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Credit: NASA/Bill Dunford
Unzählige Generationen haben in den Nachthimmel geblickt, um seine funkelnden Sterne und tanzenden Lichter zu beobachten. An dunklen und abgelegenen Orten muss der schimmernde Nachthimmel vor dem Aufkommen der heutigen modernen Metropolen wahrhaft lebendig ausgesehen haben.
Frühe Tage (und Nächte)
Indigene Kulturen auf der ganzen Welt haben lange Zeit astronomische Beobachtungen mit bloßem Auge durchgeführt und dabei häufig Sterne, Planeten und andere Himmelserscheinungen entdeckt.
Diese Gemeinschaften nutzten ihre Kenntnisse der Astronomie häufig für:
- Navigation
- Zeitmessung
- Landwirtschaftliche Planung
- Spirituelle und religiöse Praktiken
Ein genauerer Blick in den Himmel
Antike Astronomen aus aller Welt machten viele frühe Beobachtungen und Vorhersagen. Historische Aufzeichnungen enthalten viele Sternkarten, die eindeutige Bestrebungen erkennen lassen, den Nachthimmel zu kartieren und mehr über die Mechanik unseres Universums zu erfahren.
Einige Beispiele für frühe Entdeckungen sind:
Planeten versus Sterne
Babylonische Astronomen im ersten und zweiten Jahrtausend v. Chr. beobachteten fünf Lichtpunkte am Nachthimmel, die sich anders bewegten als die anderen Sterne. Sie kamen zu dem Schluss, dass etwas grundlegend anderes existierte: Diese fünf Lichtpunkte waren gar keine Sterne. Historiker und Astronomen gehen heute davon aus, dass die Babylonier zu den ersten gehörten, die die Planeten Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn erkannten, die mit bloßem Auge zu unterschiedlichen Jahreszeiten sichtbar werden.
Eine kugelförmige Erde
Bereits im 6. Jahrhundert v. Chr. dokumentierten antike griechische Philosophen Beweise dafür, dass die Erde eine Kugel ist. Sie stellten fest, dass der Nachthimmel von verschiedenen Orten auf der Erde aus gesehen anders aussah, was auf die gekrümmte Oberfläche unseres Planeten hindeutet. Sie beobachteten auch den runden Schatten der Erde auf dem Mond bei Mondfinsternissen. Diese Philosophen waren sogar in der Lage, den Umfang der Erde recht genau zu berechnen. Sie taten dies, indem sie die Länge des Schattens maßen, den ein Objekt zur exakt gleichen Zeit an zwei verschiedenen Orten warf. Unter Berücksichtigung der Entfernung zwischen diesen beiden Orten und der unterschiedlichen Länge der Schatten errechneten sie, dass der Umfang der Erde etwa 46 250 Kilometer beträgt. Das kommt dem tatsächlichen Wert von 40.075 Kilometern sehr nahe!
Helle Supernovae
Im Jahr 185 dokumentierten chinesische Astronomen als erste eine Supernova. Seitdem wurden mehrere Supernovaexplosionen beobachtet, darunter eine besonders helle im Jahr 1054, die (auf ihrem Höhepunkt) viermal heller war als der Planet Venus, eines der hellsten Objekte am Nachthimmel. Einige Supernovae sind sogar hell genug, um tagsüber sichtbar zu sein!
Bewölkte Galaxien
Die Vorstellung, dass unsere eigene Galaxie – die Milchstraße – nur eine von Billionen anderer Galaxien im Universum ist, gibt es erst seit etwa einem Jahrhundert. Davor hielt man nahe gelegene Galaxien für trübe Regionen der Milchstraße. Die erste dokumentierte Beobachtung der benachbarten Andromeda-Galaxie stammt aus dem Jahr 964 von einem persischen Astronomen, der sie als „nebligen Schmierfleck“ bezeichnete. Jahrhundertelang war sie in Sternkarten einfach als „Kleine Wolke“ bekannt.
Das Astrolabium, wie dieses, das 1553 vom französischen Uhrmacher Jean Naze entwickelt wurde, ist ein Navigationsinstrument, mit dem anhand der Position von Himmelsobjekten die Ortszeit und der Standort in geografischer Breite bestimmt werden können. Obwohl die Sonne am häufigsten verwendet wird, können insgesamt 58 anerkannte „Navigationssterne“ helfen, den Standort des Benutzers zu berechnen. Eine Methode der Astronavigation nutzt sogar den Winkel des Mondes, um die Zeit zu berechnen – eine wichtige Information für vormoderne Seeleute, die auf unbekannten Meeren unterwegs waren. (Credit: Marie-Lan Nguyen)
Die kopernikanische Revolution
Vor dem 16. Jahrhundert ging man allgemein davon aus, dass sich die Erde im Zentrum des Sonnensystems befindet und sich alle anderen Himmelskörper um sie drehen. Dies ist als geozentrisches Modell bekannt. Diese Theorie passte jedoch nicht zu einigen verwirrenden Beobachtungen, die Astronomen gemacht hatten, wie z. B. die Bahn der Planeten, die sich auf ihren Bahnen rückwärts zu bewegen schienen.
Wenn wir von der Erde aus die Planeten um die Sonne beobachten, scheinen sie sich an unserem Himmel nicht immer nur in eine Richtung zu bewegen. Manchmal scheinen sie sich für kurze Zeiträume rückwärts zu bewegen. Dies wird als retrograde Bewegung bezeichnet und ist einer der wichtigsten Beweise dafür, dass die Sonne im Zentrum des Sonnensystems steht und alle Planeten um sie kreisen.
Im Jahr 1543 schlug der polnische Astronom Nikolaus Kopernikus ein heliozentrisches Modell des Sonnensystems vor, in dem die Planeten die Sonne umkreisen. Dieses Modell erklärte die ungewöhnliche Bahn der Planeten, die Astronomen beobachtet hatten. Die neue Theorie war eine von vielen revolutionären Ideen über die Astronomie, die während der Renaissance aufkamen.
Die Arbeit der Astronomen Tycho Brahe und Johannes Kepler führte zu einer genauen Beschreibung der Planetenbewegungen und bildete die Grundlage für Isaac Newtons Theorie der Gravitation. Dieser Fortschritt verbesserte das Verständnis der Menschheit für das Universum dramatisch. Ihre Beobachtungen und Untersuchungen wurden durch die Erfindung des Fernrohrs zu Beginn des 17. Jahrhunderts noch verstärkt. Der italienische Astronom Galileo Galilei verbreitete die Verwendung von Teleskopen zur Untersuchung und Entdeckung von Himmelsobjekten, darunter die vier größten Monde des Jupiter. Ihm zu Ehren sind sie als Galileische Monde bekannt.
Ein expandierendes Universum des Wissens
In den folgenden Jahrhunderten formalisierten Astronomen auf der ganzen Welt die Erforschung des Himmels durch die Erstellung detaillierter Kataloge von Sternen, Sternhaufen und Nebeln. Nach der Entdeckung des Uranus im Jahr 1781 eröffnete William Herschel im Jahr 1800 neue Forschungsbereiche, indem er die Infrarotstrahlung entdeckte – eine Art von Licht, die für das menschliche Auge nicht sichtbar ist.
Andere nutzten die raschen Fortschritte in den Bereichen Optik und Bildgebung. 1923 veränderte Edwin Hubble die wissenschaftliche Sicht auf das Universum grundlegend, als er mit dem Hooker-Teleskop mit einem Durchmesser von 2,5 m nachwies, dass sich der Andromedanebel über unsere Milchstraßengalaxie hinaus erstreckt.
Hubbles Entdeckung der fortschreitenden Expansion des Universums ebnete auch anderen Astronomen den Weg für Theorien über dessen Entstehung. Die Urknalltheorie, die zuerst von Georges Lemaître vorgeschlagen wurde, wurde später durch eindeutige Beweise untermauert: die Entdeckung des kosmischen Mikrowellenhintergrunds (CMB), ein schwaches „Rauschen“, das von der gewaltigen Explosion übrig blieb, aus der alles im Universum hervorging. Der CMB wurde nur fünf Jahre vor der Mondlandung von Apollo 11 im Jahr 1969 zufällig von Radioastronomen entdeckt.
Verbesserungen beim Start und der Konstruktion von Satelliten ermöglichten es den Astronomen, in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts noch mehr Daten über die Planeten unseres Sonnensystems sammeln. Mehrere robotische Raumsonden, darunter Mariner, Venera und Voyager, flogen weiter als je zuvor.
Astronomie heute
Das James Webb Weltraumteleskop, eine Zusammenarbeit zwischen der NASA, der kanadischen Weltraumbehörde und der Europäischen Weltraumbehörde, ist das komplexeste und leistungsfähigste Weltraumteleskop, das je gebaut wurde. Es wird Wissenschaftlern helfen, das Universum von seinem Standort im Weltraum aus besser zu verstehen. (Credit: NASA)
Heute sammeln Astronomen Daten über Himmelsobjekte, indem sie riesige Teleskope sowohl am Boden als auch im Weltraum einsetzen. Mit diesen modernen Teleskopen, die mit riesigen Spiegeln ausgestattet sind, können die Astronomen das Licht sehr schwacher und weit entfernter Objekte einfangen. Es wurden spezielle Techniken und empfindliche wissenschaftliche Instrumente entwickelt, um nicht nur das sichtbare Licht zu untersuchen, sondern auch das gesamte elektromagnetische Spektrum des Lichts, einschließlich Infrarotlicht, Radiowellen und Röntgenstrahlen.
Große, komplexe Teleskope und fortschrittliche Techniken haben es Astronomen sogar ermöglicht, Phänomene wie Schwarze Löcher, ferne Exoplaneten und Gravitationswellen direkt zu beobachten.
Dank der schieren Größe seines goldenen Spiegels von 6,5 Metern Durchmesser ist das James Webb Space Telescope das größte jemals gebaute Weltraumteleskop. Das James Webb Space Telescope, das 2021 in Betrieb genommen werden soll, wird mit seinen Präzisionsinstrumenten in Wolken aus kosmischem Staub blicken, um Infrarotlicht von fernen Sternen und Galaxien zu sammeln und kanadischen Astronomen einen bahnbrechenden Blick auf die frühesten Momente unseres Universums und auf noch nie gesehene Planeten, die andere Sterne umkreisen, zu ermöglichen.
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- Astronomie im täglichen Leben
- Sternenbeobachtungstipps
- Der Mond