Die ptolemäische Beschreibung der Astronomie

Die Physik des Aristoteles beschrieb zwar die Prinzipien, nach denen die Himmelsmechanik funktionieren sollte, für die Praxis konnten die Kreisbahnen der Himmelskörper allerdings lediglich für Sonne, Mond und die Fixsternsphäre festgestellt werden. Die Bewegung der Planeten war aber, da sie sich nach dem newtonschen Bild in Ellipsen um die Sonne bewegen, aus Sicht der Erde komplizierter.
Um, wie sich Platon ausdrückt, die ``Erscheinungen zu retten''¹⁰, bedurfte es, wollte man das geozentrische Weltbild nicht verwerfen, einiger Korrekturen. Schon Eudoxos (400 bis 347 v. Chr.), ein Freund von Platon hatte ein Sphärenmodell entwickelt (s. Abb. 2), das die teilweise scheinbar rückläufigen Bewegungen der Planeten mit Hilfe einer Art Fourier-Analyse durch zusammengesetzte Kreisbahnen zu erklären versuchte.

 

Abbildung: Der Kosmos nach Eudoxos: Die Schleifen der Planetenbewegung wird durch gegenläufige Drehung der Sphären erreicht ([Sim86]).

Für die Praxis der Astronomen setzte sich jedoch das mit der gemessenen Wirklichkeit am genauesten übereinstimmende Modell des Ptolemäus (90 - 160 n. Chr.) durch, dessen Werk Almagest fast anderthalbtausend Jahre den Ansprüchen der Astronomen, Kalendermacher und Astrologen genügte.
Ptolemäus beschreibt die Bewegung der Planeten hierin durch zusammengesetzte Kreisbewegungen unter Verwendung von Epizykeln und Äquanten (s. Abb. 3). Letztere bezeichnen dabei Bewegungen, die auf Kreisen laufen, deren Winkelgeschwindigkeit jedoch gegenüber einem anderen Kreismittelpunkt konstant bleibt - eine Konstruktion, die vielen Anhängern der platonischen Forderung nach natürlicher Harmonie Unbehagen bereitete.

 

Abbildung: Elemente der ptolemäischen Astronomie: a) Epizykel: Der Planet P läuft auf einem Kreis um C, welcher seinerseits um die Erde kreist. b) Äquanten: der Planet P kreist um den Mittelpunkt C, hat aber bezüglich C' eine konstante Winkelgeschwindigkeit.

Wichtig ist es, zu bemerken, daß es neben dem damals vorwiegend anerkannten geozentrischen Weltbild auch ein heliozentrisches Modell gab, das auf Aristarchos von Samos (um 270 v. Chr.) zurückgeht, dieser hatte vermutlich aufgrund seiner Versuche zur Bestimmung des Sonnendurchmessers erkannt, daß die Sonne aufgrund ihrer Größe im Mittelpunkt des Planetensystems stehen müsse.