Aristarchos von Samos

Aristarch(os) von Samos (gr: Ἀρίσταρχος; * um 310 v. Chr. auf Samos; † um 230 v. Chr.) war ein griechischer Astronom und Mathematiker.

Er war ein Schüler von Straton von Lampsakos und einer der ersten griechischen Astronomen, die das heliozentrische Weltbild vertraten, wonach die Sonne und nicht die Erde im Zentrum des Weltalls steht. Daher gilt er auch als der „griechische Copernicus“. Er stieß mit seiner Theorie jedoch kaum auf Anerkennung (Ausnahme: Seleukos von Seleukia), so dass seine Vorstellungen im Schatten der Arbeiten von Aristoteles und Ptolemaios standen. Erst um 1800 Jahre später wurden sie von Copernicus wiederentdeckt und erneut aufgegriffen.

Aristarchos von Samos, Denkmal an der Aristoteles-Universität Thessaloniki, Griechenland

Heliozentrisches Weltbild

Das einzige Werk des Aristarch, das bis heute erhalten geblieben ist, trägt den Titel Über die Größen und Abstände von Sonne und Mond und basiert noch auf dem geozentrischen Weltbild. Wir wissen aber durch spätere Zitate anderer Gelehrter, dass er in einem anderen Buch die Hypothese eines heliozentrischen Weltbildes vertrat. So schreibt Archimedes in seiner Sandrechnung:

„Du, König Gelon, weißt, dass ‚Universum‘ die Astronomen jene Sphäre nennen, in deren Zentrum die Erde ist, wobei ihr Radius der Strecke zwischen dem Zentrum der Sonne und dem Zentrum der Erde entspricht. Dies ist die allgemeine Ansicht, wie du sie von Astronomen vernommen hast. Aristarch aber hat ein Buch verfasst, das aus bestimmten Hypothesen besteht, und das, aus diesen Annahmen folgernd, aufzeigt, dass das Universum um ein Vielfaches größer ist als das ‚Universum‘, welches ich eben erwähnte. Seine Hypothesen sind, dass die Fixsterne und die Sonne unbeweglich sind, dass die Erde sich um die Sonne auf der Umfangslinie eines Kreises bewegt, wobei sich die Sonne in der Mitte dieser Umlaufbahn befindet, und dass die Sphäre der Fixsterne, deren Mitte diese Sonne ist und innerhalb derer sich die Erde bewegt, eine so große Ausdehnung besitzt, dass der Abstand von der Erde zu dieser Sphäre dem Abstand dieser Sphäre zu ihrem Mittelpunkt gleichkommt.“^[1][2]

Aristarchos denkt hier weit voraus: Wenn nicht die Erde, sondern die Sonne im Zentrum steht, so müssten wir eigentlich eine Parallaxe beobachten. Das Erscheinungsbild des Sternhimmels müsste sich abhängig von der aktuellen Position während eines Umlaufs der Erde um die Sonne verändern. Tatsächlich ist diese Parallaxe selbst bei den sonnennächsten Sternen kleiner als eine Bogensekunde und daher mit bloßem Auge nicht feststellbar. Diese anscheinend fehlende Parallaxe war das Hauptargument gegen Aristarchs Modell. Er erklärt sie durch eine unvorstellbar große Entfernung zu den Fixsternen, gegenüber der der Durchmesser der Erdbahn verschwindend klein sei. Die Fixsternparallaxe wurde erst 1838 mit Teleskopen nachgewiesen.

Welche Konsequenzen dies nach sich gezogen haben könnte, deutet Plutarch im Dialog Über das Mondgesicht an:

„[...] Kleanthes [ein Zeitgenosse des Aristarch] glaubte, es sei die Pflicht der Griechen, Aristarch von Samos wegen Gottlosigkeit anzuklagen, dafür, dass er den Herd des Universums [die Erde] in Bewegung versetzt habe, da er die Phänomene zu retten trachtete, indem er annahm, der Himmel befände sich in Ruhe und die Erde drehe sich in einem schiefen Kreis und rotiere dabei um ihre eigene Achse.“^[3]

Allerdings kann die Geschichte von der Anklage wegen Gottlosigkeit auch angezweifelt werden, sie entstand nämlich erst auf Grund einer fragwürdigen Emendation im Plutarch-Text durch einen Philologen des 17. Jahrhunderts.

Größe des Mondes

Der Mondkrater Aristarch

Aristarch beobachtete, wie der Mond während einer Mondfinsternis durch den Erdschatten zog. Er schloss daraus, dass der Durchmesser der Erde 2,85 Mal so groß sei wie der des Mondes. Tatsächlich beträgt dieser Faktor etwa 3,67.

Entfernung zur Sonne

Der Halbmond entsteht dadurch, dass das Sonnenlicht genau senkrecht zu unserer Blickrichtung auf den Mond fällt. Das Dreieck Sonne, Mond, Erde weist also bei Halbmond einen rechten Winkel auf:

Die Größe des Winkels $\varepsilon$ zwischen Sonne und Mond hat Aristarch experimentell zu mindestens 87° bestimmt. Durch Zeichnen eines rechtwinkligen Dreiecks mit einem Winkel von 87° lässt sich nun das Verhältnis der Abstände Erde–Sonne und Erde–Mond bestimmen. Heutzutage kann man dieses Verhältnis natürlich auch trigonometrisch zu 1/cos(87°) ≈ 19,1 berechnen. Damit ist gezeigt, dass die Sonne mindestens 19 mal so weit von der Erde entfernt ist wie der Mond.

Tatsächlich ist die Sonne etwa 400 mal soweit von der Erde entfernt wie der Mond. Dies entspricht einem Winkel $\varepsilon$ von etwa 89° 51'. Das heißt gleichzeitig, dass von der Sonne aus gesehen Erde und Mond nur knapp neun Winkelminuten voneinander entfernt erscheinen.

Aristarch hat sicherlich bemerkt, dass der Winkel fast 90° beträgt. Das Ziel der Messung musste in diesem Fall die Antwort auf die Frage sein: Wie groß ist der Winkel mindestens? Nur daraus lässt sich eine verlässliche Aussage über den Mindestabstand der Sonne ableiten.

Aristarchs ursprüngliche Arbeiten haben die Zeit leider nicht überlebt; sie sind nur aus den Zitaten und Kommentaren von Nachfolgern bekannt. Da Sonne und Mond am Himmel etwa gleich groß erscheinen, schloss Aristarch, dass ihre tatsächliche Größe sich ebenfalls mindestens um den Faktor 19 voneinander unterscheiden müsse. Aus den genannten Gründen beträgt dieser Unterschied zwar in Wahrheit das 400-fache. Doch allein, dass nach Ansicht Aristarchs die Sonne weit größer als die Erde sein musste, war ein wichtiges Indiz für die Theorie, wonach ein so großer Himmelskörper sich auch im Zentrum des Universums befinden müsse – sofern die Sonne nicht, wie Aristarchs Gegner argumentieren, aus masselosem Äther besteht.

Einzelnachweise

1. ↑ Joh. Christoph Sturm: „Des Unvergleichlichen Archimedis Sand-Rechnung, Oder Tiefsinnige Erfindung einer, mit verwunderlicher Leichtigkeit aussprechlichen, Zahl“, 1667, Facsimile-Ausgabe online unter Sächsische Landesbibliothek – Staats- und Universitätbibliothek Dresden
2. ↑ T.L. Heath: „Works of Archimedes“, 1897 (englisch), verschiedene Formate unter www.archive.org
3. ↑ 927f und 923a, griechischer Text auf www.perseus.tufts.edu, englische Übersetzung von Harold Cherniss und William C. Helmbold auf www.perseus.tufts.edu

Literatur

• R. von Erhardt, E. von Erhardt-Siebold, Archimedes' Sand-Reckoner. Aristarchos and Copernicus. In: Isis. 33, 1942, S. 578–602.
• T. L. Heath: Aristarchus of Samos. Oxford 1913, Online.
• T. L. Heath: Aristarchus of Samos. The ancient Copernicus. Reprint des Originals von 1913. New York 1981.
• A. C. Bowen, B. R. Goldstein: Aristarchus, Thales, and Heraclitus on solar eclipses. In: Physis Riv. Internaz. Storia Sci. (N.S.) 31, 3, 1994, S. 689–729.
• M. Milankovitch: Aristarchos und Apollonios. Das heliozentrische und das geozentrische Weltsystem des klassischen Altertums. In: Acad. Serbe. Sci.Publ. Inst. Math. 9, 1956, S. 79–92.
• W. Nestle: Die Nachsokratiker. 2 Bände. Jena 1923.
• E. Wall: Anatomy of a precursor: The historiography of Aristarchos of Samos. In: Studies in Hist. and Philos. Sci. 6, 3, 1975, S. 201–228.
• S. V. Zhitomirskii: The heliocentric hypothesis of Aristarchos of Samos and ancient cosmology. In: Istor.-Astronom. Ausgabe 18, 1986, S. 151–160. (russisch)

Aristarchos von Samos ist die Hauptfigur des historischen Romans

• Thomas Bührke: Die Sonne im Zentrum – Aristarch von Samos. Roman der antiken Astronomie. Beck, München 2009, ISBN 978-3-406-58249-3.

Weblinks

• Von den Größen und Entfernungen der Sonne und des Mondes (Auszug, PDF-Datei; 336 kB)
• Aristarch – Der Kopernikus der Antike auf ancient-cultures.com
• Aristarchos von Samos. In: MacTutor History of Mathematics archive (englisch)
• Alan H. Batten: Aristarch of Samos (englisch)

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