• vom 25.01.2013, 13:20 Uhr

Forschung

Update: 25.01.2013, 13:25 Uhr

Forschung

Ein unachtsamer Augenblick




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Von Christian Pinter

  • Vor 400 Jahren nahm Galileo Galilei einen unbekannten Lichtpunkt am Himmel wahr. Er beachtete ihn aber nicht weiter und versäumte so die Entdeckung des Planeten Neptun.

Florenz, im Jänner 1613: Galileo Galilei richtet sein schlankes Fernrohr zum Himmel. Schon hat er damit Berge und Täler auf der Oberfläche des Mondes entdeckt und die Lichtphasen der Venus. All das verwandelt er in Argumente für die höchst umstrittene kopernikanische Lehre. Nun studiert er wieder die vier Jupitermonde, die er drei Jahre zuvor erstmals erblickte. Das Stellungsspiel des Mondquartetts kann Galilei mittlerweile vorher berechnen. Es soll als "Himmelsuhr" dienen, die Seefahrern eine Standortbestimmung fern der Küsten ermöglicht. Um seine Tafeln der Jupitermondbewegungen zu überprüfen, visiert Galilei den Planeten immer wieder an.

1989 sandte Voyager-2 dieses Neptun-Porträt zur Erde.

1989 sandte Voyager-2 dieses Neptun-Porträt zur Erde.© Foto: NASA 1989 sandte Voyager-2 dieses Neptun-Porträt zur Erde.© Foto: NASA

Im Gegensatz zu den Fixsternen ziehen Planeten langsam durch den Tierkreis. Mit 18-facher Vergrößerung sieht der Gelehrte, wie sich Jupiter durch das Sternbild Jungfrau bewegt. Am 28. Jänner 1613 bildet er mit zwei Lichtpünktchen eine gerade Linie. Doch seltsam: Der gegenseitige Abstand dieser beiden mutmaßlichen Fixsterne ist ihm vergangene Nacht etwas größer vorgekommen. Hat er sich da etwa getäuscht? Der Italiener trägt den Anblick in sein Tagebuch ein.


Vielleicht vereiteln Wetterkapriolen die weitere Beobachtung. Jedenfalls schenkt Galilei dem schrumpfenden Abstand der beiden schwachen Lichter keine Beachtung mehr. So entgleitet ihm eine atemberaubende Entdeckung. Tatsächlich ist der unterste Lichtpunkt nämlich kein Fixstern, sondern ein noch unbekannter Planet! Damals umfasst der planetare Reigen nur Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn. Als Kopernikaner zählt Galilei auch die Erde hinzu; er darf dies, denn noch ist die kopernikanische Hypothese nicht verboten! Mit dem fernen Saturn endet die Reihe in jedem Fall. Dahinter wähnt man die Fixsternsphäre.

Die verpatzte Chance
Galilei strebt danach, Neues am Himmel zu entdecken. Hätte er den blassen Lichtpunkt als Planeten erkannt, wäre er in Jubel ausgebrochen. Angesichts der überaus langsamen Bewegung hätte man den Fund weit jenseits des Saturns ansiedeln müssen. Wie Keplers drittes Planetengesetz ein paar Jahre später gezeigt hätte, ist er sogar dreimal weiter entfernt als Saturn. Die Kopernikaner glauben an einen sehr ausladenden Kosmos, anders als die Anhänger des traditionellen, erdzentrierten Weltbilds. Ein dermaßen ferner Planet wäre Galilei gerade recht gekommen.

Wie würde er die neue Welt benannt haben? Die Jupitermonde schenkte er ja den Medici, die ihn postwendend zum Hofphilosophen kürten (die Mondnamen "Io", "Europa", "Ganymed" und "Kallisto" wurden erst später gebräuchlich). Hätte sich Galilei jetzt bei seinem Patron, dem toskanischen Großherzog Cosimo II., mit einem Planeten namens "Cosimo" bedankt? Oder hätte er den Stern Papst Paul V. gewidmet?

Der verpatzten Entdeckung wegen bleibt Saturn bis 1781 der Außenposten des Planetensystems. Erst dann stößt der Musiker und Astronom Wilhelm Herschel mit seinem Teleskop auf ein winziges, grünliches Scheibchen. Dieser siebente Planet verdoppelt den Durchmesser des Sonnensystems; es reicht jetzt nicht neuneinhalb, sondern 19 Erdbahnradien ins All hinaus. Johann Elert Bode schlägt den Namen "Uranus" vor, nach dem griechischen Himmelsgott. Bode stöbert außerdem ältere Beobachtungen auf, bei denen Uranus fälschlich für einen Fixstern gehalten wurde. So trug ihn John Flamsteed 1690 als "34 Tauri" in seinen neuen Himmelsatlas ein, als Stern Nummer 34 im Stier.

Widersprüche
Doch die alten und die neuen Beobachtungen passen nicht widerspruchsfrei zusammen. Das bemerkt zunächst Alexis Bouvard, der Direktor des Pariser Observatoriums. Es scheint, als wäre Uranus in den Jahrzehnten vor 1821 eine Spur schneller, danach jedoch etwas langsamer als berechnet um die Sonne gezogen. Sollte Isaac Newtons Gravitationsgesetz dort draußen, drei Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt, nicht mehr exakt gelten?

Helfen Sie Galilei: Springt Ihnen die Bewegung Neptuns gegenüber dem Fixstern ins Auge?

Helfen Sie Galilei: Springt Ihnen die Bewegung Neptuns gegenüber dem Fixstern ins Auge?© Grafik: Pinter Helfen Sie Galilei: Springt Ihnen die Bewegung Neptuns gegenüber dem Fixstern ins Auge?© Grafik: Pinter

Bouvard spekuliert lieber mit der störenden Anziehungskraft eines weiteren Planeten hinter dem Uranus. In Cambridge, wo Newton 1687 sein Gravitationsgesetz formuliert hatte, versucht John Couch Adams die Bahn des Störenfrieds zu ermitteln. Der schüchterne Engländer wird seine Kalkulation mehrmals revidieren, was sie nicht überzeugend macht.

Eines ist klar: Die störende achte Welt müsste ihrer enormen Distanz wegen äußerst lichtschwach sein. Sie erschiene im Teleskop fast so punktförmig wie ein Fixstern. Verraten sollte sie sich durch ihr träges Dahinschreiten. Doch noch fehlen verlässliche Vergleichskarten, die ähnliche schwache Fixsterne erfassen.

Um den gesuchten Planeten zu identifizieren, müsste der ganze fragliche Himmelsabschnitt also zweimal kartiert werden. Was sich zwischen der ersten und der zweiten Durchmusterung bewegt hätte, wäre verdächtig. Im Juli 1846 macht sich James Challis an die Arbeit, der Direktor der Universitätssternwarte von Cambridge. Wegen der Unsicherheiten in Adams’ Prognose sucht er ein sehr weites Himmelsareal ab.

Mittlerweile hat auch der selbstsichere französische Mathematiker Urbain Leverrier seine Berechnung vorgelegt: Als die Pariser Sternwarte zögert, eine großangelegte Himmelsfahndung einzuleiten, erinnert er sich an den Deutschen Johann Gottfried Galle. Der hatte ihm einst seine Doktorarbeit zugeschickt. Sie befasste sich mit Olaus Römer, der die Lichtgeschwindigkeit aus dem Stellungsspiel der Jupitermonde abgeleitet hatte. Jetzt wendet sich Leverrier brieflich an Galle. Er bittet ihn, das Fernrohr der Berliner Warte auf die von ihm vorausgesagte Himmelsstelle zu richten. Galle erhält das Ansuchen am 23. September 1846 und empfindet "eine gewisse moralische Verpflichtung", ihm nachzukommen.

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Dokument erstellt am 2013-01-24 21:04:21
Letzte Änderung am 2013-01-25 13:25:23


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