Naturwissenschaftler, Philosophen und ihre Erkenntnisse E-Book

Alfred Weidinger

• Herausgeber: Books on Demand
• Kategorie: Für Kinder und Jugendliche
• Sprache: Deutsch

Seitenzahl: 119

Veröffentlichungsjahr: 2023

Beschreibung

Beim Betrachten des Nachthimmels haben Sie sich bestimmt auch schon gefragt: Was ist hinter den Sternen? Woher kommen wir Menschen? Sind wir aus Sternenstaub? Was ist Zeit und Unendlichkeit? In diesem Buch finden Sie bekannte Naturwissenschaftler und Philosophien, die auch nach Antworten gesucht haben. Ihre Lebensläufe und ihre besonderen Erkenntnisse sind kurz zusammengefasst. Außerdem werden Elementarteilchen, Quantentheorien und das Universum verständlich erklärt.

Leseprobe

Titelseite

Supernova: Gemalt vom Autor

Durch den extremen Druck bei einer Supernova (gewaltige Explosion) entstehen Schwere Elemente, z. B. Silber, Wolfram, Platin, Gold, Uran, Plutonium.

Rückseite

Sternennacht über der Rhone:

Vincent van Gogh malte dieses Bild im Jahr 1888.

Das Ölgemälde auf Leinwand ist 72,5 x 92 cm groß.

Es zeigt das Ufer der Rhone in Arles.

Bildnachweis:

Von Vincent van Gogh - http://art-vangogh.com/image/Arles%20(1888-1889)/106%20Starry%20Night%20Over%20the%20Rhone.jpg,

Gemeinfrei, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=142141

Autor:

Alfred Weidinger, geboren 1955

Ausbildung zum Metall-Modellbauer

Ingenieurstudium für Maschinenbau

33 Jahre Ingenieur in einem Großbetrieb

Seit 2015 im Ruhestand

Nun auf der Suche nach Antworten

Wissenschaften und

Philosophien sind ein

Suchen nach Antworten,

Streben nach Lösungen,

und ein Finden von Kompromissen!

Inhaltsverzeichnis

Vorwort

Die Anfänge der Astronomie

Astronomie der antiken Griechen

Thales von Milet

Pythagoras von Samos

Platon

Aristoteles

Aristarch von Samos

Eratosthenes

Hipparchos

Ptolemäus

Die Planetenschleifen

Die Epizykeltheorien

Astronomie in Westeuropa

Astronomie in China

Astronomie in Amerika

Astronomie in Indien

Islamische Astronomie

Nasir ad-Din at-Tusi

Regiomontanus

Nikolaus Kopernikus

Tycho Brahe

Giordano Bruno

Galileo Galilei

Johannes Kepler

René Descartes

Baruch de Spinoza

Isaac Newton

Gottfried Wilhelm Leibniz

James Bradley

Immanuel Kant

Friedrich Wilhelm Herschel

Pierre Laplace

Carl Friedrich Gauß

Friedrich Wilhelm Bessel

Joseph von Fraunhofer

Die Spektralanalyse

Schalenbrennen und Supernova

Lebensphasen der Sterne

Vom Stern zum Menschen

Die Entwicklung des Lebens

Charles Darwin

Bernhard Riemann

Hendrik Antoon Lorentz

Henri Poincaré

Max Planck

David Hilbert

Hermann Minkowski

Ernest Rutherford

Marcel Grossmann

Albert Einstein

Die spezielle Relativitätstheorie (SRT)

Die allgemeine Relativitätstheorie (ART)

Edwin Hubble

Georges Lemaitre

Urknalltheorie

Expansion des Universums

Sheldon Glashow

Wechselwirkungen zwischen Elementarteilchen

Standardmodell der Elementarteilchen

Dunkle Materie

Hintergrundstrahlung

Dunkle Energie und Dunkle Materie

Stephen Hawking

Hawking-Strahlung

Weltformel

Unsere Galaxie und unser Sonnensystem

Unsere Nachbar-Galaxien und die Zukunft

Lokale Gruppe und Galaxienhaufen

Galaxienhaufen und Superhaufen

Voids und Filamente

Quasare und Quasaren-Gruppen

Unser Universum

Größenvergleich der Objekte in unserem Universum

Sind wir allein im Universum?

Die Frage nach Gott

Schlusswort

Bildnachweise

Literaturhinweise

Vorwort

Beim Betrachten des Sternenhimmels haben Sie sich bestimmt auch schon gefragt:

Was ist hinter den Sternen? Wie hat alles angefangen? Woher kommen wir Menschen? Sind wir aus Sternenstaub? Wo könnte ein Himmel sein? Was ist Ewigkeit und Unendlichkeit?

All die Fragen nach dem Anfang und dem Ende, nach Gott, Ewigkeit, Unendlichkeit (auch in der Mathematik), Bücher über das Universum…. haben mich immer neugierig werden lassen.

Im Laufe meines Lebens taten sich weitere Fragen auf: Ist das Universum nicht vielmehr als wir uns vorstellen können? Ist Gott nicht das große Ganze, einfach alles, auch Sie und ich? Ist Gott allmächtig? Warum lässt Gott das Leid zu?

Es heißt, wenn du Gott suchst, findest du ihn in armen und verlassenen Menschen. Dieser Versuch einer Erklärung hat etwas Besonderes. Er lässt etwas von der Ohnmacht erahnen, die Gott ertragen muss, seit die Menschen ihr Bewusstsein haben und sich damit für das Gute oder für das Böse entscheiden können.

Daraus ergibt sich eine Teilantwort zur Frage nach dem Leid in der Welt. Menschen, die sich für das Böse entscheiden, verursachen viel Leid. Neben dem menschengemachten Leid gibt es jedoch auch Leid durch Krankheiten, Unfälle und Katastrophen.

Als Rentner habe ich nun Zeit gefunden, mich mit Naturwissenschaftlern und Philosophen zu befassen, die auch nach Antworten gesucht haben. In diesem Nachschlagewerk habe ich sie nach Geburtsjahr aufsteigend sortiert und ihren Lebenslauf und ihre besonderen Erkenntnisse kurz zusammengefasst.

Die Menschen auf der ganzen Welt haben vor Jahrtausenden versucht, Antworten im Lauf von Sonne und Mond, in den Mond- und Sonnenfinsternissen, in den Fix-Sternen und in den wandernden Sternen (Planeten) zu finden.

In den letzten Jahrhunderten hat sich das Wissen in Richtung Kosmos rasant entwickelt. Vor allem im letzten Jahrhundert kam es in Richtung der kleinsten Teilchen und Quanten mit Hilfe moderner Technik, Mathematik, Physik und Chemie zu neuen Erkenntnissen.

Mit einer Weltformel (Theory of everything) soll alles erklärt werden. Von dieser Weltformel wird auch erwartet, den Anfang unseres Universums zu beschreiben: Die Entstehung von Raum, Zeit, Masse und Energie.

Gläubige Wissenschaftler sagen, der Punkt Null ist der eigentliche Schöpfungsmoment, er lässt sich mit unseren Theorien nicht erfassen. Die Formeln der Allgemeinen Relativitätstheorie, die ansonsten den großräumigen Aufbau des Alls beschreiben, versagen im Punkt Null.

Das Rätsel des Weltenbeginns bleibt also. Auch die Frage nach dem Ende des Universums ist nicht beantwortet. Expandiert alles und verliert sich in der ewigen Unendlichkeit?

Dieses Buch ist über mehrere Jahre hinweg entstanden. Wiederholt habe ich es überarbeitet, um den Inhalt möglichst verständlich zu formulieren.

Dazu habe ich Informationen und Fakten, sowohl aus dem Internet (Wikipedia, wissenschaftliche Berichte aus Zeitschriften) als auch aus verschiedenen Büchern (siehe Literaturhinweise im Anhang), zur Überprüfung herangezogen.

Alfred Weidinger,

im Jahr 2023

Die Anfänge der Astronomie

Die Umstellung der Menschen von Jägern und Sammlern zu sesshaften Ackerbauern hat zur Entwicklung verschiedener Astralkulte geführt. Viele Gräber dieser Zeit waren nach einer bestimmten Himmelsrichtung ausgerichtet. Kalender wurden entwickelt, in Süddeutschland und Frankreich wurden goldene Hüte gefunden, die Forscher als Kopfbedeckung von Priestern eines Sonnenkultes deuten.

Etwa 5000 v. Chr. wurde die Kreisgrabenanlage von Goseck (Sachsen-Anhalt) gebaut. Sie ist wohl das älteste Sonnenobservatorium der Welt.

Das berühmte Stonehenge-Bauwerk wurde etwa 2000 v. Chr. im südlichen England errichtet. Über die damals praktizierten Kulte ist nichts bekannt. Die Megalith-Steinkreise markieren zumindest die Sonnenwenden. Die geografische Ausrichtung des Bauwerks und die gradlinigen Sichtverbindung deuten auf astronomische Beobachtungen hin.

Die Himmelsscheibe von Nebra 1 (im Bild rechts, heutiger Zustand) ist eine kreisförmige Bronzeplatte.

Ihr Alter wird auf mehr als 3 600 Jahre geschätzt. Während ihrer Nutzung wurden nacheinander Gold-Tauschierungen eingearbeitet. Vermutlich wurde sie vor etwa 1600 v. Chr. eingegraben und mehrere Jahrhunderte davor zu religiösen Zwecken verwendet.

Seit Juni 2013 gehört die Himmelsscheibe von Nebra zum UNESCO-Weltdokumentenerbe in Deutschland. Am 4. Juli 1999 wurde sie auf dem Mittelberg in der damaligen Gemeinde Ziegelroda gefunden. Die Stadt Nebra in Sachsen-Anhalt liegt in der Nähe und wurde somit zur Namensgeberin für die Himmelsscheibe.

Heutiger Zustand der Himmelsscheibe von Nebra: Die Einkerbung oben links und die Beschädigung des Vollmondes wurden durch die Ausgräber verursacht.

Sommersonnenwende: Durch Ausrichtung vom Mittelberg zum Brocken wird die Scheibe justiert. Dargestellt ist der Sonnenuntergang.

Die Maya in Mittelamerika haben einen komplizierten Kalender entwickelt. Die Forscher gehen davon aus, dass er 3373 v. Chr. eingeführt wurde.

Die Ägypter beobachteten den Himmel sehr genau und beteten Astralgottheiten an.

Von den Ägyptern existieren schriftliche Aufzeichnungen über die Techniken der altägyptischen Astronomie, die bis in das 3. Jahrtausend v. Chr. zurückreichen.

Die damaligen astronomischen Forschungen und Deutungen dienten dem damaligen Sonnenkult und waren besonders wichtig zur zeitlichen Berechnung der Nilschwemme.

Die genauen Messmethoden der ägyptischen Astronomen sind nicht bekannt. Der Stern Sirius A war besonders wichtig, da sein Aufgang am Nachthimmel ab etwa 2000 v. Chr. die Nilüberschwemmung ankündigte.

Das ägyptische Jahr zählte 365 Tage, dadurch änderte sich das Datum des aufgehenden Sirius A langsam. Nach Ablauf von 1 440 bis 1 460 Jahren fiel der Aufgang des Sirius A wieder auf dasselbe Datum des ägyptischen Kalenders.

Die Priester der altägyptischen Religion wachten über ihr astronomisches Wissen. Noch um 221 v. Chr. machten sie eine Reform des Kalenders mit einer verbesserten Jahreslänge von 365,25 Tagen rückgängig. Möglicherweise sicherten sich die Priester ihre Aufgabe, die religiösen Festtage zu berechnen.

Die mesopotamischen Astronomen erstellten bereits ab dem dritten Jahrtausend v. Chr. präzise Messreihen. Sie dokumentierten diese Messreihen auf Tontafeln 2 . Am 6. Juni 763 v. Chr. wurde die erste Sonnenfinsternis in Mesopotamien beobachtet.

Die Babylonier (Blütezeit der antiken Stadt Babylon zwischen 1800 und 140 v. Chr.) konnten den Venusumlauf auf 0,2 Stunden genau errechnen. Sie kannten auch den 18-jährigen Zyklus der Sonnen- und Mondfinsternisse. Unsere Stundenzählung und die 360°-Einteilung eines Kreises wurden in Babylon festgelegt.

Mit 8,6 Lichtjahren Entfernung ist Sirius eines der nächsten Gestirne. Sirius ist als Doppelsternsystem des Sternbildes „Großer Hund“ das südlichste sichtbare Himmelsobjekt des Wintersechsecks.

Sirius A (scheinbare Helligkeit -1,5 mag) 3 ist ein heller Stern am Nachthimmel. Die Helligkeit seines Begleiters, des Weißen Zwerges Sirius B, beträgt hingegen nur +8,5 mag.

Heller als Sirius A sind nur die Sonne (-26,7 mag), der Mond und die Planeten Venus (-4,6 mag), Jupiter, Mars und Merkur.

1 Harald Meller, Die Himmelsscheibe von Nebra

2 John M. Steele: A brief introduction to astronomy in the Middle East. Saqi, London 2008, ISBN 978-0-86356-428-4.

Die Magnituden-Skala ist logarithmisch und der Wahrnehmung des menschlichen Auges nachempfunden.

Himmelskörper mit negativen mag-Werten sind sehr gut sichtbar,

Himmelskörper mit positiven mag-Werten sind mit bloßem Auge (ohne Lichtverschmutzung) nur bis +6 mag sichtbar.

Astronomie der antiken Griechen

Die antiken Griechen beobachteten die Abläufe am Himmel sehr genau. Homer (um 800 v. Chr.) und Hesiod (geb. vor 700 v. Chr.) erwähnen in ihren Texten astronomische Vorgänge. Hesiod entwickelte eine Weltschöpfungslehre. Beide hatten noch kein tieferes Raumverständnis. Sie deuteten Morgen- und Abendstern als zwei Objekte.

Erst zur Zeit Platons wurde dieser Irrtum durch Erkenntnisse aus Babylon berichtigt.

Es gibt Berichte, dass Thales von Milet eine Sonnenfinsternis im Jahr 585 v. Chr. vorausberechnet haben soll.

Es wurden immer mehr und auch genauere Methoden zur Zeitmessung entwickelt, z. B. Sonnenuhren, möglicherweise auch mit Hilfe babylonischer Ideen.

Anaximander, ein Zeitgenosse und Schüler Thales, stellte die Ideen eines geozentrischen Weltbildes zur Diskussion. Er beschrieb den Himmel als Kugelschale (Sphäre) mit der Erde in der Mitte. Bisher galt der Himmel als Halbkugel über der Erdscheibe. Die offene Frage war bisher: „Wo waren Sonne, Mond und Sterne in der Zeit vom Untergang bis zum Wiederaufgang?“. Den Gedankensprung, die Erde als Kugel zu betrachten, schaffte Anaximander noch nicht.

Erst Aristoteles (384 bis 322 v. Chr.) erkannte die natürliche Bewegung der Himmelskörper und die Schwerkraft. Die Erkenntnis der Schwerkraft ließ die Erde als bewohnbare Kugel zu.

Hipparchos von Nicäa und andere kluge Köpfe entwickelten verschiedene astronomische Messgeräte, die bis zur Erfindung der Fernrohre durch Thomas Harriot und Galileo Galilei in Gebrauch waren.

Mit der weiterentwickelten Armillarsphäre konnten die Koordinaten der Sterne, Sternbilder, die Bewegungen der Planeten, Sonne und Mond an der Himmelskugel genau festgehalten werden.

Die Armillarsphäre taugte auch zur genäherten Ortsbestimmung.

Ptolemäus beschreibt im Kapitel 5.1 seines Hauptwerkes Almagest den Bau einer Armillarsphäre. Im Mittelalter nutzten hauptsächlich die islamischen Astronomen dieses Instrument.

Der Mechanismus von Antikythera ist ein bemerkenswerter Zahnräder-Apparat, der ca. 100 v. Chr. konstruiert wurde. Das Gerät wurde möglicherweise als Analogrechner zur Vorausberechnung der Bewegungen der Himmelskörper genutzt.

Die Werke des Ptolemäus (ca. 100 bis 160 n. Chr.) bildeten den Höhepunkt und den Abschluss der antiken Astronomie. Das falsche, ptolemäische Weltbild (Erde im Mittelpunkt) galt vom 2. bis zum 16. Jahrhundert als richtig.

Thales von Milet

Geboren wahrscheinlich um 624/623 v. Chr.; gestorben zwischen 548 und 544 v. Chr.

Er war ein Naturphilosoph, Geometer und Astronom des alten Griechenlands. In seiner Heimatstadt Milet engagierte er sich politisch. Für seine große Weisheit wurde er bewundert. Man achtete ihn als einen der „Sieben Weisen“ und als Begründer der griechischen Naturphilosophie, Astronomie und Geometrie.

Eine seiner wichtigsten Erkenntnisse war, dass alle Dinge auf Wasser zurückzuführen sind und dass Wasser das grundlegende Element des Universums ist.

Thales bestimmte die Sonnenbahn von Wende zu Wende. Einer der bekanntesten Beiträge von Thales war die Vorhersage einer Sonnenfinsternis im Jahr 585 v. Chr. Diese Vorhersage gilt als das früheste bekannte Beispiel für die Anwendung von Mathematik und Astronomie zur Vorhersage von Naturereignissen. Es gibt allerdings keine direkten schriftlichen Quellen, die die Vorhersage von Thales von Milet belegen. Die frühesten schriftlichen Berichte über seine Vorhersage stammen aus späteren antiken Quellen, wie zum Beispiel von Herodot (ca. 484 bis 425 v. Chr.).

Seine mathematischen Erkenntnisse sind nicht so gut dokumentiert wie seine philosophischen Überlegungen.

Viele Berichte basieren auf mündlichen Überlieferungen und stammen von späteren Philosophen und Historikern.

Den Thaleskreis kennen wir aus dem Mathematikunterricht: Egal, wo man den Punkt T auf dem Halbkreis setzt und mit den Linien r und t entsprechend nebenstehendem Bild verbindet, stehen die Linien r und t senkrecht aufeinander.

Pythagoras von Samos

Geboren um 570 v. Chr. auf Samos; gestorben nach 510 v. Chr. in Metapont in der Basilicata. Er war ein antiker griechischer Philosoph und Gründer einer einflussreichen religiös -philosophischen Bewegung. Als Vierzigjähriger verließ er seine griechische Heimat und wanderte nach Süditalien aus. Dort gründete er eine Schule und betätigte sich auch politisch. Die nach ihm benannten Pythagoreer blieben auch nach seinem Tod kulturgeschichtlich bedeutsam.

Auch den Satz des Pythagoras kennen wir aus der Schule. Er ist einer der fundamentalen Sätze der euklidischen Geometrie. Er besagt, dass in allen ebenen, rechtwinkligen Dreiecken die Summe der Flächeninhalte der Katheten-Quadrate (a, b) gleich dem Flächeninhalt des Hypotenusen-Quadrates (c) ist.

Die Aussage des Satzes war schon lange vor der Zeit des Pythagoras in Babylon und Indien bekannt.

Pythagoreischen Ursprungs ist auch die Idee der Sphärenharmonie 4 oder „Himmelsharmonie“.

Dabei soll es um Töne gehen, die von den Planeten bei ihren streng gleichförmigen Kreisbewegungen (damalige Behauptung) hervorgebracht werden.

4 Bartel Leendert van der Waerden: Die Pythagoreer, Zürich/München 1979, S. 100–103, 110–115, 434 f.

Platon

Geboren 428/427 v. Chr. in Athen oder Aigina; gestorben 348/347 v. Chr. in Athen. Er war ein antiker griechischer Philosoph und Schüler des Sokrates, dessen Denken und Methode er in vielen seiner Werke schilderte.

Seine Begabungen und seine Leistungen als Denker und Schriftsteller machten Platon zu einem bekannten Geisteswissenschaftler.

Er setzte Maßstäbe z. B. in der Metaphysik und Erkenntnistheorie, in der Ethik, Staatstheorie, Sprachphilosophie und Kosmologie.

Mit seiner Kosmologie gehört Platon zusammen mit Demokrit zu den Schöpfern der Vorstellung einer atomaren Struktur der Materie und der Elemente.

Ein Hauptmerkmal des platonischen Kosmos besteht darin, dass er nicht tot ist, sondern beseelt, lebendig und mit Vernunft ausgestattet, ein ewiges, vollkommenes Wesen. Dies verdankt er der Weltseele, die ihn durchdringt und umhüllt. Die Weltseele ist das Prinzip der Weltbewegung und des Lebens.

Nur gelegentlich äußert sich Platon, unter pythagoreischem Einfluss, konkret zu naturwissenschaftlichen Fragen. So findet sich im Schlussmythos der Politeia 5