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JOHANNES KEPLER und die Planetenbewegung. Lebensdaten:1571 - 1630. Johannes Kepler verdanken wir die Gesetze der Planetenbewegung und die Begründung der Himmelsmechanik. Er ist Dreh und Angelpunkt der umwälzenden Veränderungen, die die Astronomie Anfang des 17. Jahrhunderts erfuhr, als das von Kopernikus vorgeschlagene heliozentrische Universum durch Galilei bestätigt wurde. Kepler, ein hochreligiöser Lutheraner im Zeitalter der Reformation und Gegenreformation, wünschte nichts mehr, als Gott in der Astronomie zu verehren; seinem mystischen Verhaftetsein einer universalen Harmonie stand seine präzise Beobachtungsgabe, die ihn dazu führte, fruchtlose Hypothesen mathematischer Gesetze fallenzulassen. »In meiner tiefsten Seele habe ich es für wahr befunden«, schrieb er zu seiner Vorstellung des Sonnensystems»und gebe mich seiner Schönheit mit unermesslicher entzückender Freude hin.« Johannes Kepler wurde am 27. Dezember 1571 in Weil (dem heutigen Weil der Stadt) geboren. Sein Vater war ein leicht exzentrischer Soldat, Kepler selbst war als Kind oft kränklich und entwickelte sich später zu einem Hypochonder. Er besuchte die Universität Tübingen, wo er Student des überzeugten Kopernikaners Michael Mästlin war. Ursprünglich wollte er Theologe werden, nach Beendigung des Studiums (1591) nahm er jedoch einen Lehrauftrag in Graz an, wo er als Professor für Mathematik und Moralphilosophie nachweislich äußerst erfolglos war und nur wenige Studenten hatte. Seine Freizeit verbrachte er mit dem Erstellen von Horoskopen, er glaubte an die Astrologie, und dem Studium der Astronomie.1597 veröffentlichte er Mysterium Cosmographicum, ein Werk, in dem er Kopernikus' Vorstellung eines heliozentrischen Kosmos unterstützte. Da er aber den ontologischen Status, den die Alten Griechen der Mathematik zuwiesen (»alles besteht aus Zahlen«, soll Pythagoras gesagt haben), sehr ernst nahm, verband er den Gedanken, daß die Sonne im Mittelpunkt der Universums steht, mit pythagoräischen Vorstellungen. Er versuchte nachzuweisen, daß die fünf festen, bereits den Griechen bekannten Körper den Bahnen der sechs bekannten Planeten eingeschrieben seien. So lag die Umlaufbahn des Saturn um einen Kubus, die des Merkurs um ein Oktaeder. Es überrascht nicht, daß Galilei, nachdem ihm Kepler sein Buch geschickt hatte, mit einem freundlichen, aber überaus zurückhaltenden Brief antwortete. Um möglichen Schwierigkeiten zu entgehen, die ihm die Gegenreformation als Lutheraner bereiten konnte, siedelte Kepler 1600 nach Prag um. Für eine kurze und wichtige Zeitspanne war er Gehilfe des großen Astronomen TYCHO BRAHE. Das Verhältnis zwischen den beiden mußte sehr schwierig gewesen sein, denn Brahe hoffte, daß die unzähligen Himmelsaufzeichnungen, die er in seinem Leben zusammengetragen hatte und über die er eifersüchtig wachte , seine eigene Vorstellung vom Universum stützten. Nach Brahes Tod im darauffolgenden Jahr fielen die Beobachtungen, darunter bemerkenswerte Daten über den Mars, Kepler zu. Mit ihnen gelangte er in den nächsten acht Jahren zu seinen wichtigsten Entdeckungen. Keplers Abkehr von der traditionellen Astronomie sollte zur Konzeption einer zwischen den Planeten herrschenden Kraft und den Gesetzen der Planetenbewegung führen. Bis nach Kopernikus verfügte die Astronomie über keine Methode, um zuverlässige Vorhersagen über das Kommen und Gehen der Planeten zu liefern. Als Kepler erkannte, daß die Marsbahn weder dem ptolemäischen noch dem kopernikanischen Schema entsprach, rückte er schließlich von der Vorstellung ab, die beiden Systemen zugrunde lag: der antiken philosophischen Überzeugung, daß die Umlaufbahnen vollkommen und rund seien. Gleichzeitig verwarf er die Annahme, daß sich Planeten mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegen. Seine Daten sagten ihm, daß Planeten schneller waren, wenn sie nahe der Sonne standen, und langsamer, wenn sie sich von ihr entfernten. Durch Ausprobieren entdeckte er das Gesetz, auf der diese Bewegung basiert: Die von der Sonne zu einem Planeten gezogene Verbindungslinie überstreicht in gleichen Zeiten gleiche Flächen (zweites Keplersches Gesetz). Blieb noch die wahre Form der Planetenbahnen zu bestimmen. Nach umfangreichen Arbeiten gelangte Kepler zur Ellipse (eine Form, die bereits den Alten Griechen bekannt war). Sie stimmte mit den Vorhersagen in großem Maße überein und wurde zu Keplers erstem Gesetz: Die Planeten bewegen sich auf Ellipsen, in deren einem Brennpunkt die Sonne steht. Keplers erste zwei Gesetze wurden 1609 in seiner Astronomia nova veröffentlicht. Wie Galilei stand er nahe davor, das Gesetz der Schwerkraft zu finden. Er war sich bewußt, daß zwischen den Planetenkörpern eine Kraft herrscht, die proportional zu ihrer Masse ist, allerdings stellte er sie sich als eine magnetische vor. Die große Bedeutung der Astronomia nova lag jedoch in der fundamentalen Neuorientierung der astronomischen Ziele und Methoden. Himmelsgeometrie wurde nun der neuen Himmelsphysik untergeordnet, welche Gesetzen gehorcht, die bestimmt und begriffen werden konnten. Die 1619 veröffentlichte Harmonice mundi hielt Kepler für sein Meisterwerk. Angefüllt mit Illustrationen und Musikbeispielen jedem Planeten wird eine eigene Tonfolge zugeschrieben , stellt Harmonice mundi ein delirierendes Werk dar, exemplarisch für Keplers Ansicht, daß das Universum mathematisch zu begreifen sei und der Mensch dieses Wissen mit Gott teilen könne. Obwohl in weiten Teilen mystischen Inhalts, enthält das Buch eine wichtige wissenschaftliche Entdeckung - Keplers drittes Gesetz zu den Planetenbahnen: Das Quadrat der Umlaufzeit eines Planeten um die Sonne ist proportional zur dritten Potenz seiner durchschnittlichen Entfernung von der Sonne. Diese Formel erlaubt die Berechnung der Entfernung der Planeten von der Sonne während ihres Umlaufs. Neben diesen Hauptwerken schrieb Kepler zwei wichtige Abhandlungen zur Optik, sein Epitome astronomiae (Abriß der kopernikanischen Astronomie) erschien zwischen 1619 und 1621 und fand bald darauf Eingang in die Liste der Bücher, die von der katholischen Kirche verboten wurden. 1627 veröffentlichte er die auf Brahes Arbeiten basierenden Rudolphinischen Tafeln, ein Verzeichnis aller bekannten Sterne, das noch ein Jahrhundert später in Gebrauch war. Keplers Leben während der Gegenreformation war nicht leicht. Seine Bemühungen, Tychos Daten herauszugeben, entzweiten ihn mit der Familie des Astronomen, auch sein Gehalt wurde nicht immer regelmäßig gezahlt. 1611 starben seine Frau und sein Sohn, im darauffolgenden Jahr auch sein Schutzherr Kaiser Rudolf II., wodurch er seine Stelle als Hofastronom verlor. Kepler ging nach Linz, wo er als Mathematiker arbeitete, 1625 flüchtete er erneut vor religiöser Verfolgung nach Ulm. 1627 kehrte er nach Prag zurück, wurde dort in Ehren empfangen und stand ab 1628 in Sagan als Astrologe in Diensten Wallensteins. 1630 begab er sich auf eine Reise nach Linz, bei der er kurz nach seiner Ankunft in Regensburg erkrankte und dort am 15. November 1630 starb. Johannes Kepler ist der einzige Wissenschaftler in diesem Buch, der gezwungen war, seine Mutter gegen den Vorwurf der Hexerei zu verteidigen. Obwohl die Einzelheiten dazu keineswegs klar sind, gilt als gesichert, daß Keplers Mutter Katharina öffentlich der Hexerei beschuldigt wurde. Die angeblich schlüssigen Beweise, die im Hexenwahn der Zeit gegen sie vorgebracht wurden, wies sie als üble Nachrede zurück. 1617 verfaßte Kepler Eingaben zugunsten seiner Mutter und verlangte, daß ihr Name von allen Vorwürfen gereinigt werde. 1620, im Alter von vierundsiebzig Jahren, wurde sie in der Nacht verhaftet und in einer Wäschetruhe aus ihrem Haus geschafft. Nach Androhung der Folter wurde sie schließlich freigelassen; 1622 starb sie. Zum Teil war dafür vielleicht sogar Kepler selbst verantwortlich. In einer um 1610 in Umlauf gebrachten Schrift beschrieb er, daß seine Mutter mit Dämonen vom Mond in Verbindung stünde. Diese Schrift wird als Vorläufer seines posthumen Somnium (Traum) angesehen, einer brillanten Allegorie und teils verschlüsselten Autobiographie. Kepler imaginiert darin eine Reise zum Mond, der sich als eine alptraumhafte, sengend heiße, an anderen Stellen eisig kalte Welt herausstellt, die von riesenhaften Schlangenwesen bewohnt wird, von denen manche geflügelt sind, andere nur kriechen können. Somnium zeugt von Keplers überbordender wissenschaftlicher Vorstellungskraft und Phantasie sowie den intellektuellen Konflikten, die sich daraus ergaben. In der Geschichte der Wissenschaft ist er nicht nur eine wichtige, sondern auch widersprüchliche Gestalt. Als frommer Gläubiger schrieb er, »ich nehme die Religion ernst, ich spiele nicht mit ihr«, andererseits trug er entscheidend dazu bei, die säkulare Autorität der Kirche, mochte sie katholisch oder protestantisch sein, in Frage zu stellen. Kepler sei einer der wenigen gewesen, die nicht anders konnten, als offen für ihre Überzeugungen einzutreten, sagte ALBERT EINSTEIN über ihn. Er bewunderte Kepler dafür, daß er sich aus den geistigen Traditionen, in die er hineingeboren wurde, befreit habe. Und damit meinte Einstein nicht nur die religiösen Traditionen, sondern auch die herkömmlichen Vorstellungen über die Natur, die eingeschränkte Handlungsfreiheit des Menschen sowie die geringe Bedeutung, die selbständiges Denken und Wahrnehmung in den Wissenschaften besaßen. |
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