscheinlich vor ihm schon die Gelehrten Pythagoras (580-500 v. Chr.) und Xenophanes (565-480 v. Chr.). Bei Aristoleles (389-322 v. Chr.) ist die Kugelgestalt bereits eine Selbstverständlichkeit. Als Beweismittel dient die Erdkrümmung, die Tatsache, dass auf hoher See zuerst die Mastspitze des Schiffes zu sehen ist und dass die Höhe des Himmelspols nach Norden steigt, nach Süden fällt. Die nordsüdliche Krümmung beweist das letzte Argument eindeutig. Und Aristoteles macht darauf Aufmerksam, dass der Rand des Erdschattens bei der Mondfinsternis immer die Form des Kreisbogens mit gleicher Krümmung hat. Die Kugel ist der einzige geometrische Körper, dessen Schatten immer kreisförmig auf einer Projektionsfläche begrenzt ist.

Kopfzerbrechen machen die Bahnen der Planeten. Sie passen nicht in das Dogma von der gleichförmigen Kreisbewegung aller Gestirne - ein Dogma, das eng verknüpft ist mit religiösen Vorstellungen jener Epoche, mit dem Glauben an die Harmonie auf der Erde und natürlich erst recht im Himmel. Ptolemäus (ca.100 bis 175 n. Chr.), der berühmte Astronom der Spätantike, versucht die Ungleichförmigkeit der Planetenbewegungen unter Zuhilfenahme des Epizykel und der Exzentrizität zu erklären. Ein Epizykel ist ein Kreis, auf dem sich der Planet mit gleich bleibender Geschwindigkeit fortbewegt. Der Mittelpunkt dieses Kreises wandert seinerseits auf einem anderen Kreis, in dessen Mittelpunkt bzw. exzentrisch davon die Erde gedacht ist. Mit viel Scharfsinn hat Ptolemäus sein System entwickelt, das der Gelehrtenwelt immerhin erst 1300 Jahre später verbesserungsbedürftig erschien.

Die Zeit zwischen Ptolemäus und Kopernikus wird oft als Ruhepause, ja als Epoche des Niedergangs bezeichnet. Zwar hat sich in Bezug auf das Weltbild in der Tat nichts geändert, dafür sind aber zahlreiche Neuerungen und Verfeinerungen der mathematischen Methoden und instrumentellen Hilfsmittel geschaffen worden. Es sind in erster Linie die Araber, die Mathematik und Beobachtungstechnik konsequent weiterentwickelten - denken wir nur an den Kosinussatz der sphärischen Trigonometrie, den Al Battani (gest. 929 n. Chr.) formuliert, und an die Tafeln der Funktion Sinus und Tangens, die von seinem Landsmann Abul Wefa (940-998) stammen. Die Araber sind es auch, die das antike astronomische Wissen an das Abendland überliefern. Dort wird die Beschäftigung mit der Himmelskunde Bestandteil jeder akademischen Bildung. Die Übernahme der arabischen Astronomie ist nur möglich, weil man sich für Naturwissenschaften interessiert. Dem Hinweis auf die mittelalterliche Theologie als dem großen Hindernis für die Entfaltung der Naturwissenschaften stehen die Zeugnisse berühmter Theologen entgegen: Thierry von Chartes, Hugo von Sankt Viktor, Albertus Magnus, Thomas von Aquin und andere mehr. Sie rühmen die Astronomie als Hilfe des Menschen bei der wahren Gottes- und Welterkenntnis.