Der Astronom Tycho Brahe

Der 11. November 1572 war ein wichtiger Tag im Leben Tycho Brahes: Genau an diesem Tag beobachtete er einen neuen, sehr lichtstarken Stern im Sternbild Cassiopeia. Seine Messungen bewiesen, dass dies wirklich ein entfernt gelegener Stern war — und kein lokales Phänomen.
Welch eine aufmerksamkeitserregende Entdeckung! Das Himmelsgewölbe wurde als göttlich und perfekt angesehen — darum sollten und konnten keine Veränderungen daran vorkommen. Brahe folgte der Lichtstärkeentwicklung des Sterns trotzdem bis zu seiner vollständigen Verlöschung im Jahr darauf. Er legte die Ereignisse in seinem Buch „De Stella Nova" dar, und eben diese Entdeckung und dieses Buch machten ihn in ganz Europa berühmt. Heute wissen wir, dass Brahes „Stella Nova" ein erlöschender Stern war, eine Supernova, die ihre Materie in einer gewaltigen Explosion im Weltraum verteilte. Die Ursache dieser Explosion war der zusammenfallende ausgebrannte Kern des Sterns. Die glühenden Gaswolken sind bis heute durch ein kräftiges Teleskop sichtbar.

Cassiopeia mit dem neuen Stern, mit I. markiert. Aus Tycho Brahes „De Stella Nova", 1573

Um Position und Bewegung messen zu können, benötigt man Winkel mit höchst möglicher Genauigkeit. Brahe baute seine ersten Instrumente nach älteren Zeichnungen im Jahre 1564. Die Genauigkeit dieser Messwerkzeuge war jedoch nur um einen Grad verbessert, und das war eindeutig zu wenig für Brahes Pläne und Vorstellungen. Er begann somit seine eigenen Instrumente zu bauen, und er zeigte sich als ein ganz und gar beeindruckender Neuerer auf diesem Gebiet. Teils konstruierte er große Apparaturen wie Sextanten, Quadranten und Armillarsphären, teils baute er ein sehr genaues Visier und entwickelte außerdem eine Technik, die Winkelskala mit einer Präzision von einer halben Bogenminute (oder 1/120 Grad) einzuteilen, in Folge dessen waren Brahes Beobachtungen etwa hundert mal genauer als früher durchgeführte.

Tycho Brahe wendete seine ausgezeichneten Instrumente zu Positions- und Bewegungsmessungen von Fixsternen, Planeten und Kometen an. Auf Grund unmessbarer Sternwinkelveränderungen (Parallaxen) konnte er mit Sicherheit ihre weite Entfernung behaupten, eine weitere Entfernung als Planeten. Er stellte einen Katalog mit der Position von 1004 Sternen zusammen. Es brauchte über 150 Jahre, ehe eine Verbesserung dieses Materials überhaupt möglich war! Von Planeten, insbesondere vom Mars, bestimmte er Position und Bewegung so genau, dass Kepler später die Daten für die Berechnung seiner drei berühmten Gesetze über die Planetenbewegungen verwenden konnte, von denen das erste lautet: Alle Planeten bewegen sich in elliptischen Bahnen, wenn die Sonne in einem der Brennpunkte liegt. Brahe konnte letztendlich ausrechnen, dass die Kometen vom Jahre 1577 sich in einer nichtzirkulären Bahn jenseits des Mondes bewegten und dass sie die Umlaufbahn der anderen Planeten kreuzten. Definitiv wurde damit bewiesen: Die Himmelskörper ruhen nicht starr in einer riesigen Kristallsphäre, sondern bewegen sich im leeren Raum.

Von Tycho Brahe verfertigte Skizzen, entstanden 1577, als er den ersten Kometen seines Lebens observierte. Sie werden in Der Königlichen Bibliothek in Kopenhagen aufbewahrt.

Das allgemein geltende Weltbild, das Geozentrische System, war von Aristoteles, zirka 350 v. Chr., formuliert und von Ptolemäus rund fünfhundert Jahre später bestätigt worden. Nach dem Geozentrischem System standen die Erde unbeweglich im Zentrum des Universums und Sonne, Mond und Planeten starr in einer Kristallsphäre, die sich wiederum um die Erde drehte; alle Bewegungen liefen in perfekten Kreisen ab. Das Phänomen der Gravitation fand sich nur auf der Erde, aus einem einfachen Grund: Sachen und Gegenstände suchten ihren natürlichen Platz. Allerdings konnte Ptolemäus mit seiner Weltanschauung gewisse regelmäßig beobachtete Erscheinungen in den Planetenbewegungen nicht erklären Kopernikus. 

Das erste von Tycho Brahe gebaute Instrument, abgebildet in „Astronomiae Instauratae Mechanica. Siehe weiter unten…

Kopernikus stellte in seinem Buch „De Revolutionisbus Orbium Coelestium" aus dem Jahr 1543 die Theorie auf, dass die Sonne im Mittelpunkt stehe, in einem System, in dem die Erde ein Planet unter anderen sei. Damit wurden die vorkommenden Abweichungen der Beobachtungen erklärt. Brahes Daten gingen konform mit Kopernikus´ Theorie, aber ihn stellte die Gravitation vor ein Denkproblem: Wenn es diesen natürlichen Idealzustand auf Erden gab, wie konnte es dann sein, dass Tellus am Rande des ganzen Weltsystemes lag? Aus dieser Überlegung heraus konstruierte Brahe sein eigenes Weltbild, in dem die Erde weiterhin das Zentrum bildete, aber keine Kristallsphäre mehr existierte, und gewisse Planeten statt um die Erde um die Sonne kreisten.

Tycho Brahe stellte sein Weltbild 1588 in dem Buch „De Mundi Aetherei Recentioribus Phaenomenis" (Um einige neuere Phänomene) dar.

Ptolemaios universum	Kopernicus universum	Tycho Brahes universum
Durch weitere Beobachtungen und Messungen entdeckte Brahe jedoch immer mehr Anhaltspunkte für die Richtigkeit der Kopernikus´schen Theorie von einer im Mittelpunkt stehenden Sonne. Brahe stand kein Fernrohr zur Verfügung, Galilei war der erste Astronom, der eines, vermutlich 1609 selbst konstruiert, verwendete. Aber mehrere Wissenschaftler, unabhängig voneinander arbeitend, begannen ebenfalls unter ihren Observationen Fernrohre einzusetzen. Die Zeit war einfach „reif". Fernrohre machten es möglich, die Planetenoberflächen zu studieren und Himmelsobjekte zu entdecken, die mit bloßem Auge nicht sichtbar waren. Erst wagte man keinen Blick durch das Rohr, war das nicht des Teufels Blendwerk und Schwarze Magie? 1610 entdeckte Galileo Galilei mit seinem Fernrohr, dass die Erde nicht der einzige Planet mit Mond war, Jupiter hatte sogar vier davon! Johann Kepler kam mit Hilfe von Brahes Aufzeichnungen zu dem Schluss, dass die Planetenbahnen, inklusive der der Erde, elliptische Form haben würden. Damit bekräftigte er Kopernikus´ Theorie. 1687 präsentierte Isaac Newton seine Gravitationsgesetze, mittels denen er den Verbleib der Planeten in ihrer Bahn erklärte, ohne in starren Sphären befestigt sein zu müssen. Eine Folge der Gravitation ist, dass kleinere Körper, Planeten, in der Regel um den massivsten, die Sonne, kreisen. Heute wissen wir, dass die Sonne ein ganz und gar gewöhnlicher Stern in einem Sternsystem ist, der Milchstraße, die noch rund tausend Milliarden andere Fixsterne enthält. Es gibt wohl mehr als hundert Milliarden solcher Sternsysteme im Universum. Johannes Kepler, Kupferstich nach einem Gemälde aus dem Jahre 1620  Vergleichung der Weltsysteme — Himmelsgöttin Urania wiegt das Weltsystem von Kopernikus gegen das von Brahe, letzteres wiegt schwerer. Am Boden Ptolemäus´ weggeworfenes Weltbild. Aus J. B. Ricciolis Neuem Almagest, 1651.