Die griechische Astronomie der Antike war das Studium des Universums, um zu verstehen, wie es funktionierte und warum – abgesehen von dem etablierten theistischen Modell, das behauptete, dass alle Dinge von den Göttern geordnet und erhalten wurden. Die griechischen Astronomen der Antike stützten sich auf Beobachtungen und mathematische Berechnungen, um die Funktionsweise des Universums und den Platz der Erde darin zu bestimmen.
Schon vor der Entwicklung dieser Disziplin in Griechenland waren Astronomen im alten Indien, Mesopotamien, Ägypten, China und anderswo tätig, und die Griechen waren tatsächlich Nachzügler auf diesem Gebiet. Auf der Grundlage der Arbeiten der Babylonier und Ägypter waren sie jedoch in der Lage, ein funktionierendes Modell des Universums zu entwickeln, das durch natürliche Gesetze und nicht durch übernatürliche Einflüsse erklärt wurde. Das heißt nicht, dass die griechische Astronomie die Behauptungen der Astrologie, die Planeten beeinflussten die menschlichen Angelegenheiten, widerlegte. Das Verständnis der Planetenbewegungen förderte eine „wissenschaftliche“ Sichtweise der Astrologie und den Glauben an himmlische Einflüsse durch das Konzept der Planetenbewegungen, die Himmelskörper mal näher und mal weiter von der Erde weg brachten und dabei eine gewisse Macht über die Menschen und die natürliche Welt ausübten.
Im 8. Jahrhundert v. Chr. schrieben Homer und Hesiod über planetarische Einflüsse gemäß dem akzeptierten Modell eines polytheistischen Universums, das von den Göttern unterhalten wurde. Es gab keinen Bruch mit dieser Vision, da Atheismus bei den Griechen als Kapitalverbrechen angesehen wurde, aber beginnend mit Thales von Milet (ca. 585 v. Chr.) begannen verschiedene griechische Denker, nicht-theistische Erklärungen für Naturphänomene anzubieten, die dennoch in das theistische Paradigma passen konnten. Diese Denkrichtung wurde von den vorsokratischen Philosophen entwickelt, die so genannt werden, weil sie vor der Zeit des Sokrates von Athen (470/469 bis 399 v. Chr.) lebten, insbesondere von Pythagoras (ca. 571 bis ca. 497 v. Chr.), der von vielen als der erste griechische Astronom angesehen wird (obwohl ihm mindestens drei andere vorausgingen), weil er ein mathematisches System zur Erklärung der Planetenbewegungen entwickelte.
Pythagoras’ Arbeit beeinflusste Platon (ca. 428/427 bis 348/347 v. Chr.), der den Mathematiker Eudoxos von Knidos (ca. 410 bis ca. 347 v. Chr.) inspirierte, dessen Modell des Universums die Astronomie von Aristoteles (384 bis 322 v. Chr.) und die Werke von Eratosthenes (276 bis 195 v. Chr.), Aristarchos von Samos (ca. 310 bis 230 v. Chr.) und dem größten griechischen Astronomen Hipparchos von Nicäa (ca. 190 bis 120 v. Chr.) beeinflusste. Die Arbeiten von Hipparchos flossen direkt in den Almagest des Astronomen Ptolemäus (ca. 100 bis 170 n. Chr.) ein. Ptolemäus’ Werk bildete die Grundlage für die weitere Entwicklung der Astronomie im Europa der Renaissance und schließlich für die Festlegung des Modells des Universums, wie es heute verstanden wird.
Mesopotamien und Ägypten
Es herrscht allgemeiner Konsens darüber, dass die Astronomie in Mesopotamien ihren Anfang nahm, auch wenn einige Gelehrte Ägypten und andere das alte Indien als ihren Ursprung ansehen. Es wird angenommen, dass sie von den Sumerern entwickelt wurde, die das Sexagesimalsystem (mit der Basiszahl 60) erfanden und es dann zur Berechnung der Tag- und Nachtstunden anwandten und ihre Untersuchungen schließlich auf die Bewegung der Planeten und Sterne ausweiteten. Die Sumerer zeichneten den Nachthimmel als einen Kreis von 360 Grad auf und beobachteten dann die Bewegung der Himmelskörper, wobei sie mathematische Prinzipien anwandten, um vorherzusagen, wann ein bestimmter Planet in einem bestimmten Teil des Himmels erscheinen würde, und sie benannten erstmals die Sternbilder, die später von den Griechen umbenannt wurden.
Im 7. Jahrhundert v. Chr. wurden die sumerischen Erfindungen und Innovationen von anderen Völkern Mesopotamiens übernommen, und Babylon war für seine Astronomen und Astrologen berühmt geworden. Die Mesopotamier glaubten, dass sie mit den Göttern zusammenarbeiteten, um die Ordnung aufrechtzuerhalten, und zu diesem Zweck war das Wissen über die Funktionsweise des Universums unerlässlich. Selbst wenn man davon ausging, dass die Götter die Sterne an den Himmel gesetzt und die Planeten in Bewegung gesetzt hatten, konnte das Wissen um die Funktionsweise dieser Sterne und Planeten – und deren Auswirkungen auf Ernten, Überschwemmungen oder menschliche Angelegenheiten – helfen, die Kräfte des Chaos und der Unordnung zu bekämpfen.
Dieser Glaube wurde auch in Ägypten gepflegt, und Gelehrte, die behaupten, die Ägypter seien die ersten Astronomen gewesen, verweisen auf den Steinkreis von Nabta-Playa, der aus dem 5. Jahrhundert v. Chr. stammt und als prähistorischer astronomischer Kalender angesehen wird. Diese Behauptung hat durchaus Gewicht, aber da unklar ist, wann die Sumerer das Konzept der Zeit erfanden oder mit der Aufzeichnung des Himmels begannen, bleibt die Frage „Wer war zuerst da?“ weiterhin umstritten, was auch für die Behauptung gilt, dass die Indus-Kultur die ersten Astronomen inspirierte.
In der Ersten Zwischenzeit (2181 bis 2040 v. Chr.) hatten auch die Ägypter den Nachthimmel als einen 360-Grad-Kreis kartiert, der dann in Dekane unterteilt wurde, Gruppen von 36 Sternen, die regelmäßig erschienen und die Entwicklung einer Sternkarte ermöglichten. Die astronomischen Kenntnisse der Ägypter waren in der Antike wohlbekannt und wurden durch die Ausrichtung der Pyramiden von Gizeh sowie durch Tempel, Statuen, Obelisken und die Fähigkeit, die jährlichen Überschwemmungen des Nils, die das Land düngten, vorherzusagen, verkörpert.
Die Vorsokratiker und Pythagoras
Es ist bekannt, dass Thales von Milet in Babylon studierte und, so der Wissenschaftler George G.M. James, seine frühen astronomischen und philosophischen Modelle von den Babyloniern und Ägyptern ableitete. Ob Thales die ägyptische Astronomie in Babylon erlernte oder Ägypten tatsächlich besuchte, ist unbekannt. Er gilt als der erste griechische Philosoph und Astronom, weil er die Sonnenfinsternis vom 28. Mai 585 v. Chr. genau voraussagte. Er begann seine philosophischen Untersuchungen mit der Frage, was die erste Ursache aller beobachtbaren Phänomene sein könnte – was war der „Urstoff“, aus dem das Universum bestand? – und dies führte ihn von der Beobachtung seiner unmittelbaren Umgebung zur Kartierung des Himmels.
Thales’ Vorhersage der Sonnenfinsternis von 585 v. Chr. ist von späteren Schriftstellern gut dokumentiert, aber was er sonst noch zur Astronomie beigetragen haben mag, ist unbekannt, da seine Werke verloren gingen und seine Überzeugungen nur in Fragmenten erhalten sind, die von anderen zitiert werden. Auf Thales folgten Anaximander (ca. 610 bis ca. 546 v. Chr.) und Anaximenes (ca. 546 v. Chr.), die mit ihren Theorien über die erste Ursache als etwas, das nach Naturgesetzen funktioniert, die Grundlage für Pythagoras bildeten. Für Anaximander war dies das Apeiron – eine ewige schöpferische Kraft –, während es für Anaximenes der konstante Zustand des Flusses war, der durch die Verdünnung und Kondensation der Luft verursacht wird.
Pythagoras glaubte, dass die erste Ursache die Zahl sei und dass die Mathematik der Schlüssel zur Erleuchtung sei. Pythagoras soll als erster die Erde als kugelförmig erkannt haben – obwohl die Babylonier dies schon Jahrhunderte zuvor wussten und es auch von Anaximenes und Parmenides (ca. 485 v. Chr.) vorgeschlagen wurde. Pythagoras’ zentrales Interesse galt der Unsterblichkeit der Seele, und seine astronomischen Theorien könnten sich als Antwort auf die Frage entwickelt haben, wohin Seelen nach ihrem Tod gehen, bevor sie in einem anderen Körper wiedergeboren werden.
Da Pythagoras seine Überzeugungen nie schriftlich festhielt und sie nur einigen wenigen Schülern mündlich übermittelte, ist unklar, welche seiner Lehren ursprünglich auf ihn zurückgehen und welche ihm von späteren Bewunderern zugeschrieben wurden. Selbst sein berühmter Satz des Pythagoras stammt nicht von ihm, da das Modell bereits Jahrhunderte vor seiner Zeit in Mesopotamien bekannt war und verwendet wurde. Dennoch werden ihm eine Reihe von Errungenschaften zugeschrieben, wie z. B. die Identifizierung der Venus als ein einziger Planet, während man sie früher für zwei verschiedene Sterne hielt, von denen einer am Morgen und der andere am Abend erschien. Ob er diese Anerkennung verdient, ist umstritten, aber sein Beharren auf mathematischen Prinzipien als Schlüssel zum Verständnis der Planetenbewegung wird von Wissenschaftlern als eines seiner ursprünglichen Konzepte akzeptiert, auch wenn unklar ist, was diese Prinzipien waren.
Laut einem seiner Anhänger (und möglicherweise seinem Nachfolger), Philolaos von Kroton (ca. 470 bis ca. 385 v. Chr.), stellte Pythagoras die Theorie auf, dass sich die Planeten in Übereinstimmung mit mathematischer Harmonie bewegen. Das Wort „Planet“ stammt vom griechischen Planetes ab, was so viel wie „Wanderer“ bedeutet, aber laut Philolaos behauptete Pythagoras, dass die Planeten überhaupt nicht wanderten, sondern sich nach bestimmten Mustern gemäß mathematischen Prinzipien bewegten. Philolaos ergänzte die pythagoreische Sichtweise, indem er erklärte, dass die Erde nicht, wie angenommen, das Zentrum des Universums sei, sondern dass alle Planeten (ebenso wie Sonne und Mond) um ein zentrales Feuer kreisen, das sie mit Energie versorgt.
Platon durch Aristoteles
Platon wurde maßgeblich vom pythagoreischen Gedankengut beeinflusst, insbesondere hinsichtlich des Konzepts der Seelenwanderung (Reinkarnation), lehnte jedoch die Theorie der mathematischen Harmonie des Pythagoras zugunsten von himmlischen „Bahnen“ ab, auf denen sich jeder Planet bewegte. Die scheinbare „Wanderung“ der Planeten wurde durch diese Bahnen verursacht. Sie umkreisten die Erde, und jeder Planet war auf ihnen fixiert und schien sich zeitweise vorwärts oder rückwärts zu bewegen. In seinem Dialog Timaios stellt Platon die Erde als eine Kugel dar, die sich im Zentrum einer größeren Kugel befindet, welche die Sonne, den Mond, die Planeten und die Sterne enthält, die um sie kreisen.
Eudoxos von Knidos (ein Schüler des Astronomen und Staatsmannes Archytas von Tarent, der bei Philolaos studiert hatte) entwickelte Platons Vision weiter und baute sie aus, indem er für die Rotation der Planeten um eine Achse in einer anderen Sphäre als der der Sonne und des Mondes plädierte, wobei jeder Planet in seiner eigenen Sphäre operierte. Für Eudoxos war die scheinbar zufällige Bewegung der Planeten überhaupt nicht zufällig, sondern erschien nur so, weil sie sich in ihrem eigenen Einflussbereich und um die Erde drehten. Seine Behauptung wurde später in Frage gestellt, da sie die Art und Weise, wie die Planeten den Menschen auf der Erde erscheinen, nicht erklären konnte. Wenn sich ein Planet in seiner eigenen „Sphäre“ immer auf die gleiche Weise drehte, warum erschienen die Planeten dann manchmal näher an der Erde und heller als zu anderen Zeiten?
Aristoteles versuchte, dieses Problem zu lösen, indem er behauptete, die Himmelskörper seien vollkommen und bewegten sich mit konstanter Geschwindigkeit in einer Kreisbewegung um die Erde, die unbeweglich sei. Jeder Planet bewegte sich in seiner eigenen Sphäre (wie bei Platon) in einem elliptischen Muster um die Erde und erschien manchmal heller, weil er sich näherte, bevor er sich wieder entfernte. Aristoteles bestand darauf, dass die Planeten vollkommene, unzerstörbare Sphären seien, deren Verlauf unveränderlich sei, da sie, sobald sie durch das Wirken des primären Bewegers (der alle Bewegung in Gang gesetzt hat, selbst aber unbeweglich bleibt) in Bewegung bleiben würden. Die Erde, so Aristoteles, sei kleiner als die anderen Planeten, und zwar aufgrund seiner Beobachtungen des Nachthimmels von verschiedenen Aussichtspunkten aus: Wenn die Erde ein großer Planet wäre, könnten die verschiedenen Sternbilder nicht zu den Zeiten erscheinen, zu denen sie von Menschen an verschiedenen Orten gesehen werden.
Eratosthenes bis Hipparchos
Eratosthenes stellte Aristoteles’ Behauptungen über die Größe der Erde in Frage, indem er die Schatten von Sonnenuhren in Alexandria und Syene (dem heutigen Assuan), Ägypten, die auf unterschiedlichen Breitengraden lagen, zur gleichen Zeit verglich. Er berechnete den Umfang der Erde auf 250.000 Stadien (etwa 40.000 Kilometer). Dieser Wert war kleiner als Aristoteles’ Schlussfolgerung von 400.000 Stadien und scheint den Glauben an das geozentrische Modell des Universums gefördert zu haben, da die Erde als ein kleines, unbewegliches Objekt angesehen wurde, das von größeren Himmelskörpern umkreist wurde, die nach Aristoteles’ Vorstellung aus Äther bestanden. Diese anderen, größeren Körper waren aufgrund ihrer Zusammensetzung leichter und rollten daher leicht auf ihren Bahnen, während die feste Erde still stand. Wenn sich die Erde bewegte, so die Überlegung, würde man die Bewegung spüren, und deshalb musste sie unbeweglich sein.
Der Astronom Apollonios von Perge (ca. 262 bis ca. 190 v. Chr.) verstand die Erde als Zentrum des Universums und schlug das Konzept des exzentrischen Deferenten vor – eine exzentrische kreisförmige Bahn, auf der sich ein Planet innerhalb eines Konstrukts bewegt, das als Exzenter-Epizykel-Modell bekannt ist – bei dem der Epizykel den Planeten im Einklang mit dem exzentrischen Deferenten bewegt. Dieses Modell wurde von Aristarchos von Samos in Frage gestellt, der ein heliozentrisches Verständnis des Universums vorschlug, um die alte Frage zu lösen, warum die Planeten zu bestimmten Zeiten heller erscheinen als zu anderen. Aristarchos war außerdem der Meinung, dass es nur Sinn hätte, wenn kleinere Körper um größere kreisten, und da die Sonne deutlich größer als die Erde war, war sie höchstwahrscheinlich das Zentrum des Sonnensystems, um das alle anderen Planeten kreisten.
Aristarchos’ Behauptungen wurden von dem größten der antiken griechischen Astronomen, Hipparchos von Nicäa, zur Kenntnis genommen, der das heliozentrische Modell jedoch als unzureichend ablehnte. Aristoteles’ Ansicht, dass sich die Planeten in perfekten Kreisen bewegen, passte zu dem etablierten Paradigma der Erde als Zentrum des Sonnensystems und wurde durch Apollonios von Perges Epizykeltheorie unterstützt. Unter Berufung auf diese Modelle behauptete Hipparchos, Aristarchos habe sich geirrt.
Hipparchos gilt jedoch bis heute als der größte griechische Astronom, da er die babylonische Astronomie nutzte, die Trigonometrie erfand, Sonnenfinsternisse präzise vorhersagen konnte und die erste umfassende Sternkarte erstellte. Er zeichnete auch die Bewegung von Sonne und Mond, ihre Größe und Entfernung von der Erde auf und korrigierte mit Hilfe eines von ihm erfundenen Geräts (dem Himmelsglobus) die Schlussfolgerungen von Eratosthenes zur Größe der Erde.
Er ist auch einer der Hauptkandidaten für die Erfindung des Mechanismus von Antikythera, der als der erste analoge Computer der Welt gilt und auf das späte 2. Jahrhundert bis frühe 1. Jahrhundert v. Chr. datiert wird, also in die Zeit von Hipparchos. Das 1901 entdeckte Gerät basiert auf babylonischen astronomischen Prinzipien, die mit der ägyptischen Astronomie korrelieren, wurde aber in Griechenland hergestellt und enthält Buchstaben des griechischen Alphabets.
Durch das Drehen einer Kurbel an dem Gerät konnte man die Position der Planeten, der Sonne und des Mondes sowie den Zeitpunkt der wahrscheinlichsten Sonnenfinsternis berechnen. Hipparchos ist jedoch nur einer von mehreren antiken Erfindern, denen der Mechanismus von Antikythera zugeschrieben wird. Archimedes von Syrakus (ca. 287 bis 212 v. Chr.), ein weiterer Astronom, berühmter Erfinder und Freund von Eratosthenes, wird ebenfalls als möglicher Erfinder genannt.
Ptolemäus und der Almagest
Die Arbeit von Hipparchos beeinflusste die Arbeit von Claudius Ptolemäus, einem Astrologen, der sich der Astronomie zuwandte, um genauere Vorhersagen zu treffen. Hipparchos war dank seiner neuartigen Trigonometrie in der Lage, genaue Vorhersagen über die Bewegungen der Himmelskörper zu machen, und diese Fähigkeit, so scheint Ptolemäus geglaubt zu haben, würde ihm helfen, bessere Weissagungen zu treffen.
Wie Hipparchos glaubte auch Ptolemäus an das aristotelische Modell des Universums, in dem die Himmelskörper vollkommen und unveränderlich waren, während die Erde Veränderungen unterworfen war. In seinem berühmtesten und einflussreichsten Werk, dem Almagest, behauptete er, die Erde sei das Zentrum des Universums, während sich die Sonne, der Mond, bestimmte Sterne und fünf Planeten – Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn – um sie drehten.
Die Sphäre des Mondes – die als der Erde am nächsten liegend betrachtet wurde – diente als eine Art Grenze zwischen der ständigen Veränderung der Erdkugel und der Unveränderlichkeit der Sonne, der Sterne und der anderen Planeten. Der Mond konnte als veränderlich angesehen werden – ähnlich den Veränderungen, die man auf der Erde beobachtete –, während die anderen Planeten unveränderlich und ewig zu sein schienen. Ptolemäus’ Konzepte wurden als mit dem aristotelischen Modell übereinstimmend angesehen und daher akzeptiert. Seine Werke überlebten nicht nur, sondern waren auch noch einflussreich, als sie von Nikolaus Kopernikus (1473 bis 1543 n. Chr.) gelesen und korrigiert wurden. Dessen Werk De revolutionibus orbium coelestium (Über die Umlaufbahnen der Himmelssphären) inspirierte die wissenschaftliche Revolution und schließlich das heliozentrische Modell des Universums, wie es heute verstanden wird.
Schlussfolgerung
Die Grundsätze der griechischen Astronomie, zumindest bis zu Aristoteles, wurden von Alexander dem Großen (356 bis 323 v. Chr.) auf seinen Eroberungszügen über den Nahen Osten nach Indien gebracht und von Astronomen anderer Nationen weiterentwickelt. Der indische Astronom Aryabhata (476 bis 550 n. Chr.), um nur ein Beispiel zu nennen, entwickelte die Trigonometrie weiter, berechnete Mond- und Sonnenfinsternisse genau und erkannte auch, dass sich die Erde bewegte – und nicht der Himmel um sie herum, wie zuvor angenommen worden war. Die indische Astronomie war zur Zeit Alexanders bereits gut etabliert, wurde auf die Zeit der Indus-Kultur (ca. 7000 bis 600 v. Chr.) datiert und während der vedischen Zeit (ca. 1500 bis 500 v. Chr.) weiterentwickelt, aber die griechische Astronomie lieferte indischen Denkern wie Aryabhata andere Erkenntnisse und Modelle, an denen sie arbeiten konnten.
Viele der Theorien der griechischen Astronomen erwiesen sich als falsch, und bei vielen anderen ist heute anerkannt, dass sie zuerst von den Mesopotamiern, Indern und Ägyptern entwickelt wurden, was jedoch die Bemühungen und Leistungen der Griechen nicht schmälert. Die damaligen griechischen Astronomen betraten Neuland in einer Zeit, in der religiöse Autoritäten eine theistische Interpretation des Universums förderten, welche ihre Bemühungen bestenfalls als alberne Zeitverschwendung und schlimmstenfalls als atheistische Herausforderung der göttlichen Souveränität erscheinen ließ. Interessanterweise war es dieselbe Dynamik, die Jahrhunderte später zum Tragen kam, und dieselbe Herausforderung, der sich Astronomen wie Galilei gegenübersahen, als sie ihre eigenen Untersuchungen des Universums trotz des Widerstands der Kirche fortsetzten.
