Einfžhrung i n die Astrophysik Teil 1

438 ANHANG B. GESCHICHTE DER PHYSIK
er nahm die Dichte der Erde zu ρ = 5 g cm −3 an (Eisen), bestimmte die (damals noch unbekannte!)
Masse der Erde M⊕ und berechnete G nach der Formel
G = g⊕R 2 ⊕
M⊕
zu G = 7.35 · 10 −8 cm 3 g −1 s −2 , was um 10% höher liegt als der heutige Wert, G = 6.6732298 · 10 −8
cm 3 g −1 s −2 .
• ZUSATZ (DIE BERECHNUNG DER MONDBAHN DURCH DELAUNAY)
Nach den Worten Newtons war die Berechnung der Mondbahn das einzige Problem, welches ihm Kopfschmerzen bereitet
hat.
1847 begann der französische Astronom Charles Delaunay, die Bahn des Mondes im Feld der Erde und der Sonne mithilfe
einer Störungstheorie zu berechnen. Er benötigte 10 Jahre für seine Formeln und weitere 10 Jahre zur Überprüfung. Die Ergebnisse
wurden 1867 publiziert und galten bis 1970 (da niemand den Mut aufbrachte, die Gleichungen zu überprüfen). Erst
mithilfe der Computer Algebra war eine Prüfung möglich. Es zeigte sich, daß Delaunay nur ein kleiner Fehler unterlaufen
war, mit zwei Folgefehlern: alle damals unbeobachtbar von der Genauigkeit her.
Die (lanzeitige) Berechnung der Mondbahn ist auch heute noch eines der schwierigsten Probleme der Astrophysik (Gezeitenreibung).
Der Newtonsche Eimerversuch
Newton sagt in seinen Principia: ’Der absolute Raum bleibt vermöge seiner Natur und ohne Beziehung
zu einem äusseren Gegenstand stets gleich und unbeweglich.’ Er gibt dazu folgenden Versuch an.
• ZUSATZ (NACHWEIS ZUM ABSOLUTEN RAUM)
Man hänge ein Gefäß an einem sehr langen Faden auf, drehe denselben beständig im Kreise herum, bis der Faden durch die
Drehung sehr steif wird; hierauf fülle man es mit Wasser und halte es zugleich mit letzterem in Ruhe. Wird es nun durch
eine plötzliche Kraft in entgegengesetzte Kreisbewegung gesetzt und hält diese, während der Faden sich ablöst, längere
Zeit an, so wird die Oberfläche des Wassers anfänglich eben sein, wie vor der Bewegung des Gefäßes; hierauf, wenn die
Kraft allmählich auf das Wasser einwirkt, bewirkt das Gefäß, daß dieses (das Wasser) merklich sich umzudrehen anfängt.
Es entfernt sich nach und nach von der Mitte und steigt an den Wänden des Gefäßes in die Höhe, indem es eine hohle Form
annimmt. (Diesen Versuch habe ich selbst gemacht.) . . . Im Anfang, als die relative Bewegung am größten war,verursachte
dieselbe kein Bestreben, sich von der Achse zu entfernen. Das Wasser suchte nicht,sich dem Umfang zu nähern, indem es
an den Wänden emporstieg, sondern blieb eben, und die wahre kreisförmige Bewegung hatte daher noch nicht begonnen.
Die Newtonsche Korpuskulartheorie des Lichts
Zur Erinnerung: bei Huygens ist Licht longitudinal, bei Hooke transversale Welle im Äther. Newton
erkärt im Gegensatz dazu Licht als Korpuskel (im Vakuum), welche von Materie angezogen werden. Er
findet dementsprechen keine befriedigende Lösung für die Beugung. Er zerlegt 1672 als erster weißes
Licht in Farben mit Hilfe eines Prismas und schreibt † : ’. . . that light itself is a heterogeneous mixture
of differently refrangible rays.’
Nach Newton sollte (wegen der Anziehung) die Lichtgeschwindigkeit im Medium größer sein als
in Luft (Vakuum). Er nahm an, daß die Farben durch die Größe der Korpuskel bewirkt werde: der
roten Farbe entsprachen die größten Teilchen, der gelben Farbe mittlere und schließlich der blauen die
kleinsten Teilchen.
Er stellt fest, daß er beim Hämmern in der Ferne erst das Licht und dann den Schall beobachtet. Seine
Versuche die Lichtgeschwindigkeit zu messen waren (ebenso wie die von Galilei vorher) vergeblich,
Römers Bestimmung akzeptierte er nicht.
† Phil. Trans. 6, 3075 (1671 - 1672)