aus dem Sternenboten 2/2009.
Das Programm 2009 unserer Gesellschaft [Österreichischer Astronomischer Verein] bot am 17.Jänner im Stadtlokal des Freiluftplanetariums - im bis auf den letzten Platz besetzten Festsaal der Sektion Edelweiß des Österreichischen Alpenvereins - einen Abend, der einen Blick auf die Himmelskunde vor 400 Jahren und heute bieten sollte. Der Stoff war dreigeteilt:
In seinem Werk "Astronomia Nova" von 1609 ist das erste und zweite der heute nach ihm benannten Gesetze zu finden, welche die räumlichen und damit die scheinbaren Örter der hellen Planeten erstmals in völliger Übereinstimmung mit den damals besten freisichtigen Beobachtungen Tychos darstellten. Das war das zu dieser Zeit gewichtigste Argument für die Richtigkeit des heliozentrischen Weltbildes, das damals noch umstritten war. Wie kam Kepler zu diesen beiden Gesetzen? Dies ist selbst in naturwissenschaftlichen Kreisen weithin unbekannt und soll deshalb kurz dank Univ.Prof.Dr.K.Ferrari, Heft 7/2001, dargestellt werden. Das 2.Gesetz wurde, wie wir gleich sehen werden, vor dem 1. gefunden!
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Abb.1: Zu zweitem Gesetz |
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Abb.2.: Zu erstem Gesetz |
Nach Erfahrungen der Astronomen zweier Jahrtausende konnte Kepler annehmen, daß Mars stets in der gleichen Bahn in 687 Tagen um die Sonne zieht. Abb.1 zeigt die Marsopposition 1589 04 24. Es war dann ist die "Länge" des Mars geozentrisch wie heliozentrisch die gleiche. Vor und nach einem, zwei oder drei Umläufen stand Mars am gleichen Ort, noch zu verbessern um seine kleine heliozentrische Breite, was aber hier übergangen sei. Die Erde befand sich aber dann an jeweils 6 anderen Stellen ihrer Bahn. Erde und Mars bildeten Dreiecke mit immer gleicher Grundlinie Sonne-Mars. Die gemessenen Winkel Mars-Sonne an der Erde waren die Unterschiede in heliozentrischer, ekliptikaler Länge des Mars und der Sonne und die ebenfalls gemessenen an der Sonne die Unterschiede in den zugehörigen ekliptikalen Sonnenlängen.
Kepler ging von der Vorstellung einer exzentrischen, kreisförmigen Erdbahn aus. Dieser Erdbahnkreis ist aber schon aus 3 Erdorten bestimmbar und lieferte auch dessen (numerische) Exzentrizität; die Erde läuft am Himmel ja in Sonnenferne langsamer als in Sonnennähe. Diese ergab sich aber nur halb so groß wie sie Kopernikus für eine gleichförmige Bewegung gefunden hatte. Die andere Hälfte der Exzentrizität konnte Kepler (also mithin streng getrennt) durch gesetzmäßige Veränderlichkeit der Geschwindigkeit in der Bahn erklären: Die Verbindungslinie Erde-Sonne überstreicht in gleichen Zeiten gleiche Flächen (2.Kepler'sches Gesetz). Dies galt auch für die restlichen 3 Erdorte. Zur Auswertung mußte Kepler allerdings noch ein Näherungverfahren zur Lösung der nach im benannten transzendenten Gleichung finden.
Zur Bestimmung der Marsbahn verwendete Kepler solche Marsörter, die paarweise Zwischenzeiten von je 687 Tage aufwiesen, sonst aber keinen Einschränkungen unterlagen (Abb.2). Wieder berief sich Kepler auf die strenge Wiederkehr des Mars nach 687 Tagen; die Erde steht aber dann wieder jeweils an anderen Stellen ihrer Bahn. Es ergeben sich Vierecke, deren eine Diagonale durch den Abstand der beiden Erdorte und der Winkel bei der Sonne aus dem 2.Gesetz bekannt sind. Die andere Diagonale wird durch den Abstand Mars-Sonne gebildet. Die gemessenen Winkel an der Erde sind die Unterschiede Sonne-Mars in heliozentrischer, ekliptikaler Länge. Mit diesen 5 Bestimmungsstücken, folgen in jedem einzelnen Fall Abstand und Richtung des Mars mit Bezug auf die Sonne.
Zur Verwunderung Keplers lagen die Marsorte nicht auf einem exzentrischen Kreis; auch ein Epizykel von konstantem Radius konnte die Unterschiede zu den Beobachtungen nicht erklären. Nach vielen Umwegen fand er, daß die Bahn des Mars eine Ellipse ist, in deren einem Brennpunkt die Sonne steht (1.Kepler'sches Gesetz). Beide Gesetze gelten auch für die anderen Planeten.
Seine zahlreichen astronomischen Beobachtungen und Entdeckungen mit dem Fernrohr machte er 1609/1610 und beschrieb sie im "Sidereus Nuncius". Das Werk erschien im März 1610 in Venedig.
Schon am Titelblatt werden aufgezählt: "Mondoberfläche, unzählige Sterne, Milchstrasse, Nebelsterne und besonders die bislang noch niemand bekannten vier Planeten, die Jupiter umkreisen".-
Im Frühjahr 1609 hatte Galilei in Padua aus den Niederlanden von einem Fernrohr erfahren. "Gestützt auf die Theorie der Lichtbrechung", wie er selbst angibt, aber wohl durch Versuche, baute er es nach. Im Manuskript dieses Werkes ist eine Handskizze zu finden, die Galilei als genial messenden Physiker mit dem Versuch ausweist, den Sehfeldwinkel des Teleskops zu erklären:
Daraus geht nach R.Riekher/H.Beck, "Fernrohre und ihre Meister", Berlin 1990, aber eine geometrisch-optische Konstruktion des Strahlenganges und eine quantitativen Betrachtung kaum hervor".
Im "Museo di Storia della Scienza" in Florenz werden das zerbrochene 30mm Durchmesser - Objektiv von jenem Fernrohr, mit dem Galilei seine astronomischen Entdeckungen machte sowie 2 Fernrohre Galileis bewahrt (bikonvexe Objektive, 26mm bzw. 16mm Durchmesser; 133 bzw. 96cm Länge; plankonkaves Okular, 14x, bzw. bikonkaves Okular, 20x).- Beachte: Zeichnungen am Fernrohr sind nicht einfach:
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Sidereus Nuncius: Mondzeichnung aus einer ganzen Lunation |
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Sidereus Nuncius, Manuskript: Jupitermonde 7. bis 11.Jan.1610 :
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Größen und Formen von Venus,
Mars, Jupiter Saturn. Aus "Il
Saggiatore", Rom 1623.
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Region südlich Oriongürtel.
Aus Sidereus Nucius, 1610. |
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Plejaden
Aus Sidereus Nuncius, 1610. |
Die PowerPoint-Präsentation bot auch dazu Information und Bilder aus dem ESO-Jahresbericht 2007 und den ESO-Messengern bis Dez.2008. Näheres dazu im Sternenboten 11/2008.
LA SILLA 2400m: 3,6m-Teleskop, 3,5m-NTT (New Technology Telescope) und 2,2m RC-Teleskop,
PARANAL 2635m: Vier 8,2m Very Large Telescopes VLT, einzeln oder interferometrisch vereinbar mit Auflösung 0,002", wegen der vielen Spiegeln Reichweite bis 7mag im nahen IR; Erweiterung bis 14mag geplant / vier 1,8m Auxiliary Telescopes AT, samt Schutzbau beweglich und interferometrisch mit einem VLT bei hellen Objekten vereinbar / Gesamtinterferometer-Tunnellabor, Stand 2008. 60cm REM (Rapid Eye Mount), IR-Teleskop zur Rapiderfassung von Gammastrahlenausbrüchen. Siehe Sternenbote 10/2008.
CHAJNANTOR 5105m: 12m Antennenspiegel APEX (Atacama Pathfinder Experiment) und Projekt ALMA (Atacama Large Millimeter and Submillimeter Array) von achtundfünfzig 12m-und zwölf 7m-Antennenspiegeln.
NEBENGERÄTE: Einige wurden vorgestellt, wie HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planetary Searcher) am 3,6m-Teleskop zur Suche nach extrasolaren Planeten mittels Radialgeschwindigkeitsmessungen oder HAWK (High Acuity Widefield K-Band Imager) am VLT Yepun, eine Weitwinkel-Kamera und Spektrograph für Infrarot, Sehfeld (7,5'x 7,5'!). Siehe Sternenbote 6/2006.
BESONDERE BEOBACHTUNGSERGEBNISSE, acht vorgestellt:
Prof.H.Mucke