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Bis zum antiken Griechenland (1/2)

Die Ursprünge der griechischen Kultur reichen bis ins 8. Jhr. Vor Christus zurück. Sie waren zu dem Zeitpunkt das Wissenschaftszentrum. Aus ihrer Kultur gingen eine Vielzahl an Philosophen hervor. Bis dato war die Astronomie so weit um kurzfristig Sonnen- oder Mondfinsternisse voraus zu berechnen. Um langfristiger Finsternisse voraus zu berechnen war die griechische Astronomie zu dem Zeitpunkt nicht so weit fortgeschritten genug um das hervorzusagen.

Denn es heißt, dass Thales um 600 v.Chr es gelang für einige Tage im Voraus eine Sonnenfinsternis zu berechnen. Möglicherweise hatte er auch Zugang zu ägyptischen oder babylonischen Dokumenten gehabt.
Ein Zeitgenosse von Thales war Pythagoras, der nach dem der Satz über das Hypothenusenquadrat im rechtwinkligen Dreieck bekannt ist. Er war es, der die These aufstellte, dass die Erde eine Kugel sei. Doch die Begründung war wohl eher philosophischer Natur: Die Erde müsse einfach eine Kugel sein, weil es die vollkommenste geometrische Figur darstellt.

In der Mitte des nächsten Jahrhunderts entdeckte Oinopides, dass die Erde auch um die Sonne kreisen müsse, mit einer Bahn die 23 Grad gegenüber den Polarstern geneigt wäre. Und das stimmt sehr zielsicher mit den etwa 23,5 Grad gegenüber dem Äquator.

Im Vierten Jahrhundert vor Christus gründete Alexander der Große auf einem seiner Feldzüge die Stadt Alexandria. Sie wuchs schnell zu einem heranblühenden Handelszentrum und zu einem Ort, welcher einen Treffpunkt für griechische und ägyptische Gelehrte. Das trug dazu bei, dass wenig später Alexandria die größte Bibliothek der damaligen Zeit inne hatte. Dort wurden auf Schriftrollen Unmengen an Wissen in der Antike niedergeschrieben.

Durch die Feldzüge von Alexander des Großen beeinflusste er und sein Lehrer Aristoteles weite Regionen bis nach Ägypten und in die andere Richtung weit in den Osten bis nach Persien. Das kam dem Kenntnisstand zugute. Doch einen entscheidenden Nachteil gab es. Aristoteles war der Meinung die praktische Arbeit Sklaven oder Handwerke, niedere Leute, zu lassen
Diese Verachtung und Niederträchtigung vermeintlich niederwertige Leute und Menschengruppen hat einen negativen Eindruck in Abdruck hinterlassen, welcher erst in der Renaissance verschwand.

Wiederum fast ein Jahrhundert später begann Aristarchos mit seiner Aufgabe. So wie Pythagoras zuvor wurde er auf Samos geboren, Nahe von den Städten Ephesos und Miletos welche heutzutage auf dem türkischen Festland liegen würden. Später zog er nach Alexandria um, um seine astronomischen Studien zu vertiefen, ergänzen und vervollständigen. Er entwickelte sechs Hypothesen die Entfernung vom Mond zu ermitteln versuchen. Hierbei bedient er sich ausschließlich des Phänomens der Mondfinsternis.

Er beobachtete und kannte den Winkel des Erdschattens und bestimmte ihn auf ein halbes Grad. Bei seiner Wanderung durch den Erdschatten während einer Mondfinsternis legt der Mond nach Aristarchos zwei Monddurchmesser zurück. Das bedeutet, dass die Entfernung Erde – Mond ein Drittel so lang sein muss wie der Kernschatten lang ist.
Durch seine Rechnerei zuvor, welche übrigens im Zweiten Teil näher durchleuchtet wird, wusste er, dass der Erdschatten etwa 230 Erdradien lang ist. Ein Drittel davon sind 72 Erdradien. Das war ein guter Annäherungswert. Diese und andere Berechnungen konnte er allerdings nicht zum Abschluss bringen, weil er nicht herauszufinden vermochte, wie groß ein Erdradius ist. Denn damit hätte er auch sämtliche andere Längen verrechnen können. Seine Werte sind für die damalige Zeit präzise genug um eine Richtung anzugeben. Trotz seiner Unkenntnis, welcher einfach daran lag, weil das Wissen nicht verfügbar war, und deshalb seine Berechnungen im Grunde wertlos machten ohne Einheiten, wird er mit dieser Kühnheit und Kombinationsgabe zu einer der großen Astronomen gezählt.

Im Dritten Jahrhundert vor Christus kam Eratosthenes von Kyrene nach Alexandria wiedermals und wurde Leiter der Bibliothek. Dieser versuchte den Erdumfang zu machen, in dem er über den Schatten zweier Stäbe zur Sommersonnenwende am Mittag. Diese waren auf einem Meridian und entfernten sich mit einigen hundert Kilometern: Einer stand in Alexandria und ein andere in Syene, da wo Eratosthenes den Wendekreis vermutete. Er beobachtete den Schatten in Syene und stellt fest, das dort der Stab keinen Schatten wirft. Doch in Alexandria wirft der Stab einen Schatten und den bestimmt der auf 7,5 Grad.
Daraus schließt er im Koordinatennetz der Erde 7,5 Breitengrad und diese Entfernung, Alexandria – Syene, bestimmte er auf 10 000 Stadien (Die Länge eines Sportstadions), wobei der genaue Wert dieser Einheit unbekannt ist. Man geht von etwa 80 Metern aus, wobei auch die Rede von bis zu 190 Metern ist. Bei 80 Metern kommt eine Zahl von 38400 Kilometern für den Erdumfang aus. Eine sehr genaue Bestimmung. Allerdings muss man sich fragen, ob die Maßeinheit nicht rückwirkend aus dem bekannten Erdumfang ermittelt wurde.

Das ist bloß eine Aneinanderreihung von Ereignissen der griechischen Geschichte in der Astronomie. Sicher ist die Geschichte, die Ereignisse die erfasst wurden nur stichprobenartig. Vieles werden wir noch herausfinden können, denn es gibt sicher noch eine ganze Menge, welche noch nicht erfasst wurde. In dem Punkt können wir uns auf die nächsten Jahre freuen bis wieder Entdeckungen gemacht werden.

Alle Planeten sind in gewissermaßen verschieden und trotzdem folgen sie einen Muster. Die Venus ist so groß wie die Erde, etwas kleiner bloß, geringere Dichte und Masse. Die Venus ist allerdings an zweiter Stelle und damit näher an der Sonne dran. Doch sie hat eine unwirtliche Atmosphäre: Über 96% nur Kohlenstoffdioxid und einen unglaublichen Druck von 91,6 Bar. Damit ist klar: Die Venus ist ein gigantischer, massiver Treibhaus. Weiterhin hat die Venus hat übrigens fast eine kreisrunde Bahn und hat wieder keinen Mond.

Die Venus ist, wie der Merkur näher als die Erde an der Sonne und das bedeutet, dass sie entweder kurz vor Sonnenaufgang oder kurz nach Sonnenuntergang zu sehen ist. Die Venus hat durch ihre helle Atmosphäre eine hohe Albedo, oder Abstrahlung (Reflexion), was wiederum die Venus zu einem hellen Planet der sich abends oder früh morgens klar erkennbar macht. Planeten zeichnen sich übrigens dadurch aus, dass sie nicht funkeln, weil sie viel näher als die Sterne sind und so nicht viele Möglichkeiten haben das Licht zu stören.
Durch die dichte Atmosphäre sieht man mit einem Teleskop nichts, dass heißt also man sieht keine Oberflächenstrukturen.

Die Venus, davon darf man ausgehen, war schon vor den Sumerern bekannt, obwohl diese die Venus als Erstes dokumentierten. Die Venus wird in vielen Mythologien mit der Göttin des Lichts oder der Liebe betitelt. Sie ist in noch mehreren Fällen weiblich.

Die Atmosphäre und das Klima auf der Venus sind einzigartig. Erst ihre superdichte Atmosphäre und dann noch die Zusammensetzung. Nämlich besteht die Atmosphäre aus 96,5% aus Kohlenstoffdioxid der Rest von 3,5% ist Stickstoff und als Spurengase sind Edelgase und Wasserdampf sowie Schwefelsäure als dichte, neblige Wolken-Suppe. Außerdem wurden EM-Impulse innerhalb der Atmosphäre registriert welche möglicherweise Blitze sind, allerdings wurden bisher keine Leuchterscheinungen, welche ja Blitze erzeugen, gesichtet.
Die Atmosphäre ist undurchsichtig und somit kann man auch keine Oberflächenstrukturen erkenn oder herausfiltern. Das liegt daran, weil die Wolken aus Schwefelsäure Tröpfchen und Chlor oder Phosphorhaltige Aerosole 20 km dicht sind und dadurch man überhaupt keine Chance hat, etwas zu sichten. Dadurch und dadurch, dass die Atmosphäre im Allgemeinen hell ist, strahlt die Venus 77% der Energie, sei es Licht oder Wärme, ab. Die aufgenommene Reststrahlung bleibt zu zwei Drittel in den Wolken hängen. Diese Wolken erhalten durch diese Energie einen Drift in die Drehrichtung der Venus. Dadurch wandern die Wolken mit 100m/s oder 360 km/h mit der Rotation und brauchen für ein Durchgang vier Tage. Warum das allerdings so abläuft und nicht anders ist unklar.
Die Wolken wandern in Strömen zu den Polargebieten und bildet durch Konvektion große Y-förmige Wolkendecken. Am Boden haben wir nach aktuellem Forschungsstand nur geringe Windgeschwindigkeiten gemessen (bis zu 7 km/h). Durch die hohe Gasdichte kommt das auf der Erde einer mäßigen Brise gleich, welche z.B. Staub bewegt. Auf der Oberfläche kommt nur zwei Prozent des Lichts der Sonne an, das führt u.a. zu einer milchigen Sicht und einer Helligkeit von einem hellen Tag im Winter. Die Sichtweite beträgt deshalb etwa drei Kilometer. Das was nicht von den Wolken absorbiert wird, wird dann über weitere Absorption in der Troposphäre, der untersten Atmosphärenschicht, absorbiert. Dadurch wird Wärmestrahlung im Infrarot-Bereich frei und dies führt wiederum dazu, dass noch mehr absorbiert wird. Das nennt man auch Venus-Syndrom.
Trotz der langsamen Rotation wird durch die dichte Atmosphäre sehr gut die Wärme sehr gleichmäßig verteilt. Da gibt es ein Minimum von 440°C in Bodennähe um ein Minimum auf den höchsten Berge von 380°C und einem Druck von „nur“ 45 Bar. Das Maximum beträgt an den tiefstgelegenen Orten 493°C und ein Druck von 119 Bar. Ohne die Wolkendecke, welche gut reflektiert, wäre es auf der Venus ungemein heißer.

Die Oberfläche ist wegen der Hitze grau glühend und vulkanisch aktiv. Die Oberfläche der Venus ist einer der jüngsten. Es gibt entgegen der dichten Atmosphäre vergleichsweise viele Krater. Durch die Hitze gibt es Plattentektonik auf der Venus. Die Venus ist ähnlich wie der Mars durchsetzt von Tälern und Rinnen, Bergen und Vulkanen, Regionen und große erhöhte Flächen in denen einst Lava floss.

Sonst ist der Aufbau stark ähnelnd der Erde. Auch erwähnenswert ist die retrograde Rotation der Venus. Laut IAU ist bei jedem Planet da der Nordpol, auf der Seite der Ekliptik auch der Erde ihrer ist. Nach dieser Definition dreht sich die Venus entgegen der allgemeinen Drehrichtung.

Die Venus wurde am Ende der 60er und in den 70ern stark von besonders sowjetischen Raumsonden besucht. Ihre Erfolge brachten die meisten wissenschaftlichen Erkenntnisse. Besonders mit ihrer Venera-Reihe brachten sie große Erfolge und landeten in der späteren Phase auch trotz den widrigen Bedingungen auf der Venus.

Venus in Zahlen:

Im Zweistromland

In eine fruchtbaren Ebene im heutigen Irak zwischen Euphrat und Tigris liegt das Zweistromland – Mesopotamien. Dort entstanden vor 10 Tausend Jahren die Kultur der Sumerer und der Babylonier. Sie ist damit älter als die meisten anderen Kulturen und war auch die erste Hochkultur im engen Sinne. Schon dort erstellten dann etwa 3 Tausend Jahre später Kalender, in denen sie Zeitpunkte wie Aussaat, Ernte und Feste notierten. Nichts Neues für den begeisterten Leser. Doch mit ihren Kalender standen sie, wie alle anderen vor einem Problem: Sie mussten die Abläufe des Mondes und der Sonne aufeinander abstimmen. Der Mondzyklus dauerte 30 Tage. Ein Monat. Vom Neumond zum anderen. Der Sonnenzyklus dauerte 360 Tage. Ein Jahr. Also gibt es 360/30 = 12 Monate.

Jetzt ist es so, das die sumerische Schrift die Keilschrift war und sie mit weichen Griffel auf Tontafel ritzten und danach brannten oder trocknen.
So bedeutete der vierte Monat „Saat“, der elfte „Ernte“ und der letzte von den zwölf Monaten „Haus“ oder „Scheune“, damit ist die Lagerung von Getreide wohl gemeint. So wusste man, wann es Zeit war zu sähen, ernten und lagern.

So, wie Sie es sich schon vorstellen können war dieser Kalender von hoher Ungenauigkeit. Ein Jahr sind etwas mehr als 365 Tage und nicht mehr als 366 Tage. So kam es, dass ihr Kalender verrutschte. Die Ernte war im Monat „Ernte“ noch nicht reif, im vierten Monat der Saat war es noch zu kalt.
Das lösten sie, indem sie einfach jedes sechste oder siebte Jahr einen Monat hinzufügen. Sie wussten also, dass ihr Kalender zu kurz ist, doch ändern wollten sie am liebsten nichts, denn mit 360 lässt sich gut rechnen. So teilten sie als Erste den Himmel und die Kugel und den Kreis in 360 Teile auf, die wir heute „Grad“ nennen. Daraus ließ sich 60 ableiten. Die Sechzig verwendeten sie dann für die Einteilung der Zeit. 60 Sekunden sind eine Minute und 60 Minuten sind eine Stunde.

Gehen wir zu den Babyloniern. Als Hammurabi oder Hammurapi König von Babylonien wurde, wurde Babylon das kulturelle Zentrum der Region. Der nur geringfügig veränderte Kalender aus Ureszeiten, auch schon für die Babylonier: Jeder Monat beginnt mit dem Erscheinen einer Mondsichel. Allerdings kannten die Babylonier nun die Woche; die bekannten beweglichen Himmelsobjekte standen für die Wochentage: Sonne, Mond, Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn. Das finden wir heute noch bei den Franzosen. Sie unterteilten den Sternhimmel in einem Tierkreis mit sechs unterschiedlich großen Häusern.

Außerdem waren die Babylonier auch hervorragende Mathematiker. In ihren Texten finden sich Beschreibungen zu wichtigen geometrischen und trigonometrischen Erkenntnisse. So berechneten sie zum Beispiel die Zahl Pi auf 3 1/8. Das entspricht einem Fehler von bloß 0,53 Prozent. Auch konnten sie bereits laut einer erhaltenen Keilschrifttafel quadratische Gleichungen lösen.

Ihr Weltbild wird im folgenden beschrieben:
Im Altertum stellten sich die Menschen die Erde oft als eine hohle Halbkugel vor, welche auf den Gewässer der Erde schwimmen. Dieses Konzept eines Weltbildes, die schiffartige Erde ist eines der ältesten Weltbildern überhaupt. Sie waren der Meinung, dass die Erde ein der Mitte des Universums stünde und das Zentrum des System der Planeten.
Über der Erde spannte sich das Himmelsgewölbe, von wo aus die Götter kontrollierten und herrschten. Durch ein Tor im Osten ging täglich die Sonne auf und ging durch ein anders Tor im Westen wieder unter. Am Himmel schienten Sterne, Kometen und Meteoriten sowie die Planeten, die Wandelsterne, Im Osten befand sich ein heller Berg des Sonnenaufgangs und im Westen sein Gegenspieler, welcher dann dunkel war. Im Südwesten lag die Insel der Verdammten. Unter der Welt befand sich das Reich der Toten, welches aus sieben konzentrische Ringe bestand.

Willkommen zu dem Ersten Teil der langwierigen Serie, in welcher wir kosmische Objekte und Begriffe kurz und bündig erklären oder eben einfach schreiben.

In unserem ersten Teil geht es um die Sonne. Die Sonne ist der zentrale Stern unseres Sonnensystem. Alle Planeten in unserem Sonnensystem. Alle Pünktchen am Himmel die sich scheinbar wie Flugzeuge über den Himmel sausen, bloß scheinbar viel langsamer. Die Sonne bindet also durch ihre Masse alle Dinge in der Nähe und lässt diese um sie kreisen. Allein konnten die Planeten, Kometen und andere interplanetare Objekte aber nicht um sie kreisen. Würde man sie einfach dahin setzen, dann würden sie zur Sonne strudeln. Dieser Impuls, welcher also die Planten verleitet sie um sie kreisen zu lassen kommt noch aus der Anfangszeit unseres Sonnensystem.

Die Sonne ist ein Stern. Sterne haben die Eigenschaft zu leuchten und Wärme zu verteilen. Sterne sind allgemein hin zu Planeten schwer und groß. Sterne bestehen aus Gasen wie in Gasriesen, nämlich die beiden einfachsten Atome Wasserstoff (H), und Helium (He) und aus Spurenelementen wie Metalle, Halbmetalle und weitere Gase. Diese Gase werden durch den gewaltigen Druck, welcher durch den Stern selbst entsteht. Gravitation, die Kraft der Schwere. Sie drückt also alles zusammen und verursacht dabei Hitze. Enorme Hitze. Sogar soweit, dass die Fusion von Wasserstoff zu Helium einsetzt (Proton-Proton-Reaktion). Doch bei diesen Temperaturen, die Rede ist von einigen tausenden Kelvin bis hin zu Million Kelvin, im Kern sogar bis zu 16 Millionen Kelvin reichen die Temperaturen nicht für eine Fusion von Wasserstoff. Hierfür verantwortlich sind sogenannte Quantentunneleffekt. Hier entsteht in Grunde eine Art Kanal zwischen den Atomen, welche es schaffen, dass die beiden Atomkerne sich anziehen und dann fusionieren.

Die Sonne entstand, mit unseren Planeten und alles was außen drum herum schwirren mag, vor etwa 4,57 Milliarden Jahren und damals konzentrierten sich an dem Flecken Kosmos Unmengen an Gas und Staub und dann musste es dazu kommen, dass sich alles zu einem Punkt bewegte, eben durch diese Gravitation, und dort im Zentrum eine Kugel bildete, welche immer heißer und größer wurde und viel verschluckte. Automatisch, wie durch Geisterhand, bewegte sich dann die Materie, weil die Materie sich ja zur Sonne hin anzog in eine Flussrichtung, in dem sich alles bewegte. Als die junge Sonne sich fertig bildete und in der Akkretionsscheibe, die Scheibe, in der sich das Staub und Gas bewegte, formten sich, durch Fluktuationen in der Dichte, Masseansammlungen, welche sich über die Zeit anhäufte. Diese Masseansammlungen wuchsen zu Klumpen und Steinchen, zu den Planetesimalen den Protoplaneten und formten sich zu Kugeln und kreisten um ihre Sonne herum. So kam es, dass 99,86% der Masse im Sonnensystem in der Sonne sich befindet.
So viel dazu. Über die Entstehung des Planetensystem kann ich gerne zu einem späteren Zeitpunkt mehr schreiben.

Die Sonne in Zahlen: