Einfžhrung i n die Astrophysik Teil 1

B.1. NEWTONSCHE FERNWIRKUNG 439
• ZUSATZ (VERGLEICH DER LICHT-THEORIEN)
Mit seiner Korpuskel Theorie stellt Newton sich ganz bewusst gegen Hooke und Huygens. Vom damaligen Standpunkt
aus betrachtet waren beide unbefriedigend: Huygens konnte die Farben, Newton die ihm bereits bekannte Beugung nicht
erklären.
In beiden Theorien ist die Lichtgeschwindigkeit konstant. Römer (1644 - 1710) — ein dänischer Astronom, der mit Domenico
Cassini am Observatorium von Paris arbeitete — errechnete diese 1676 aus der Verspätung einer Verfinsterung eines
der Jupitermnde (Umlaufszeit um Jupiter 42.5 Stunden) um 20 Sekunden die zu 300 000 km/s. (In der Zeit entfernt sich die
Erde um 4.5 Mio km von Jupiter). Nur Huygens glaubte damals daran.
Grundlage einer solchen Messung ist eine Uhr, die über ein Jahr auf 1 Sekunde genau geht (20 Jahre vorher von ebendiesem
Huygens erfunden, s.o.).
B.1.4 Ausbau der Newtonschen Theorie
Halley, ein Freund Newtons, vermutet, daß Kometenerscheinungen periodisch sind. Anhand von 25 historisch
überlieferten Erscheinungen findet er die korrekte Periode, gestützt auf Newtons Methode, Kometenbahnen
zu berechnen. Er behauptet, daß die Kometenerscheinungen aus den Jahren 1531, 1607
und 1682 auf denselben Kometen mit einer Periode von 76 Jahren zurückzuführen sein könnten und
sagt seine Wiederkehr für 1758 voraus. Der Komet wurde bei seinem tatsächlichen Erscheinen postum
nach Halley benannt. (Letzte Wiederkehr 1986). Anhand von systematischen Differenzen zwischen historischen
(Beschreibungen von) Sonnenverfinsterungen und aktuellen Beobachtungen entdeckt er die
Verlangsamung der Erdrotation, welche erstmals von Kant (Ob die Rotation der Erde sich geändert
hat (1754).) als Abbremsung durch den Mond erkannt wurde.
Kant erklärt (1755) ferner die Abplattung der Galaxis durch Rotation und betont erstmals die Bedeutung
des Drehimpulses in der Astrophysik. Dargelegt in: Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des
Himmels, oder Versuch von der Verfassung und dem mechanischen Ursprung des ganzen Weltgebäudes
nach Newtonischen Grundsätzen abgehandelt. Er vermutet, daß einige Nebel eigenständige Inselwelten
(Galaxien) sind.
Die Newtonsche Mechanik wurde in zweierlei Richtungen im folgenden erweitert: zum einen wurde
ein immer effektiverer und eleganterer mathematischer Apparat aufgebaut, an dem alle berühmten
Mathematiker und Physiker (oft in erbitterter Konkurrenz zueinander) beteiligt waren. Von Euler und
Lagrange bis zu Laplace, Gauß und Bessel reichen die berühmten Namen. Zum anderen wurde die
Punktmechanik zu einer Theorie der Gase (Thermodynamik), zur Hydrostatik (Lagrange) und zur Hydrodynamik
(Euler) ausgebaut.
Euler (1707 - 1783) — von Hause aus Mathematiker — betont ganz klar die Analogie zwischen Schallwellen
(in Luft) und Lichtwellen (im Äther). Auf die Schwierigkeiten, welche das Licht bereitete,
gehen wir in einem gesonderten Kapitel ein.
Laplace
Mit der Newtonschen Gravitation war zwar die Grundlage zur Beschreibung der Planetenbahnen gegeben,
eine Erklärung, warum diese nahezu in einer Ebene liegen, konnte Newton nicht geben. Dies
gelang erst Kant (1755) und Laplace (1796), welche die Bedeutung des Drehimpulses (für die Bildung
der Planeten (Saturnringe), des Sonnensystems bzw. der Galaxis) erkannten. Erstes Modell des
Sonnensystems (Urnebel).
Darüber hinaus gab es noch eine schwerwiegende Diskrepanz bei der Planetenbewegung, die erst 100
Jahre später ihre Erklärung fand: die grosse Anomalie von Jupiter und Saturn. Die Beobachtungen
schienen darauf hinzudeuten, daß Jupiter in die Sonne stürzen würde und Saturn aus dem Sonnensystem
fliegen würde. Die praktische Lösung Newtons bestand darin, daß Gott von Zeit zu Zeit einzugreifen
hätte und die Bahnen korrigieren müßte, die physikalische wurde von Laplace (1799) geliefert:
es handelt sich um eine Resonanz der Umlaufperioden im Verhältnis (5:2). Diese ist aber mit 11.8 yr