Astronomie

(griechisch) auch: Stern-, Himmelskunde;

Die Astronomie ist die Wissenschaft von den Gestirnen und vom Aufbau des Weltalls. Sie erforscht die zeitlichen Veränderungen, die Verteilung, die Bewegungen und das Verhalten der Materie außerhalb der Erde. Untersucht werden v.a. die Planeten, Kometen, Meteore, Sterne, interstellare Materie und Galaxien, als Basis dient die Analyse der elektromagnetischen Schwingungen, die aus dem All kommen.

Einteilung

Die heutige Astronomie lässt sich in verschiedene Gebiete unterteilen. Ihre unerlässliche Basis sind dabei Mathematik und Naturwissenschaften.

Die Astromechanik behandelt die Bewegung der Himmelskörper auf der Grundlage der Gravitationstheorie und der Mathematik. Die Astrometrie bestimmt die Position der Himmelskörper und erforscht ihre durch die Gravitation bedingte Bewegung. Die Astrophysik untersucht die Bestandteile der Himmelskörper und ihre physikalischen Phänomene. Das Gebiet der Kosmologie betrifft die Erforschung des Universums in seiner Gesamtheit.

Geschichte

Altertum und Mittelalter

Die Astronomie ist eine der ältesten Wissenschaften. Systematische Himmelsbeobachtungen führten die Chinesen, Ägypter und Babylonier schon ca. 3000 v.Chr. durch; sie dienten zunächst v.a. der Zeitbestimmung und der Orientierung. Die größten Erfolge auf dem Gebiet der Sternkarten und der Kalender hatten die Babylonier. Sie führten auch den zwölfteiligen Tierkreis (Sternbilder auf der Ekliptik) ein.

Erst griechische Gelehrte versuchten ab dem 5. Jh. v.Chr. eine Erklärung für die beobachteten Himmelsphänomene zu finden. Die Erde wurde als Kugelgestalt erkannt. Die Griechen gingen von einem geozentrischen Weltbild aus, also von der Erde im Mittelpunkt, um die sich die Sonne und die Planeten bewegen. Wichtige Untersuchungen zu den Planetenbewegungen machte unter anderem Eudoxos von Knidos um 370 v.Chr. Er nahm eine große Himmelskugel an, auf der alle Sterne und Planeten befestigt seien und die sich ein Mal am Tag um die Erde drehe. Bereits der griechische Astronom Aristarch von Samos vermutete um 260 v.Chr., dass die Erde um die Sonne kreise, doch setzte sich seine Vorstellung nicht durch. Basierend auf dem geozentrischen Weltbild entwickelte Ptolemäus im 2. Jh. n.Chr. ein System komplizierter Kreisbewegungen (Epizykel), mit denen er die Planetenbahnen vorausberechnen konnte.

Sein Werk wurde um 800 ins Arabische übersetzt; arabische Gelehrte wie al-Battani und al-Biruni entwickelten die griechische Astronomie weiter, erstellten neue Sternenverzeichnisse und Tabellen mit den Planetenbewegungen.

Neuzeit

Erste Zweifel am ptolemäischen System kamen im 15. Jh. auf; aber erst im 16. Jh. löste das heliozentrische Weltbild des N. Kopernikus, nach dem die Sonne der Mittelpunkt der Welt ist, die alte Vorstellung ab. T. Brahe entwickelte parallel dazu ein Modell, in dem die Planeten sich um die Sonne bewegen, diese aber um die Erde kreist. Auf den Berechnungen von Brahe fußend formulierte J. Kepler die Gesetze der Planetenbewegungen (Ellipsenbahnen).

Durch die Entdeckung des Fernrohrs um 1600 waren genauere Beobachtungen des Sternenhimmels möglich: G. Galilei entdeckte 1610 die Jupitermonde, die Sonnenflecken und erforschte die Mondoberfläche. 1612 entdeckte S. Mayr den Andromedanebel.

In der zweiten Hälfte des 17. Jh.s. wurden die ersten Sternwarten gegründet (Paris 1669, Greenwich 1676); 1676 gelang O. Rømer die Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit.

Ein wichtiger Schritt war die Bestätigung des kopernikanischen Weltbildes und der Kepler'schen Gesetze durch die Gravitationsgesetze von I. Newton (1666), der die Bewegungen der Gestirne mit der Anziehungskraft zwischen Sonne und Planeten erklären konnte.

Das 18. Jh. brachte eine Ausweitung der Astronomie auf Bereiche außerhalb unseres Sonnensystems mit der Erforschung der Fixsterne und des Milchstraßensystems (Spiegelteleskop von W. Herschel). E. Halley gelang zum ersten Mal die exakte Vorausberechnung der Ellipsenbahn eines Kometen. Durch verbesserte Fernrohre (J. Fraunhofer) machte die Planetenbeobachtung große Fortschritte. Gauß entwickelte neue Methoden der Bahnberechnung von Kometen und Planeten. 1846 wurde die Position des Neptun berechnet (J. Le Verrier), ein Jahr später wurde er von J.G. Galle mit dem Teleskop beobachtet.

Mit den von R. Bunsen und G. Kirchhoff um 1860 entwickelten Spektroskopen konnte die chemischen Zusammensetzung von Himmelskörpern erforscht werden - damit war das Forschungsgebiet der Astrophysik geboren.

20. Jahrhundert

Im 20. Jahrhundert wurden mithilfe immer größerer Teleskope weit entfernte Galaxien und Sternhaufen erforscht und so neue Erkenntnisse über Ursprung und Entwicklung des Weltalls gewonnen. Das Gebiet der Radioastronomie untersucht die kosmische Strahlung von Himmelskörpern und erforscht Quasare und Pulsare. 1965 wurde die kosmische Hintergrundstrahlung entdeckt, die neue Erkenntnisse über die Entstehung des Universums ermöglichte.

In jüngster Zeit hat die Entwicklung der Raumfahrt und der Einsatz von unbemannten Raumsonden der Planeten- und Kometenforschung großen Auftrieb gegeben. Dazu hat auch die moderne Computertechnik mit der Möglichkeit der elektronischen Bildverarbeitung beigetragen. Mit dem Hubble-Weltraumteleskop lassen sich neue Erkenntnisse über weit entfernte Galaxien gewinnen. Auch die Infrarot-Astronomie hat in den letzten Jahren einen großen Aufschwung genommen.