• vom 28.11.2008, 12:56 Uhr

Kompendium

Update: 28.11.2008, 12:58 Uhr

Vor 400 Jahren erfanden niederländische Brillenmacher das Ur-Teleskop. Die Geschichte eines "ketzerischen" Forschungsgeräts

Oh du königliches Instrument!




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Von Christian Pinter

  • Oh du vielwissendes Rohr, kostbarer als jegliches Szepter!", rühmte Johannes Kepler 1611 das Teleskop: "Wer dich in seiner Rechten hält, ist der nicht zum König, nicht zum Herrn über die Werke Gottes gesetzt!" Die eigentlichen Schöpfer dieser epochalen Erfindung sind aber Brillenmacher in den Niederlanden.

Ein Fernrohr Keplerscher Bauart aus dem 18. Jahrhundert. Foto: Pinter

Ein Fernrohr Keplerscher Bauart aus dem 18. Jahrhundert. Foto: Pinter Ein Fernrohr Keplerscher Bauart aus dem 18. Jahrhundert. Foto: Pinter

Vermutlich stolpern sie 1608 beim Hintereinanderhalten zweier Linsen für Weit- und Kurzsichtige zufällig über den vergrößernden Effekt,. Galileo Galilei baut das Gerät nach, steigert dessen Vergrößerung und richtet es 1609 zum Himmel empor. Rasch publiziert er seine Funde. Man spricht nun vom "niederländischen" oder "Galileischen Fernrohr".


Für Galileis Zeitgenossen ruht die Erde noch starr und unbewegt im Zentrum des Kosmos. Der kopernikanische Gegenentwurf ist damals zwar schon hundert Jahre alt, gilt den meisten aber höchstens als mathematisch geniale Hypothese. Kaum jemand glaubt an die tägliche Rotation der Erde um ihre Achse, akzeptiert ihren jährlichen Lauf um die Sonne. Selbst Galilei findet mit dem Fernrohr keinen wirklich handfesten Beweis dafür. Die von ihm 1610 beobachteten Lichtphasen der Venus belegen nur, dass dieser Planet die Sonne umkreist. Doch Galilei überträgt seine Erkenntnis forsch auf alle anderen planetaren Welten, Erde inklusive. Sein entschiedenes Eintreten für die kopernikanische Lehre veranlasst den Vatikan, diese zu verbieten.

Kepler ersetzt die augennahe Zerstreuungslinse durch eine zweite Sammellinse. Die Astronomen stört es nicht weiter, dass jetzt alles Kopf steht. Hauptsache, Bildfeld und Vergrößerung wachsen. Bis 1610 sah man die Planeten nur als langsam dahinziehende Lichtpunkte. Das Keplersche Teleskop macht daraus richtige Kugelwelten, teils mit Polkappe oder Wolkenbändern geschmückt. Solche Details muten "erdähnlich" an. Der Kopernikaner Christiaan Huygens stattet Planeten darauf hin sogar spekulativerweise mit Pflanzen, Tieren und höchst intelligenten Lebewesen aus.

Riesige Luftfernrohre

Huygens und andere Astronomen ergründen die Mechanismen dieses neuen Forschungsinstruments. Entscheidend ist der Durchmesser des Objektivs. Er bestimmt Trennschärfe und Lichtsammelleistung. Also schleift man immer größere Linsen. Um deren Bildfehler zu verringern, sollte die Brennweite hundert-, ja zweihundertmal länger sein als der Linsendurchmesser. Im 17. Jahrhundert entstehen daher Geräte mit mehreren Dutzend Metern Länge. Solche "Luftfernrohre" kennen keinen geschlossenen Tubus. Statt dessen halten Masten und Seilzüge die Linsen in Linie.

Weitaus schmächtigere, dafür aber stabile Teleskope werden auf den traditionellen Visiergeräten fixiert. Die alten himmlischen Winkelmesser arbeiten jetzt sehr viel präziser. Mit ihrer Hilfe gelingt es 1671, den Erdumfang aus Himmelsbeobachtungen abzustecken. Jetzt kennt man auch die wahren Distanzen zu Orten auf der gegenüberliegenden Seite des Atlantiks. Von der französischen Kolonie Guayana und von Paris aus peilen Astronomen gleichzeitig den Nachbarplaneten Mars an. Eine winzige perspektivische Winkelverschiebung verrät dessen Erdabstand. Dank Keplers drittem Gesetz ergeben sich daraus auch die Bahnradien aller anderen Planeten. Das Sonnensystem ist nun rund 20 mal größer, als Kopernikus oder Galilei glaubten.

Galilei hat vier Jupitermonde entdeckt. Bei deren genauem Studium fallen Olaus Römer 1676 aber zeitliche Verzögerungen auf. Sie nehmen zu, wenn Jupiter besonders fern der Erde weilt: Römer ermittelt daraus die Geschwindigkeit des Lichts. Vom Jupiter zu uns braucht es mindestens eine halbe Stunde. Wie lange es von den Fixsternen unterwegs ist, weiß niemand: denn diese bleiben selbst bei hoher Vergrößerung detaillose Punkte. Manche teilt das Teleskop allerdings in zwei Komponenten. Kurz nach 1800 zeigt Wilhelm Herschel, dass die beiden Sonnen solcher Doppelsterne einander oft umkreisen. Ihre gegenseitige Anziehungskraft hält sie beisammen.

Beim schnellen Paartanz muss der leichtere Partner die größeren Schritte hinlegen. Das Teleskop verrät damit die Massen der kosmischen Tänzer, wird zur "Sternenwaage". Zur Überraschung der Astronomen besitzen die fremden Gestirne oft ganz andere Dimensionen und Leuchtkräfte als unsere Sonne. Man wird von "Zwerg-" und von "Riesensternen" sprechen.

1665 hat Isaac Newton weißes Sonnenlicht mit Hilfe eines Glas- prismas in einen Regenbogen lebhafter Farben zerlegt - das Spektrum. Leider bricht auch die bauchige Glaslinse blaues Licht stärker als grünes, gelbes oder gar rotes. Im Linsenfernrohr ist jedes Objekt deshalb von einem farbigen Saum umkränzt, der die Trennschärfe mindert. 1757 korrigiert John Dollond den Farbfehler weitgehend, indem er die einfache Objektivlinse gegen ein Duo aus Kron- und Flintglas tauscht.

Der Deutsche Joseph Fraunhofer vervollkommnet diese Technik und stellt vorzügliche Doppellinsen mit bis zu 24 cm Durchmesser her. Mit einem seiner Meisterwerke wird 1838 die erste verlässliche Fixsterndistanz ausgelotet. Bald ist klar, dass uns selbst vom allernächsten Sternnachbarn volle vier Lichtjahre trennen.

An der Wiener Universitätssternwarte trägt eine Hebebühne die Astronomen zu einem 68 cm durchmessenden Linsenfernrohr hoch: für kurze Zeit ist es das größte der Welt. Die Universität Chicago wartet ab 1897 gar mit einer 101 cm großen Linse auf. Wer noch mehr Licht sammeln will, muss Spiegelteleskope einsetzen. Die vergrößernden Hohlspiegel können, anders als Linsen, von hinten abgestützt werden. Somit entfällt der mühsame Lichtweg durch den Glaskörper, und auch jeder Farbfehler.

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Dokument erstellt am 2008-11-28 12:56:24
Letzte Änderung am 2008-11-28 12:58:00


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