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Innenweltkosmos
Das moderne Weltbild der theoretischen Physik und Mathematik als Weltraum mit Sternen
Eine Weiterentwicklung des Kopernikanischen, Kepler’schen, Newton’schen Rechenmosells
Der Haupteinwand, der gegen das Heliozentrische System vorgebracht wurde, war daß die Fixsterne am Himmelshintergrund keine jährliche Parallaxe zeigten. In der Astronomie versteht man unter Parallaxe im engeren Sinn den Winkel zwischen zwei von verschiedenen Beobachtungspunkten zu einem Gestirn gerichteten Geraden (Visierlinien), d.h. den Winkel, unter dem die Basis vom Gestirn aus erscheint.
Bei diesem Einwand ging es um die jährliche Parallaxe. Die Basis bildete dabei die Bahn der Erde um die Sonne. Man muß bedenken, daß Kopernikus anfangs die altüberlieferte Grundform der Welt benutzte: Ein Innenraum wurde von der Fixsternsphäre umschlossen und im Zentrum dieses Raumes befand sich die Sonne. Um die Sonne kreiste die Erde in einer Kreisbahn. Beim Umschwung der Erde um die Sonne hätten sich die Sterne rein optisch am Himmelshintergrund verschieben müssen; denn, so wurde argumentiert, wenn die Erde sich auf ihrer Kreisbahn um die Sonne bewegt, so nähert sie sich bestimmten Fixsternen und entfernt sich wieder von ihnen. Also müßten diese Fixsterne eine ähnliche Scheinbare Bewegung am Himmelshintergrund zeigen wie die Planeten, nämlich parallaktische Verschiebungen ihrer Orte.
Dem entgegnete Kopernikus, daß die Fixsterne unendlich weit entfernt seien.
Damit leitete Kopernikus etwas ein, vor dessen Konsequenzen er sich wohl fürchtete. Er beseitigte das Gebilde, das man zu seiner Zeit Himmel nannte, den Ort oder Raum in der Höhe, dort wo Gott seinen Thron nach den Vorstellungen der gläubigen Menschen hatte. Die Ablehnung des Kopernikanischen Weltmodells mit der Sonne in der Mitte und ohne Himmel war damit durch die Priester und Gläubigen der christlichen Kirche vorprogrammiert.
So entstand nun in den Köpfen der Menschen eine Idee des Weltalls der unbegrenzten Unendlichkeit, der um sich selbst drehenden Erde, bei der ein Mensch, der am Äquator lebt, mit über l600 Kilometer Stundengeschwindigkeit herumgeschwungen wird, der gleichzeitig mit der Erde auf ihrer Bahn um die Sonne eine Geschwindigkeit von rund l07.000 Km/h erreicht, und zusätzlich noch mit der Sonne in Richtung des Sternes Vega mit 70.000 Km/h rast. Es entstand eine Vorstellung vom Universum der rasenden Bewegungen und der unendlichen Ausdehnung.
War nun diese Weltvorstellung die gefundene Wirklichkeit? Oder war es lediglich ein neuer Modellversuch auf der Basis der Mathematik und Spekulation? Welche Fakten gab es, die dieses Bild der Welt betätigten?
Hier muß man wieder auf den genialen Naturforscher Galileo Galilei verweisen, der mit seinen Versuchen und Feststellungen das wissenschaftliche theoretische Denken begann. Es waren besonders seine Versuche mit dem freien Fall. 1638 erschien sein reifstes Werk, die Discorsi, sein Lehrbuch für theoretische Physik.
Zweifellos war diese Weltvorstellung auf der Basis der Naturbeobachtung aufgebaut und mit den Mitteln der Mathematik abgesichert, so daß jeder intelligente Mensch nichts daran auszusetzen hatte, solange die Fakten genannt wurden, die zu dieser Weltvorstellung geführt hatten.
Diese waren aber nur Annahmen, zum Beispiel. daß die Erde auf Grund der gesehenen Erdoberfläche eine Kugel sein muß und zwar eine Vollkugel.
Da dies auf Grund der mit den eigenen Augen gesehenen konvexen Erdoberfläche offensichtlich war, galt diese Annahme als bewiesen. Als Axiom galt, daß der Lichtstrahl mit einer mathematischen Geraden identisch ist. Ein Axiom bedarf nach allgemeiner Auffassung keines Beweises, weil das offensichtlich gar nicht notwendig ist. Auch daß die Sonne im Zentrum des Heliozentrischen Weltmodells zu stehen hatte, konnte zusammen mit der Behauptung, daß sich die Erde in einer großen Bahn um die Sonne bewege, nicht bestritten werden; denn diese Darstellung gehörte zum Heliozentrischen System dieses Weltbildes.
Die ganz großen Fortschritte im Bereich der allgemeinen theoretischen Physik und Himmelsmechanik brachte der englische Mathematiker und Physiker Isaak Newton mit seiner Himmelsmechanik. Er entwickelte aus den Messungen und Beobachtungen des freien Falls die Fallgesetze und die Lehre von der Gravitation. Newtons Erkenntnisse gelten ebenso für die vier zuvor dargestellten Weltbilder und müssen nur von Annahmen des geraden Lichtstrahles und der Vollkugelform der Erde frei gehalten werden; denn was auf Grund dieser hinzugefügten Annahmen an Entfernungen, Größen und Massen errechnet wurde, ist Theorie, die sich nur auf das Heliozentrische Weltbild bezieht und sind keine Fakten, wenn es auch so von Unwissenden so dargestellt wird.
Was als Beweis immer noch fehlte, war eine wirkliche Messung, und die lieferte, so glaubte man damals, der deutsche Astronom Bessel, der erstmals die Entfernung eines Sterns im Jahre l838 gemessen hatte.
Wie verläßlich war diese Messung?
Nun, er hatte genau nach den unter den Astronomen vereinbarten Regeln gehandelt. Er nahm an, daß der Lichtstrahl und eine mathematische Gerade identisch seien und errechnete mit Hilfe der Trigonometrie und der wirklich gemessenen Parallaxe die Entfernung aus.
Was war hier eine exakte Messung? Einzig nur der Halbmesser der Erdkugel, der auf Grund von Gradmessungen und der Berechnung des Erdumfanges berechnet wurde. Und was dann
noch? Der Winkel der Parallaxe wurde gemessen. Es ist der Winkel gerader Lichtstrahlen, der vom Stern aus gedacht mit dem Halbmesser der Erdkugel gebildet wird.
Vorausgesetzte Annahme zu dieser Berechnung auf Grund des Erdhalbmessers war die unbe- wiesene Annahme der Geradlinigkeit eines Lichtstrahles über eine Entfernung von einer millionenmal den Abstand der Sonne von 150 Millionen Kilometer zur Erde. Ferner, daß die Erde eine Vollkugel sein muß, was durch nichts bewiesen ist und nur eine Annahme auf Grund von optischen Erscheinungen ist.
Was hier Messung genannt wird, ist eine Berechnung auf der Basis von mehreren Annahmen und hat nur einen theoretischen Wert.
Dieser theoretisch ermittelte Wert wurde nun mit weiteren Annahmen und Theorien folgendermaßen weiter verwandt:
Der von Bessel auf diese Weise scheinbar gemessene Stern schien ein verhältnismäßig naher Nachbar der Sonne zu sein, weil er nur eine Million mal so weit von der Erde entfernt wie die Sonne.
Den ersten wichtigen Schritt, den die Astronomen getan hatten, war die theoretische Erkenntnis, daß unsere Sonne, so heiß und groß sie auch ist, doch nur eine von vielen Sonnen im Weltall zu schein schien. Der zweite wichtige Schritt war, daß die Astronomen alle näheren Sterne nun mit Hilfe dieser Theorie zu „messen“ begannen.
Die Grenze dieser theoretischen Methode der Messung mit der Trigonometrie wurde durch theoretische annahmen verfeinert, so daß man bald theoretisch dreißigmal so weite Entfernungen bestimmte, wie bei der ersten theoretischen Sternmessung.
Für noch größere Entfernung bedurfte es gewisser Voraussetzungen, ehe man die Entfernung zu einen Stern schätzen kann; denn mehr als ein Schätzen unter bestimmten Annahmen ist das nicht. Gemeinverständlich ausgedrückt liegt der Fall so: Für sogenannte "nahe" Entfernungen wird die direkte Methode der Schätzung angewendet:. Für "mittlere" Entfernungen gibt es eine zweite Methode, die bei Anwendung für nahe Entfernungen, wahrscheinlich die gleichen ResuItate bringt wie die erste Methode, und darum wird angenommen, daß sie bis zu den Grenzen ihrer Verwendungsfähigkeit Resultate von gleicher Genauigkeit liefert. Sie beruht auf der Annahme, daß ein bestimmter Sternentypus, dessen Verhalten man an einigermaßen erdnahen Vertretern genau beobachten konnte, sich auch dann gleichartig verhält, wenn die große Entfernung eine Kontrolle unmöglich macht.
Für „große" Entfernungen wird schließlich noch eine dritte Methode herangezogen, die allerdings eine gewisse Minderung in der möglichen angenommenen Genauigkeit mit sich bringt.
Für die größten astronomischen Entfernungen kann man daher nur annähernde Entfernungen angeben, die die Gültigkeit gewisser Annahmen zur Voraussetzung haben. Ob diese jedoch zutreffen, ist durch nichts zu beweisen. Es bleibt eine Vermutung.
Wenn man hört oder liest, daß dieses oder jenes Gebilde, das gerade mit einem der stärksten Teleskope der Welt entdeckt wurde, so und so weit von der Erde entfernt ist, so mag vor einer fabelhaften Anzahl von Nullen eine zwei stehen. Diese mag vielleicht nicht ganz richtig sein, vielleicht mag eine l,8 Oder 2,2 richtiger sein, aber die Anzahl der Nullen ist vermutlich reine Fantasie.
Um eine grobe Vorstellung von dem Durchmesser unseres Sternensystems zu erhalten, in dem sich unsere Sonne befindet, müßte man die oben errechnete Summe(150 Millionen mal eine Million) noch mal mit 45 multiplizieren. Dieses System umfaßt nicht nur die fünftausend einzelnen Sterne, die wir mit freiem Auge sehen können, sondern auch die Milliarden schwach leuchtenden Sterne, von denen einige die Wolken der Milchstraße bilden.
Für diese Vorstellung des Weltalls ist der Begriff Kosmos nicht mehr geeignet, er paßte zu den drei dargestellten Innenwelten des Himmelzentrischen-, des Geozentrischen- und des Heliozentrischen- Weltmodells .
Darum wurden hier neue Begriffe eingesetzt. Das Sternensystem, zu dem unsere Sonne gehört, ist unser Universum. Jenseits unseres Universums liegen Millionen anderer Universa, von denen aller Wahrscheinlichkeit nach jedes einzelne Tausende Millionen von Sternen umfaßt. Alle zusammen bilden das Weltall.
Als Form unseres Sternensystems, also unseres Universums, erkannte man die einer Scheibe, ähnlich einem Diskus mit: einem Zentrum, einem Nordpol und Südpol.
lst es nicht überraschend, daß das neue Modell des Universums und aller anderen Universa im Weltall Scheibenform haben sollen?
Bei den neu errechneten Distanzen im All (Stand etwa 1950)sind wir nicht mehr in der Lage, uns Entfernungen mit Zahlenangaben vorstellen zu können, darum folgendes Bild von 1950 zur Hilfe:
Wenn man in Gedanken unser Sternensystem mit den tausend Millionen Sternen, also unser Universum sich zusammenpreßt denkt in die Größe eines Pfennigs oder Cents, ist nach diesem Maßstab das nächste Universum etwa zwei Pfennigdurchmesser weit entfernt. Das entfernteste bisher aus den Annahmen errechnete Universum ist von diesen beiden Universa etwa sechshundert Pfennigdurchmesser weit weg und auch dieses Universum ist ein Glied aus einer Gruppe uns benachbarter Universa.
Seit dem Jahre 2000 sind obige Annahmen über Größen und Distanzen längst überholt, denn alles hat sich inzwischen mit ungeheurer Geschwindigkeit ausgedehnt.
Wer in der Nähe von Bremen oder Marburg sich auf sogenannten Lehrpfaden ein eindrucksvolles Denkmodell mit Hilfe der theoretischen Physik vom All vorstellen möchte, erfährt dort folgendes:
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