Das Weltgeheimnis (German Edition)

Räderwerk.

    Eine schematische Darstellung aus Kopernikus’Werk »De revolutionibus « mit der Sonne in der Mitte und den um sie kreisenden Planeten. [12]
    Grundlage der kopernikanischen Himmelsmaschinerie waren allerdings sehr viele ineinandergreifende Rädchen. So großartig der gedankliche Sprung bei Kopernikus war, so traditionell sind seine sonstigen Vorstellungen und Begrifflichkeiten geblieben.
    Der gefeierte Urheber des heliozentrischen Weltbilds habe die Mittelstellung der Sonne nicht angestrebt, sondern nur in Kauf genommen, urteilt der Wissenschaftsphilosoph Martin Carrier. »Erst im Rückblick kehren sich die Prioritäten um. Erst später wurde die Zentralstellung der Sonne wesentlich und die Gleichförmigkeit des planetaren Umlaufs belanglos.«
    Das neue Sonnensystem
    Genau dieser Wandel vollzieht sich in Keplers Werk. Er führt den von Kopernikus begonnenen Umbau konsequent fort. Und zwar, indem er zuerst die Rolle der Sonne neu interpretiert und ihr Kräfte zuschreibt, die alle Planeten auf ihren jeweiligen Bahnen halten.
    Die Sonne ist Dreh- und Angelpunkt seines Modells, Kepler bezieht sämtliche Rechnungen auf sie. Nachdem er die Abstände zwischen Mars und Sonne neu ermittelt hat, erzielt er sofort wesentliche Verbesserungen. Anders als zuvor gedacht, bewegt sich der Planet nun bei seinen Umläufen immer in ein und derselben Ebene. »Auf diese Weise wird die Theorie des Mars höchst einfach«, so Kepler. Er ist sich sicher, die Planeten nun alle in gleicher Weise behandeln zu können.
    Dabei greift er zwar auf das traditionelle Handwerkszeug zurück und versucht, die Marsbahn mithilfe zweier Kreise zu konstruieren. Allerdings füllt er das alte geometrische Modell mit neuen physikalischen Ideen, für die es so nie gedacht war.
    Zunächst einmal stellt er sich vor, dass die rotierende Sonne den großen Umschwung der Planeten wie ein Schaufelrad in Gang hält. Die Sonne, so seine Idee, sendet neben dem Licht einen feinen Strom »immaterieller Spezies« aus. Diese versteht er als Träger einer Kraft, die mit der Entfernung abnimmt.
    Damit die Planeten von dieser Kraft mitgerissen und im Kreis geführt werden, nimmt Kepler an, dass sich die Sonne um ihre eigene Achse dreht. Die von ihr ausgehende Kraft wird so zu einem Wirbel, dem die Himmelskörper mit einer gewissen Abschwächung folgen, je nach Entfernung unterschiedlich schnell. So meint er, die unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Planeten halbwegs erklären zu können.
    Die Planetenbahnen sind jedoch keine konzentrischen Kreise um die Sonne. In ihrem Jahreslauf entfernen sich Erde und Mars mal ein bisschen weiter von der Sonne, mal kommen sie ihr näher. Kepler zufolge werden diese Abweichungen von der Kreisbahn auf irgendeine Art und Weise durch die Planeten mit verursacht. Über die Natur dieser zweiten Kraft zerbricht er sich im Laufe der Jahre immer wieder aufs Neue den Kopf, ohne am Ende zu einer für ihn wirklich befriedigenden Lösung zu kommen.
    Im Rückblick ist das verständlich. Keplers Verquickung von Mathematik und Physik ist glücklich und unglücklich zugleich. Sie ist wegweisend, weil sie die besondere Stellung der Sonne berücksichtigt und weil die Planetenbahn erstmals auf das Zusammenspiel von Kräften zurückgeführt wird. Sie ist irreführend, weil die bestimmenden Kräfte im Sonnensystem gar nicht kreisförmig wirken. Wie Isaac Newton Jahrzehnte später herausfindet, resultieren die Planetenbahnen aus zwei geradlinigen Kraftkomponenten: der Schwerkraft und der Trägheit der Himmelskörper.
    Kepler startet also unter nur teilweise richtigen Prämissen. Während er den Mars mit mathematischen Methoden dingfest machen und seinen Lauf zugleich physikalisch interpretieren möchte, steht er selbst noch im Bann jener Kreisvorstellung, die er am Ende durchbricht. Als Mathematiker eröffnet er der Astronomie schließlich völlig neue Dimensionen, als Physiker bleibt er unter anderem deshalb auf halbem Wege zur Theorie Isaac Newtons stecken, weil er die tradierten Denkmuster doch nicht ganz abstreifen kann.
    Schwimmen gegen den Datenstrom
    Seine größte Leistung in der Suche nach neuen Gesetzmäßigkeiten ist die Auswertung der Beobachtungsdaten Tychos Brahes. Wie lässt sich die Bahn des Mars aus diesem Wust von Daten herausschälen? Wie kann man, wenn man sich selbst auf der rotierenden Erde befindet, die sich wie auf einem Planetenkarussell um die Sonne dreht, die »wahre« Umlaufbahn eines anderen Planeten ermitteln?
    In der