Ich kenne die Grundlagen des Sonnensystems, wie sich die Erde um die Sonne bewegt, und dass wir so viele Planeten haben, eine elliptische Umlaufbahn der Erde und wie weit die Sonne von der Erde entfernt ist usw. usw. Ich möchte einen Schritt zurücktreten und verstehen, wie die Menschheit war in der Lage, dieses Wissen über das Sonnensystem Stück für Stück aufzubauen. Fragen:
-- Die Sonne ist etwas, das wir täglich sehen, also wäre es nicht verwunderlich, wenn die Menschheit neugierig darauf wäre und Theorien, Beobachtungen und Berechnungen anstellen würde, um dies zu beweisen. Wie kamen Kopernikus und andere auf die Theorie, dass sich die Erde auf einer elliptischen Umlaufbahn um die Sonne bewegt. Wie haben sie es bewiesen? Gab es irgendeinen tatsächlichen Weg, durch den wir tatsächlich beobachtet haben, dass die Sonne im Mittelpunkt steht und sich die Erde in einer elliptischen Umlaufbahn bewegt? oder wir haben eine solche Theorie aufgestellt und das Ergebnis dieser Theorie wurde durch andere Beobachtungen wie Tag, Nacht, Wetterwechsel an einem Punkt und an verschiedenen Punkten auf der Erde bewiesen.
In seinem Vortrag The Cosmic Distance Ladder (Video) beschreibt der Mathematiker Terence Tao die Geschichte, wie die Menschheit das Sonnensystem und darüber hinaus erfolgreich kartiert hat. Insbesondere beschreibt er, warum Kopernikus die Sonne ins Zentrum stellte (Grund: er entdeckte, dass die Sonne Dutzende Male größer ist als die Erde) und wie Kepler seine Gesetze der Planetenbewegung fand (Er brauchte einen festen Bezugspunkt , aber alle Planeten bewegen sich. Seine brillante Idee war es, den Mars als Bezugspunkt zu wählen, ihn aber erst nach einer vollen Umlaufbahn zu betrachten, wenn seine Position wieder die ursprüngliche ist).
Die Richtung, in der sich die Himmelskörper befinden, sieht man direkt in den Teleskopen (zwei Winkelkoordinaten); Die Entfernung von der Erde ist der schwierige Teil. Bei Planeten können wir die Entfernung messen, indem wir auf ein Radarecho warten.
Aristarch hat eine nützliche Methode erfunden, um eine dritte Information zu erhalten: Wenn der Mond genau halbvoll ist, bilden Sonne-Mond-Erde einen rechten Winkel, wobei der Mondwinkel 90 Grad beträgt.
Die Entfernung von der Erde zur Sonne wurde auch mit der Venustransit-Methode gemessen - um die Zeit zu messen, die benötigt wird, um die Sonne zu überqueren. Eine andere Methode ist die Parallaxe – das gleichzeitige Messen und Vergleichen der scheinbaren Positionen der Himmelsobjekte, wie sie von zwei Orten auf der Erde aus gesehen werden.
Tycho Brahe
Dennoch ist die Winkelangabe - 2/3 der Koordinaten - die genaueste. Tycho Brahe, ein königlicher Astronom in Prag, maß die Positionen von Planeten außerordentlich genau. Die Tatsache, dass er an das geozentrische System glaubte, konnte seine Genauigkeit nicht beeinträchtigen. Schließlich kann man alles vom Bezugssystem der Erde aus beschreiben.
Sein junger Assistent Johannes Kepler – der erkannte, dass das heliozentrische Modell von Copernicus richtig war – benutzte diese genauen Daten von Brahe, um seine Keplerschen Gesetze abzuleiten. Beachten Sie, dass selbst wenn Sie nicht wissen, wie sich die Entfernung von der Erde als Funktion der Zeit ändert, Keplers Gesetze viele sehr einschränkende Vorhersagen für jeden Zeitpunkt machen – wo die Planeten und die Sonne zu sehen sind. Kepler hat einfach richtig geraten und die Vorhersagen dieser Vermutung verifiziert.
In Prag befürchtete Brahe, dass Kepler versuchen könnte, ihn loszuwerden, damit Kepler selbst der wichtigste königliche Astronom würde. Am Ende starb Brahe an nicht ganz geklärten Problemen mit der Blase. Ich behaupte nicht, dass Kepler ihn vergiftet hat. ;-)
Dies ist eine sehr allgemeine Frage, die am besten beantwortet wird, indem man sich in Wikipedia findet
Die kurze Antwort ist, dass Kräfte wie die Gravitationskraft Umlaufbahnen für kreisende Massen haben, die elliptischer Natur sind, wobei die Sonne in einem Brennpunkt der Ellipse sitzt. Kreise sind eine Ellipse, bei der sich die beiden Brennpunkte überlappen.
Wenn Sie den Wiki-Artikel lesen, werden Sie feststellen, dass im Laufe der Jahrhunderte viele Daten über die Bewegung der Planeten auf der Himmelskugel, dem geozentrischen System, gesammelt wurden. Kopernikus erkannte, dass ein heliozentrisches System einfach und schön zu den Daten passen würde, anstelle des Epizyklensystems, das bis dahin die Astronomie dominiert hatte. Die Bahnen waren Ellipsen.
Mir hat Ethan Siegels Erklärung dazu bei ScienceBlogs sehr gut gefallen: http://scienceblogs.com/startswithabang/2010/09/geocentrism_was_galileo_wrong.php
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Lubos Motl
Superkatze
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