Lebenslänglich für Galilei

Kirche zwingt den bekannten Wissenschaftler in die Knie

Im Prozess gegen den Mathematiker und Astronom Galileo Galilei (68) ist das Urteil gefallen. Die Richter der katholischen Kirche sind sich einig: Galileis „kopernikanisches Weltbild“ widerspricht der Bibel. Galileis Behauptung, die Erde drehe sich um die Sonne, wurde für falsch und nicht nachgewiesen erklärt.

Im römischen Dominikanerkloster Santa Maria musste der Professor der Mathematik bereits kniend vor den Wächtern der katholischen Kirche seiner Lehre abschwören. Statt Kerker droht Galilei nun lebenslanger Hausarrest. Seine Bücher dürfen ab sofort nicht mehr veröffentlicht werden.

Galilei hatte für seine Forschungen über Jahre hinweg den Sternenhimmel beobachtet. Dazu bediente er sich des neuesten technischen Werkzeugs, des unlängst erfundenen „Fernrohrs“. Seine Beobachtungen ließen nur einen Schluss zu: Die Erde kreist – wie die anderen Planeten – um die Sonne. Die Kirche warnte ihn mehrfach, er solle mit solchen Behauptungen vorsichtig sein. Trotzdem war der Wissenschaftler vehement für dieses „kopernikanische Weltbild“ eingetreten.

Die Veröffentlichung seines Buches „Dialogo“ brachte das Fass zum Überlaufen: Papst Urban VIII reagierte beleidigt, und so wurde Galilei in Rom vor Gericht gestellt. Die Kirche besteht weiterhin auf einer wortwörtlichen Auslegung der Heiligen Schrift, solange keine eindeutigen Beweise dagegen sprechen.

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Galileo Galilei
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Unterschrift von Galileo Galilei auf Prozessdokumenten
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Nikolaus Kopernikus
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Ausstellung von Kopernikus Manuskripten
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Kopernikus verboten

Zusammen mit der Verurteilung von Galileo Galilei verbot die Kirche auch die Lehre des Wissenschaftlers Nicolaus Kopernikus. Seine vor fast einhundert Jahren veröffentlichte Theorie bildete die Grundlage für Galileis wissenschaftliche Arbeit.

Der Mediziner und engagierte Hobbyastronom Nicolaus Kopernikus hatte in seinem Todesjahr 1543 das Buch „Über die Umschwünge der himmlischen Kreise“ veröffentlicht. Darin widersprach er der offiziellen Meinung der Kirche. Er behauptete, dass die Erde nicht der Mittelpunkt der Welt sei, sondern ein Planet, der sich um sich selbst und um die Sonne drehe.

Kopernikus muss geahnt haben, was diese Erkenntnisse bedeuten und fürchtete die Strafe der Kirche. Erst kurz vor seinem Tod erlaubte er, dass sein Buch veröffentlicht wird. Ohne sein Wissen fügte jedoch ein Geistlicher ein Vorwort hinzu. Das „Kopernikanische Weltbild“ wurde darin nur als reine Hypothese und Rechenhilfe dargestellt, nicht als bewiesene Behauptung. Kopernikus konnte nicht widersprechen: Die erste Veröffentlichung seines Buches erlebte er nicht mehr.

Wie bewegt sich die Erde?

Jeden Morgen sehen wir, wie die Sonne aufgeht, über den Himmel wandert und abends wieder untergeht. Für uns sieht es so aus, als bewege sich die Sonne um die Erde. Noch bis ins späte Mittelalter hinein haben viele Menschen tatsächlich geglaubt, die Erde stehe still in der Mitte des Universums und alles kreise um sie herum.

Heute wissen wir, dass es genau umgekehrt ist: Tag und Nacht erleben wir, weil sich die Erde dreht. Und die Erde steht weder still noch im Mittelpunkt, sondern sie kreist um die Sonne.

Dabei hält die Anziehungskraft der Sonne die Erde fest, wie an einer langen Leine. Genauer gesagt: einer fast 150 Millionen Kilometer langen Leine. So groß ist der Abstand, in dem die Erde um die Sonne kreist.

Die Zeit, die die Erde für eine Umkreisung braucht, nennen wir ein Jahr. In dieser Zeit legt die Erde eine Strecke von etwa 940 Millionen Kilometern zurück. Das bedeutet, sie rast mit einer Geschwindigkeit von über 100000 km/h durchs All! (Das sind fast dreißig Kilometer pro Sekunde.)

Übrigens ist die Erdumlaufbahn nicht exakt kreisrund, sondern ein ganz kleines bisschen in die Länge gezogen: Anfang Januar steht die Erde der Sonne am nächsten. Ein halbes Jahr später, Anfang Juli, ist der Abstand am größten. Die Erde ist dann ein paar Millionen Kilometer weiter von der Sonne entfernt als im Januar. Mit dem Wechsel der Jahrszeiten hat das aber nichts zu tun: Der Unterschied ist so klein, dass sich die Menge an Sonnenlicht kaum ändert. (Und außerdem ist ja, wenn die Erde im Januar näher an der Sonne steht, bei uns auf der Nordhalbkugel Winter.)

Was ist ein Planet?

Vielleicht ist dem ein oder anderen am Morgen- oder Abendhimmel ein besonders heller Stern aufgefallen: die Venus. Nach der Sonne und dem Mond ist sie das hellste Objekt am Himmel. Weil sie so hell leuchtet, wird sie auch „Morgenstern“ oder „Abendstern“ genannt – sehr zum Ärger der Astronomen: Denn die Venus ist kein Stern, sondern ein Planet!

Mond und Venus am Nachthimmel
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Der wichtigste Unterschied: Ein Stern leuchtet von selbst, ein Planet nicht. Sterne haben in ihrem Inneren eine Energiequelle, so dass sie heiß glühen und Licht ausstrahlen. Ein Planet dagegen ist kalt und leuchtet nicht von alleine. Wir können ihn nur sehen, wenn er von einem Stern angeleuchtet wird. Dann verteilt die Oberfläche des Planeten das Licht des Sterns in alle Richtungen.

Die acht Planeten unseres Sonnensystems
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Die meisten Planeten gehören zu einem Stern. Denn Planeten entstehen nicht alleine, sondern zusammen mit einem Stern. Sie gehören dann zu diesem Stern und umkreisen ihn – wie zum Beispiel Erde und Venus, die um die Sonne kreisen.

Und warum ist die Venus so gut zu sehen, obwohl sie nur das Licht der Sonne weiterleitet? Das liegt an ihrer dichten Wolkendecke, die das Sonnenlicht besonders gut reflektiert. Außerdem ist die Venus nach dem Mond der Himmelskörper, der der Erde am nächsten kommt: gerade mal 40 Millionen Kilometer – das ist verglichen mit den Entfernungen im Weltall ein Katzensprung. Weil sie der Erde so nahe kommt und ihre Wolken viel Licht zurückwerfen, können wir sie gut am Himmel erkennen.

Die Venus ist natürlich nicht der einzige Planet. Sie ist – wie die Erde – einer der acht Planeten in unserem Sonnensystem. Und auch die Sonne ist nicht der einzige Stern mit Planeten. Da es unvorstellbar viele Sterne gibt, muss es im Universum von Planeten nur so wimmeln.

Was ist unser Sonnensystem und wie ist es entstanden?

Die Erde ist nicht allein im All: Seit langem beobachten die Menschen Sonne, Mond und Sterne am Himmel. Dabei haben sie schon früh entdeckt, dass sich einige Sterne bewegen. Diese wandernden Sterne wurden beobachtet und ihre Wege verfolgt. Doch lange Zeit verstand man ihre Bewegungen nicht – bis vor etwa fünfhundert Jahren ein Mann mit dem Namen Nikolaus Kopernikus das Rätsel löste: Die Erde und die „wandernden Sterne“ sind in Wirklichkeit Planeten, die alle in verschiedenem Abstand um die Sonne kreisen.

Die Anordnung der Planeten
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Heute kennen wir acht Planeten. Um sich ihre Namen in der richtigen Reihenfolge zu merken, helfen die Anfangsbuchstaben des Satzes „Mein Vater erklärt mir jeden Sonntag unseren Nachthimmel.“ – oder kurz: M-V-E-M-J-S-U-N.

So muss man sich die Entstehung des Sonnensystems vorstellen
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Merkur ist der Planet, der am nächsten an der Sonne kreist. Dann kommen Venus, Erde und Mars. Diese vier inneren Planeten haben eine feste Oberfläche aus Gestein und sind noch verhältnismäßig nah an der Sonne – nur einige hundert Millionen Kilometer.

Weiter draußen, im Abstand von etwa einem bis 4,5 Milliarden Kilometern von der Sonne entfernt, kreisen die äußeren Planeten: Jupiter, Saturn mit seinen Ringen, Uranus und ganz außen Neptun. Sie bestehen aus Gas (vor allem Wasserstoff und Helium) und sind viel größer als die inneren Planeten. Jupiter und Saturn sind etwa zehn Mal so groß wie die Erde, deshalb nennt man sie auch die Gasriesen.

Und schließlich gibt es noch Asteroiden, Kometen und Staubwolken, die auch um die Sonne kreisen. Die Anziehungskraft der Sonne hält alle diese Himmelskörper zusammen und zwingt sie, wie an einer langen Leine im Kreis zu fliegen. Alles zusammen nennt man das Sonnensystem. Auch die Monde gehören dazu – aber sie werden von der Anziehungskraft der Planeten festgehalten.

Aber warum hat die Sonne überhaupt Planeten? Das hängt damit zusammen, wie die Sonne entstanden ist: Eine Wolke aus Gas und Staub zog sich durch ihre eigene Schwerkraft zusammen und wurde zu einem Stern. Doch nicht alles Material dieser Wolke wurde im Stern „verbaut“ – etwa ein Prozent blieb übrig. Und als die Sonne dann zu leuchten begann, drückte die Strahlung die restliche Materie wieder nach außen.

Die leichten Gase wurden dabei weit nach außen geschoben, der schwerere Staub und Gesteinsbrocken blieben in der Nähe der Sonne. Aus diesen Staub- und Gaswolken entstanden im Laufe der Zeit die Planeten. Daher gibt es im Sonnensystem außen die Gasplaneten, weiter innen die Gesteinsplaneten – darunter unsere Erde – und ganz in der Mitte die Sonne. Sie enthält 99% der Masse des Sonnensystems und hält mit ihrer Schwerkraft alles zusammen.

Warum ist die Erde rund?

„Was passiert, wenn man immer in die gleiche Richtung geht? Kommt man irgendwann an den Rand der Welt oder ist die Welt unendlich groß?“ Schon vor über 2300 Jahren war sich der berühmte griechische Wissenschaftler Aristoteles sicher: Weder das eine noch das andere. Denn die Erde ist nicht flach wie eine Scheibe, sondern eine Kugel – aber warum?

Schon Aristoteles wusste: Die Erde ist rund!
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Um das zu verstehen, muss man zurückgehen in die Zeit, als die Erde entstand. Die Kraft die dafür verantwortlich war, ist die Schwerkraft – alle massiven Gegenstände ziehen sich gegenseitig an. Diese Kraft ließ Gesteinsbrocken zusammenprallen und sich zu einem Planeten verbinden. Und sie gab dem Planeten seine Form. Denn die Schwerkraft wirkt in alle Richtungen gleich stark.

Nach ihrer Entstehung war die Erde heiß und flüssig und formte sich zu einer Kugel.
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Da die Erde zu Beginn heiß und flüssig war, konnte das Material in die Form fließen, die die Schwerkraft vorgab. Ragte irgendwo ein Stück Erdmaterial weiter hinaus, so wurde es vom Rest angezogen, bis die Oberfläche glatt war und an allen Stellen die gleiche Schwerkraft wirke. Und da die Schwerkraft in alle Richtungen gleich ist, entstand automatisch die Form einer Kugel – denn nur bei einer Kugel sind alle Punkte auf ihrer Oberfläche gleich weit vom Schwerpunkt entfernt.

Wenn man sich die Gestalt der Erde aber ganz genau anschaut, stellt man fest, dass die Erde keine perfekte Kugel ist: An ihren Polen ist sie leicht abgeflacht und am Äquator dagegen etwas bauchig.

Schuld daran ist die Erddrehung: Im Lauf von 24 Stunden dreht sich die Erde einmal um ihre Achse. Durch die Drehbewegung entsteht eine Kraft, die Fliehkraft. Diese kennen wir vom Kettenkarussell, wenn wir in den Schaukeln nach außen fliegen. Bei der Erde bewirkt die Fliehkraft, dass die Gesteinsmassen ein Stück von der Drehachse nach außen rutschen, also von den Polen in Richtung Äquator. Dort ist der Durchmesser der Erde etwa 41 Kilometer größer als zwischen dem Nord- und Südpol.