Fragen zu Entfernungen und Geschwindigkeiten, Raum und Zeit haben die Menschen seit jeher fasziniert. Von den frühen Experimenten der Griechen vor 2200 Jahren über die Forschungen Newtons bis zu den astronomischen Fragestellungen des 21. Jahrhunderts: Detailliert beschreibt Kitty Ferguson die abenteuerliche Saga der wissenschaftlichen Versuche, das All zu vermessen. In leichtverständlichem Stil bringt sie die Geheimnisse der Astrophysik auch Lesern ohne naturwissenschaftliche Vorkenntnisse nahe.
Und schief sitzt das Weltbild: Kitty Ferguson stößt an Grenzen
Über den Kosmos und die Kosmologie sind in den vergangenen Jahren zahlreiche Bücher erschienen. Viele von ihnen fragen etwa danach, ob unser Universum vielleicht nur eines von vielen ist oder ob man die Welt besser versteht, wenn man Elementarteilchen durch Strings ersetzt. In dem Buch "Das Maß der Unendlichkeit" beschäftigt sich Kitty Ferguson mit einem weit elementareren Thema. Sie schildert für ein breites Publikum, wie es den Forschern gelungen ist, das Weltall zeitlich und räumlich zu vermessen.
Zunächst war für die Menschen natürlich nur die Größe des Planetensystems von Interesse. Denn von der Welt der Fixsterne und Galaxien wußte man noch nichts. Selbst Kopernikus hat davon noch nichts erahnt. Seine Bedeutung liegt darin, daß er die Erde im Zentrum des damals bekannten Universums durch die Sonne ersetzte. Dies hatten allerdings auch griechische Philosophen schon getan. Die Pythagoräer waren bereits im sechsten und fünften Jahrhundert vor Christus zu dem Schluß gekommen, daß die Erde eine Kugel sei, und Platon schließlich beschrieb einen Kosmos aus konzentrischen Kugeln mit der Erde im Mittelpunkt. Im dritten Jahrhundert ermittelte Eratosthenes, der damals Bibliothekar in Alexandria war, anhand der Schattenlänge an verschiedenen Orten, wie groß die kugelförmige Erde ist. Etwa gleichzeitig fand Aristarch Verfahren, die Abstände von Sonne und Mond zur Erde quantitativ miteinander in Beziehung zu setzen und die Größe des Mondes zu errechnen.
Zur Zeit der griechischen Philosophen war der Weg wichtiger als das Ergebnis. Deshalb ist es ohne Bedeutung, daß die Ergebnisse noch nicht die tatsächlichen Werte spiegelten. Bedeutsamer ist, daß es kein öffentliches Echo für die Erkenntnis gab, die Sonne und nicht die Erde stehe im Mittelpunkt allen Seins. So nahm bald wieder die Erde die Zentralstellung der Sonne ein.
Auch die Lehre des Kopernikus hat sich anfangs nur unter Gelehrten verbreitet. Inhaltlich wurde sie nur von wenigen akzeptiert, aber die Kopernikanischen Daten eigneten sich gut für die Praxis - beispielsweise bei der Einführung des Gregorianischen Kalenders. Die Beobachtungen Galileo Galileis und anderer Astronomen sowie die Keplerschen Gesetze haben das Kopernikanische System mit der Sonne im Zentrum zementiert, und nun konnte man dazu übergehen, über die Größe des Universums neu nachzudenken.
Die Autorin schildert in diesem Zusammenhang "Durchbrüche", die heutzutage nicht mehr oft zur Sprache kommen. So erkannte der französische Astronom Pierre Gassendi, als er 1631 den Durchgang des Merkur vor der Sonnenscheibe beobachtete, wie klein dieser Planet sein muß, womit zunächst allerdings nur der scheinbare Durchmesser angesprochen war. Cassini entwickelte ein Verfahren, aus der Beobachtung des Mars von verschiedenen Orten der Erde aus auf die Größenverhältnisse im Planetensystem zu schließen. Newton errechnete als erster durch einen trickreichen Vergleich mit dem Planeten Saturn die Distanz zu den Sternen. Seine Ergebnisse waren verhältnismäßig genau, obwohl sein Verfahren nicht zuverlässig sein konnte.
Andere Meilensteine auf dem Weg zur genauen Vermessung des Universums sind geläufiger: die Messung der Lichtgeschwindigkeit durch Ole Rømer, Fraunhofers Spektroskopie, die Einführung der astronomischen Fotografie und die Entdeckung, daß die Helligkeitsperioden bestimmter veränderlicher Sterne, der Cepheiden, von deren absoluter Leuchtkraft abhängen. Die Cepheiden sind längst die bekanntesten Standardleuchten des Kosmos, die gleichwohl bislang den Streit der Astronomen über die tatsächliche Größe und das Alter des Universums noch nicht schlichten konnten. Man weiß seit Edwin Hubble, daß sich ferne Galaxien desto schneller von der Milchstraße entfernen, je weiter sie entfernt sind. Über den Proportionalitätsfaktor wird aber noch heftig diskutiert.
Für die Vermessung des Planetensystems und der Milchstraße sind mittlerweile ganz neue Verfahren entwickelt oder alte wesentlich verbessert worden. Die Distanzen zum Mond und zu den Planeten werden mit Radar direkt gemessen oder aus den Flugbahnen von Raumsonden mit hoher Präzision abgeleitet. Die Entfernungen zu Hunderttausenden von Sternen hat man anhand der Daten des deutschen Satelliten Hipparcos genauestens ermittelt. Heute denken die Astronomen über Fragen nach, die noch vor nicht allzu langer Zeit niemand gestellt hat. Jim Hartle und Steven Hawking sind zum Beispiel nach intensiven Studien zu der Meinung gelangt, wenn wir eine Zeitreise in die Vergangenheit anträten und dabei in die Nähe des Urknalls kämen, gäbe es kein "gestern", kein "immer" und kein "früher" mehr. Im "Keine Ränder"-Universum der beiden Forscher ist für einen Anfang des Universums oder gar eine Zeit vor dem Anfang kein Platz.
Kitty Ferguson, die sich als Biografin Hawkings bereits einen Namen gemacht hat, aber auch eine erfolgreiche Sängerin ist, geht bei ihrer Darstellung nicht sehr in die Details. Wichtige Grundlagen schildert sie anschaulich anhand von Grafiken. Beides kommt dem Leser zugute, der sich einen ersten Überblick über ein wichtiges Thema der Astronomie verschaffen will. Ihrem im Vorwort geäußerten Anspruch, sie wolle nach den Gründen forschen, warum eine bestimmte Entdeckung oder Messung zu einem bestimmten Zeitpunkt und an einem bestimmten Ort stattgefunden hat, wird sie nicht gerecht. Das läßt sich gut an ihrem Umgang mit den Bahnellipsen der Planeten demonstrieren. Die Autorin schreibt zum Beispiel lapidar, Kepler habe erkannt, daß sich Tycho Brahes Beobachtungen der Planeten mit elliptischen Bahnen erklären lassen. Kein Wort verliert sie darüber, wie schwer Kepler dieser Durchbruch fiel, weil er von der herkömmlichen Vorstellung der Kreisbahn geblendet war. Völlig unhaltbar ist im übrigen die im Zusammenhang mit Aristarch aufgestellte Behauptung, mit einem Modell mit der Sonne im Zentrum könne man die Positionen und Bewegungen der Planeten weit einfacher erklären als mit einem Modell, das die Erde im Mittelpunkt hat. Wäre Kopernikus ohne die vielen Epizykel als Hilfsannahmen ausgekommen, wären seine Vorstellungen sicherlich viel eher - und nicht nur als mathematische Hilfe - akzeptiert worden.
GÜNTER PAUL
Kitty Ferguson: "Das Maß der Unendlichkeit". Auf der Suche nach den Grenzen des Universums. Aus dem Englischen übersetzt von Friedrich Griese. Econ Verlag, München 2000. 336 S., geb., 39,90 DM.
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Perlentaucher-Notiz zur F.A.Z.-Rezension
Einen weiteren Beitrag zur Rede vom und über den Kosmos hatte Günter Paul zu rezensieren. Nach schnellem Durchschreiten der Geschichte des Weltbildes von der antiken Philosophie bis zur Gegenwart, geht er auf das Buch von Kitty Ferguson ein. Diese hat sich bereits als Biografin von Stephen Hawkings einen Namen gemacht, erklärt Paul, und stelle jetzt ein "elementares Thema" für ein "breites Publikum" dar. Sie schildere, wie der Weltraum vermessen wurde, wie sich das Instrumentarium der Wissenschaften mit der Zeit fortentwickelte. Das gelinge Ferguson bei der Vermittlung der Grundlagen durchaus, "anschauliche Grafiken" verschafften dem Leser zunächst einen "ersten Überblick". An ihrem selbstgestellten Anspruch zu erhellen, weshalb eine Erfindung nur unter gewissen Umständen, zu einer gewissen Zeit gemacht werden kann, scheitert die Autorin allerdings, meint Paul.
© Perlentaucher Medien GmbH
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