Weltbilder, KEPLERsche Gesetze

Mechanik

Weltbilder, KEPLERsche Gesetze

  • Wussten die alten Griechen, dass sich die Erde um die Sonne dreht?
  • Warum sprechen wir von der Kopernikanische Revolution?
  • Nach welchen Gesetzen bewegen sich die Planeten?

Weltsysteme im Vergleich

 

Ptolemäus

Copernikus

Kepler-Newton

Claudius PTOLEMÄUS (ca. 100 n.Chr. - 160 n.Chr.)
von Unbekannt [Public domain], via Wikimedia Commons

Nikolaus KOPERNIKUS (1473 - 1543)
von Unbekannt [Public domain], via Wikimedia Commons

Isaac NEWTON (1643 - 1727)
von Sir Godfrey Kneller [Public domain], via Wikimedia Commons

Johannes KEPLER (1571 - 1630)
von Unbekannt [Public domain], via Wikimedia Commons

Sonne

Tägliche und jährliche Kreisbewegung von Sphären, an welche die Sonne gebunden ist

In Ruhe, doch fallen die Mittelpunkte der Planetenbahnen nicht mit der Sonne zusammen

In Ruhe (1. Näherung); bezüglich der Planeten in einem Brennpunkt der elliptischen Planetenbahnen; Rotation der Sonne

Erde

In Ruhe im Weltenzentrum

Jährliche Kreisbewegung einer Sphäre, an welche die Erde mit täglicher Rotation gebunden ist

Tägliche Rotation, jährliche Ellipsenbewegung. Die Identifizierung mit einem Kreisel erklärt die Richtungskonstanz der Achse

Mond

Tägliche und monatliche Kreisbewegung um die Erde. Mittlere Entfernung 59·RE

Monatliche Bewegung um die Erde (feste Sphäre). Mittlere Entfernung 60· RE

Monatliche Ellipsenbahn (mit sehr viel Abweichung) um die Erde. Mittlere Entfernung 60·RE

Planeten

Tägliche, spezifische Kreisbewegung von mehreren Sphären, an welche die Planeten gebunden sind, um die Erde

Spezifische Kreisbewegung der Planetensphären um die Sonne

Spezifische Ellipsenbahnen um die Sonne, Rotation um die eigenen Achsen

Fixsterne

Tägliche Drehung einer Sphäre, auf der die Sterne festgeheftet sind

Fixsternsphäre in vollkommener Ruhe.

Ruhende Fixsterne in sehr unterschiedlichen Entfernungen (im 18. Jh. Entdeckung der Eigenbewegung)

Dimension des Alls

Entfernung Erde-Fixsterne: 20000·RE. Die Saturnsphäre ist dicht unterhalb der Fixsterne

Sonne Saturn: 10000·RE. Sonne-Fixsterne: > 1,4 Millionen RE

Kepler: Sonne-Saturn: 22000 RE (heute: 220000 RE.)

Sonne-Fixsterne: 7 Milliarden RE

Instrumente

Quadrant; Dreistab

Quadrant; Dreistab

Ab Galilei: Fernrohr in Verbindung mit den Prinzipien der älteren Instrumente

Beobachtungs-
fehler

ca. 10 Bogenminuten

ca. 10 Bogenminuten

19. Jh.: 1 Bogensekunde

20 Jh.: 1/1000 Bogensekunden

Ursache der
Himmelsordnung

Keine dynamische Betrachtung im modernen Sinn.

Unvollkommene Erde –
vollkommener Himmel

Noch keine dynamische Betrachtung.

Kepler: Analogie der Sonne als Kraftzentrum zu einem Magnetpol

Ab Newton:
Allgemeine Gravitationskraft

Die Welt als Uhr

Das Universum ist ungefähr 15 Milliarden alt. Um die Geschichte des Alls auf ein für uns vorstellbares Maß zu reduzieren sollen diese 15 Milliarden Jahre auf 1 Kalenderjahr reduziert werden.

In dieser Darstellung ist für uns Menschen besonders der "letzte Monat Dezember" interessant.

Powers of ten

Während zur Zeit Keplers die Wissenschaftler gerade so in der Lage waren unser Sonnensystem zu erforschen, ist es heute möglich wesentlich größere Bereiche zu erforschen. Die eindrucksvolle Seite "Powers of ten" des National High Magnetic Field Laboratory in Florida zeigt ihnen, dass man Objekte erforscht die bis zu 1023m von uns entfernt sind. Aber auch bei der Erkundung des Mikrokosmos sind gewaltige Fortschritte erzielt worden. Hier sucht man mit Hilfe von Teilchenbeschleunigern nach den elementarsten Bausteinen der Natur, deren Ausdehnung im Bereich von 10-16m liegt.

Galaxien
Erde
Kern eines Kohlenstoffatoms

Hinweise:

  • Mit Knöpfen (buttons) unter der Zeichnung können Sie einstellen, ob die Bilder automatisch "durchgeklickt" werden oder dies manuell geschehen soll.
  • Die Bildfolgefrequenz kann an dem Regler unterhalb der Bilder verändert werden.
  • Lesen Sie die englischsprachige Seite durch.
Druckversion