Was ist der Unterschied zwischen den geozentrischen und heliozentrischen Modellen des Sonnensystems?

Wie sieht unser Sonnensystem wirklich aus? Wenn wir uns irgendwie über die Ebene fliegen würden, auf der sich die Sonne und die Planeten befinden, was würden wir dann im Zentrum des Sonnensystems sehen? Es dauerte eine Weile, bis die Antwort der Astronomen herausgefunden war, was zu einer Debatte zwischen dem sogenannten geozentrischen (erdzentrierten) Modell und dem heliozentrischen (sonnenzentrierten Modell) führte.

Die Alten verstanden, dass es bestimmte helle Punkte gab, die sich zwischen den Hintergrundsternen zu bewegen schienen. Wer genau die Planeten mit bloßem Auge entdeckt hat (die Planeten, die man ohne Teleskop sehen kann), ist in der Antike verloren gegangen, aber wir wissen, dass Kulturen auf der ganzen Welt sie entdeckt haben.

Die alten Griechen zum Beispiel betrachteten die Planeten als Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn – sowie als Mond und Sonne. Die Erde befand sich im Zentrum des Ganzen (geozentrisch), und diese Planeten drehten sich um sie. Dies wurde in der Kultur so wichtig, dass die Wochentage nach den Göttern benannt wurden, die durch diese sieben sich bewegenden Lichtpunkte dargestellt werden.

Trotzdem glaubte nicht jeder Grieche, dass die Erde in der Mitte sei. Aristarchus von Samos war laut NASA die erste bekannte Person, die sagte, dass sich die Sonne im Zentrum des Universums befindet. Er schlug dies im dritten Jahrhundert vor Christus vor. Die Idee hat sich nie wirklich durchgesetzt und blieb (soweit wir das beurteilen können) mehrere Jahrhunderte lang inaktiv.

Da sich europäische Wissenschaftler für ihre Ausbildung auf griechische Quellen stützten, folgten die meisten Menschen jahrhundertelang den Lehren von Aristoteles und Ptolemäus, so das Galileo-Projekt an der Rice University. Aber es gab einige Dinge, die keinen Sinn machten. Zum Beispiel schien sich der Mars gelegentlich in Bezug auf die Sterne rückwärts zu bewegen, bevor er sich wieder vorwärts bewegte. Ptolemaios und andere erklärten dies mit einem System namens Epizyklen, bei dem sich die Planeten in kleinen Kreisen innerhalb ihrer größeren Umlaufbahnen bewegten.

Im 15. und 16. Jahrhundert standen die Astronomen in Europa jedoch vor anderen Problemen, fügte das Projekt hinzu. Die Eclipse-Tabellen wurden ungenau, die Seeleute mussten ihre Position verfolgen, wenn sie außer Sichtweite des Landes segelten (was zu einer neuen Methode zur Längenmessung führte, die teilweise auf genauen Zeitmessern beruhte), sowie den Kalender aus der Zeit von Julius Caesar ( 44 v. Chr.) Beschrieb die Tagundnachtgleiche nicht mehr genau – ein Problem für Beamte, die sich mit dem Zeitpunkt religiöser Feiertage, vor allem Ostern, befassten. (Das Timing-Problem wurde später gelöst, indem der Kalender zurückgesetzt und wissenschaftlich strengere Schaltjahre eingeführt wurden.)

Während zwei Astronomen des 15. Jahrhunderts (Georg Peurbach und Johannes Regiomontanus) die griechischen Texte bereits auf wissenschaftliche Fehler hin konsultiert hatten, wurde das Projekt fortgesetzt. Es war Nicolaus Copernicus, der dieses Verständnis aufnahm und es auf die Astronomie anwendete. Seine Beobachtungen würden unser Denken über die Welt revolutionieren.

Veröffentlicht 1543, Copernicus ’ De Revolutionibus Orbium Coelestium (Über die Revolutionen der Himmelskörper) skizzierte das heliozentrische Universum ähnlich dem, was wir heute wissen. Zu seinen Ideen gehörte laut Encyclopedia Britannica, dass die Umlaufbahnen der Planeten in Bezug auf die Sonne mit dem „festen Punkt“ aufgezeichnet werden sollten, dass die Erde selbst ein Planet ist, der sich um eine Achse dreht, und dass, wenn die Achse die Richtung in Bezug auf ändert Für die Sterne bewirkt dies, dass sich der Nordpolstern im Laufe der Zeit ändert (was jetzt als Präzession der Äquinoktien bekannt ist).

Andere Astronomen stellten die Sonne in den Mittelpunkt unseres Sonnensystems und begannen zu erkennen, dass sie die Umlaufbahnen für die Planeten vereinfachten. Und es half zu erklären, was am Mars so seltsam war. Der Grund, warum es sich am Himmel zurückzieht, ist, dass die Erde eine kleinere Umlaufbahn als der Mars hat. Wenn die Erde in ihrer Umlaufbahn am Mars vorbeifährt, scheint der Planet rückwärts zu gehen. Wenn die Erde den Pass beendet hat, scheint sich der Mars wieder vorwärts zu bewegen.

Andere Unterstützungen für Heliozentrismus tauchten ebenfalls auf. Johannes Keplers Bewegungsregeln der Planeten (basierend auf Arbeiten von ihm und Tycho Brahe) basieren auf dem heliozentrischen Modell. Und bei Isaac Newton PrincipiaDer Wissenschaftler beschrieb, wie die Bewegungen ablaufen: eine Kraft namens Schwerkraft, die laut der Universität von Wisconsin-Madison „umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung zwischen Objekten“ zu sein scheint.

Newtons Gravitationstheorie wurde später durch die von Albert Einstein ersetzt, der im frühen 20. Jahrhundert vorschlug, dass die Gravitation stattdessen eine Verzerrung der Raumzeit durch massive Objekte ist. Trotzdem führen heliozentrische Berechnungen Raumfahrzeuge heute in ihren Umlaufbahnen und das Modell ist der beste Weg, um zu beschreiben, wie sich Sonne, Planeten und andere Objekte bewegen.

Das Space Magazine enthält Artikel sowohl zum heliozentrischen als auch zum geozentrischen Modell, und Astronomy Cast hat eine Episode über das Zentrum des Universums.

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