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Astronomie

[5] Astronomie (griech., Sternkunde, Himmelskunde), die Wissenschaft, welche die Erscheinungen der Gestirne am Himmel, die Gesetze ihrer scheinbaren und wahren Bewegungen, ihre Größen, Entfernungen und physischen Eigenschaften lehrt. Anfangs fast nur auf bloße Betrachtung des Himmels und der Veränderungen an ihm beschränkt, hat sich die Aufgabe der A. fortgesetzt erweitert. Die praktische A. umfaßt alles, was sich auf die unmittelbare Beobachtung bezieht, während die theoretische A. aus dem durch die Beobachtung gewonnenen Material die Gesetze aufsucht, die den Erscheinungen zu Grunde liegen.

Die theoretische A. wird wieder in drei Hauptabteilungen getrennt, die sphärische, theorische und physische A. Die sphärische A. betrachtet auf Grund der ersten sinnlichen Wahrnehmungen die Lage der Gestirne an der scheinbaren Himmelskugel sowohl unter[5] sich, als gegen gewisse angenommene Kreiseund Punkte (Koordinatensysteme) derselben. Der Name rührt daher, daß die jedesmal sichtbare Himmelshälfte dem Beschauer unter der Gestalt einer halben Hohlkugel (sphaera) erscheint, deren Mittelpunkt mit dem Standpunkte des Beobachters zusammenfällt. Hierher gehören die Gesetze der scheinbaren täglichen und jährlichen Bewegungen der Himmelskörper, die Verwertung derselben zur Bestimmung von Ort und Zeit, die Theorie der Präzession, Nutation, Parallaxe, Refraktion und Aberration. Die theorische A. leitet auf Grund der Keplerschen Gesetze aus den scheinbaren Bewegungen der Himmelskörper die wahren Bewegungen im Raum ab und gibt an, wie man für einen beliebigen zukünftigen Zeitpunkt die Örter der Himmelskörper, Sonnen- und Mondfinsternisse, Oppositionen und Konjunktionen, Bedeckungen und Vorübergänge genau vorausberechnen kann. Ihre Hauptaufgabe ist die Bestimmung der Bahnen der Planeten und Kometen um die Sonne, der Satelliten um den Hauptplaneten und der Doppelsterne. Die physische A. (Mechanik des Himmels) ist dagegen die Lehre von den Ursachen der wahren Bewegungen, von den Kräften, durch welche die Himmelskörper auseinander wirken (Gravitation und Zentrifugalkraft); ihre Hauptaufgabe bildet das Drei- und Vielkörperproblem, die Lösung desselben mittels Näherungen, die sogen. Störungstheorie (eine streng mathematische Lösung ist zur Zeit nicht möglich) sowie die Theorie der Rotation.

Die praktische A. zerfällt in die beobachtende A., die durch direkte Beobachtung der Himmelskörper die Grundlagen für die theoretische A. liefert, und in die rechnende A., welche die Ergebnisse der Theorie durch Rechnung für die beobachtende A. und für das praktische Leben verwertet. Die beobachtende A. unterscheidet man wieder in Astrometrie oder messende A., die sich mit der Bestimmung der scheinbaren Örter und Bewegungen der Himmelskörper, den Methoden zur Zeit- und Ortsbestimmung beschäftigt und die Theorie der bei den Beobachtungen benutzten astronomischen Instrumente umfaßt, und in Astrophysik (physikalische A.), die hauptsächlich die Erforschung der physischen Beschaffenheit der Himmelskörper, namentlich unter Anwendung physikalischer Methoden, der Spektralanalyse, Photometrie und Photographie, bezweckt. Geht die nähere Betrachtung der Himmelskörper über das, was die Beobachtungen mit Sicherheit zu folgern gestatten, hinaus, und untersucht sie z. B. nach Wahrscheinlichkeitsgründen den Zweck der Weltkörper, die Natur ihrer Bewohner etc., so wird sie zur Konjekturalastronomie, die sich leicht des Namens einer Wissenschaft unwürdig macht.

Geschichte der Astronomie im Altertum.

Die Geschichte der A. reicht in das höchste Altertum zurück. Die Chaldäer haben hauptsächlich die chronologischen Grundlagen festgestellt; ihr 18jähriger Saros ist das sprechendste Denkmal ihres ausdauernden Fleißes. Im alten Indien hat man die Planeten beobachtet, ihre Zusammenkünfte unter sich und mit dem Monde bestimmt und die Perioden ihres Umlaufs abgeleitet. Doch hat sich das hohe Alter der indischen A. nicht in dem früher angenommenen Maße bestätigt. Dagegen reichen die astronomischen Beobachtungen der Chinesen bis ins höchste Altertum hinauf. Bereits aus dem Jahre 2697 v. Chr. wird die Beobachtung einer Sonnenfinsternis erwähnt, und 1100 v. Chr. bestimmke der Kaiser Tschu-Kong mittels eines Gnomons die Schiefe der Ekliptik. Von besonderer Wichtigkeit sind die frühen Beobachtungen von Kometen, die uns durch die Jesuitenmissionen im 17. Jahrh. übermittelt und von Pingré und Burckhardt bearbeitet worden sind. Daß die Priesterkaste Ägyptens nicht unbedeutende astronomische Kenntnisse besessen hat, ist sehr wahrscheinlich; aber bei der starren Abgeschlossenheit der ägyptischen Priesterschaft ist das meiste, was sie geleistet haben mag, für uns verloren gegangen. Wir wissen, daß der Frühaufgang des Sirius zur Bestimmung der Jahreslänge (365¹/₄ Tag) benutzt wurde. Die Theogonie, Kosmogonie und Geogonie der Griechen hat nur das Reich der Fabeln erweitert; ihre Erklärungsversuche, selbst der gewöhnlichsten Erscheinungen (wieder Mondphasen), treffen selten das Richtige, weil die griechischen Weisen ohne genügende Beobachtungen philosophierten. Die Voraussage einer Sonnenfinsternis 28. Mai 585 v. Chr. durch Thales erfolgte wahrscheinlich mit Hilfe des chaldäischen Saros. Aber noch in viel späterer Zeit zweifelten Sokrates und Platon an der Möglichkeit einer wissenschaftlichen A. Die Verdienste der ältern Griechen um die A. beschränken sich auf Berichtigung der Zeitrechnung. Als zu Metons Zeit (434 v. Chr.) der Kalender um 15 Tage abwich, unternahm dieser eine Kalenderverbesserung, indem er 19 Sonnenjahre = 235 Mondmonaten setzte (vgl. Kalender). Mit der Gründung der Akademie zu Alexandria (um 300 v. Chr.) durch Ptolemäos Philadelphos wurde eine neue segensreiche Periode der Entwickelung der A. eröffnet. Aristyllos und Timocharis waren die ersten der alexandrinischen Astronomen. Sie bestimmten die Örter der Fixsterne bereits mit Hilfe von Armillarsphären. Wichtiger sind die Arbeiten von Aristarch von Samos. Er beobachtete die Solstitien und suchte zuerst das Verhältnis der Entfernungen der Erde von Sonne und Mond zu bestimmen, indem er den Winkel maß, den zur Zeit des ersten und letzten Viertels die nach diesen Weltkörpern gerichteten Visierlinien einschließen. Er fand für denselben 87° (statt 89°51´) und daher für die Entfernungen von Mond und Sonne das Verhältnis 1: 19 (statt 1: 386). Aus der geringen Dauer einer totalen Sonnenfinsternis schloß er, daß in diesem Falle nur die äußerste Spitze des Schattenkegels die Erde treffe, und daß daher die gleichgroß erscheinenden Durchmesser von Mond und Sonne sich ebenfalls wie 1: 19 verhatten. Das Verhältnis des Monddurchmessers zum Erddurchmesser setzt er nahezu richtig 1:3, und nach Plutarch scheint er für die Entfernung des Mondes von der Erde 56 Erdhalbmesser gefunden zu haben. Von hoher Bedeutung ist Aristarch besonders durch seine Lehre, daß die Fixsterne und die Sonne unbeweglich seien, daß die Erde sich um die letztere in einem schiefen Kreise bewege und gleichzeitig um ihre Achse drehe, und daß der Durchmesser der Erdbahn gegen die Entfernung der Fixsterne verschwindend klein sei. Aristarch wird dadurch zum frühesten Vorläufer des Kopernikus. Eratosthenes (276–195 v. Chr.) beobachtete mit großen Armillarsphären die Durchgänge der Sterne durch den Meridian und fand auch die Schiefe der Ekliptik gleich 23°51´ 15´´. Über seinen Versuch, die Größe der Erde zu ermitteln, vgl. Gradmessung.

Von den großen Geometern Archimedes und Apollonios ist hier nur zu erwähnen, daß der erstere sich an einem Planetarium versuchte und letzterer zuerst die Epizykeln zur Erklärung des Planetenlaufs vorgeschlagen hat. Für die spätere Entwickelung der A. m Keplers Zeit sind seine Arbeiten über die Kegelschnitte von der größten Bedeutung Entschieden der größte Astronom des Altertums ist Hipparch von Nikäa[6] (2. Jahrh. v. Chr.). Er suchte die Länge des Jahres, die Schiefe der Ekliptik, den Lauf des Mondes und der Sonne, die Örter der Sterne festzustellen. Da der scheinbare Abstand eines Sternes von der Sonne sich direkt nicht messen ließ, so maß er am Tage den Abstand des Mondes von der Sonne, in der darauf folgenden Nacht den eines Sternes vom Monde, und indem er den Lauf des Mondes in der Zwischenzeit berücksichtigte, erhielt er den Kulminationsunterschied des Sternes und der Sonne, also auch die gerade Aufsteigung des erstern, wenn die der Sonne bekannt war. Eine Anzahl so bestimmter Sterne diente ihm zur Grundlage für die Beobachtung der andern. Zur Bestimmung der Länge des Jahres verglich er die Solstitial-Beobachtungen des Aristarch mit seinen eignen und erhielt 365 Tage 5 Stunden 55 Minuten 12 Sekunden. Zu genauerer Ermittelung der Jahreslänge schlug er die Beobachtung der Nachtgleichen vor. Er erkannte die Ungleichheit der Jahreszeiten, die Veränderlichkeit der Entfernungen von Sonne und Mond von der Erde, bestimmte die Neigung der Mondbahn gegen die Ekliptik sowie die Veränderung der Knoten und zeigte, wie man die Finsternisse zur Bestimmung der Entfernung von Sonne und Mond benutzen kann (Parallaxenrechnung). Ferner bestimmte er die Örter von 1022 Sternen in Bezug auf die Ekliptik. Indem er hierbei bemerkte, daß sich seit Timocharis die Längen der Sterne durchschnittlich mit 2 Grade vermehrt hatten, entdeckte er die Präzession der Nachtgleichen. Zu Längenbestimmungen auf der Erde schlug er die Beobachtung der Finsternisse vor. Durch Hipparch ist die A. ganz wesentlich gefördert worden, nach ihm aber treffen wir fast drei Jahrhunderte hindurch nur auf mittelmäßige Leistungen. Kleomedes entdeckte die astronomische Strahlenbrechung, deren Theorie später Ptolemäos weiter ausgebildet hat, und in seiner Schrift »De mundo« findet sich die vielleicht dem Poseidonios (gest. 80 v. Chr.) zugehörige Ansicht, daß die Erde, von der Sonne aus gesehen, nur als ein Punkt, von den Fixsternen aus gar nicht sichtbar sei, auch seien die Fixsterne keineswegs alle gleichweit entfernt, was schon Geminus 137 v. Chr. behauptet hatte. Poseidonios scheint auch bereits den Mond als Ursache der Ebbe und Flut erkannt zu haben.

Auf Anordnung Julius Cäsars ward 45 v. Chr. der in Unordnung geratene römische Kalender unter Zugrundelegung der Jahreslänge von 365¹/₄ Tagen durch den Alexandriner Sosigenes in Ordnung gebracht, auch versuchte um dieselbe Zeit Varro die Dunkelheiten der altrömischen Chronologie durch Berücksichtigung der Mond- und Sonnenfinsternisse aufzuhellen. Im allgemeinen aber kam die A. im alten Rom nie zu größerer Bedeutung, während die Astrologie zahlreiche Anhänger fand.

Klaudios Ptolemäos (um 140 n. Chr.) ist der zweite große Astronom des Altertums. Sein »Almagest« blieb 1400 Jahre lang die Hauptquelle aller astronomischen Kenntnisse. Vor Ptolemäos hatte man den Mond nur während des Voll- und Neumondes (hauptsächlich bei Finsternissen) beobachtet. Er aber bestimmte seinen Ort auch in den Mondvierteln und sah bald, daß Hipparchs Annahme eines einfachen exzentrischen Kreises als Bahn des mit gleichförmiger Geschwindigkeit sich bewegenden Mondes nicht mehr ausreiche, und er führte daher in die Theorie des Mondes und dann auch in die der Planeten die Lehre von der epizyklischen Bewegung ein, neben der er das Hilfsmittel des Hipparch, den exzentrischen Kreis, beibehielt (vgl. Epizykel).

Ein trauriges Bild des Verfalles der A. gewähren die auf Ptolemäos folgenden Jahrhunderte, und ein neuer Anstoß zur Pflege der A. ging erst wieder von den Arabern aus. Eine Reihe die Wissenschaften eifrig fördernder Kalifen begann 754 mit Al Mansur, dem Vater Harun al Raschids. Al Mamun, der dritte Kalif dieser Reihe, ließ in Bagdad eine Sternwarte erbauen und wirkte sich vom byzantinischen Kaiser Michael III. die Erlaubnis aus, von allen in Griechenland vorhandenen wissenschaftlichen Büchern eine arabische Übersetzung anfertigen zu lassen. Den Anfang machte Ptolemäos' »Almagest«. Auch ließ Al Mamun 827 eine Gradmessung zur Ermittelung der Größe der Erde ausführen. Dem 928 gestorbenen Albategnius verdanken wir die erste numerische Ermittelung der Exzentrizität der Erdbahn sowie die Entdeckung der Verschiebung der Apsiden der Erdbahn gegen die Richtung der Tierkreiszeichen. Alhazen, gest. 1038, verbesserte die Theorie der atmosphärischen Strahlenbrechung und bestimmte aus den Dämmerungserscheinungen die Höhe der Atmosphäre. Der Perser Al Sufi revidierte im 10. Jahrh. in Bagdad die griechischen Sternverzeichnisse und lieferte einen wertvollen, von Schjellerup veröffentlichten Sternkatalog. Die vom Perserfürst Malek Schah (11. Jahrh.) berufenen Astronomen fanden für die Länge des tropischen Jahres 365 Tage 5 Stunden 48 Minuten 45 Sekunden, und um einen richtigen Kalender zu erhalten, schlug Omar Chejam einen 33jährigen Zyklus mit 8 Schalttagen vor, so daß statt des 32. Jahres erst das 33. ein Schaltjahr sein sollte, was der Wahrheit noch näher kommt als die gregorianische Schaltweise. Das von Bagdad ausgehende Licht hatte einzelne Strahlen nach Spanien, Persien sowie zu den Tataren und Mongolen ausgesendet, die noch glänzten, als die Hauptquelle versiegt war. In Spanien arbeitete Alfons X., König von Kastilien, von mehreren Gelehrten unterstützt, an der Verbesserung der Sonnentafeln. Auch die Herrscher der Mongolenfürsten waren den Wissenschaften wohlgesinnt, unter Hulagu erbaute Nasîreddín von Tus (gest. 1273) eine Sternwarte zu Meragah im nordwestlichen Persien und entwarf auf Grund eigner Beobachtungen die unter dem Namen der ilekhanischen bekannten astronomischen Tafeln. Auch der Enkel Timurs, der Uzbeke Ulug Beg in Samarkand, beförderte die astronomische Wissenschaft und leitete selbst die von ihm errichtete prachtvolle Sternwarte.

Neuere Geschichte der Astronomie in Europa.

Die Leistungen der Araber blieben nicht ohne Wirkung auf das christliche Abendland. Zwar trat der Fanatismus vielfach hindernd in den Weg, aber Cordobas Hochschule war selbst in der Zeit des bittersten Religionshasses von Schülern aus christlichen Staaten besucht, und in wichtigen Fragen vereinigten sich christliche Gelehrte mit Bekennern des Mosaismus und des Islam zu gemeinsamer Arbeit. Doch war der Anteil der erstern höchst gering. Allerdings ist die Zahl der Kommentatoren und Kompilatoren der astronomischen Werke des Altertums vom 10. bis in die Mitte des 15. Jahrh. nicht unbedeutend, aber nicht einer hat die Wissenschaft theoretisch oder praktisch bereichert. Einen höhern Rang in der Wissenschaft nimmt nur Roger Bacon (1214–94) ein.

Deutschland erzeugte den ersten Astronomen der neuern Zeit, Georg Purbach (1423–61), dessen Schüler Regiomontanus (1436–76) in Wien, Rom und Nürnberg lehrte und in letzterer Stadt einen reichen Bürger, Bernhard Walther, gewann, der Instrumente[7] anschaffte und die erste deutsche Sternwarte aulegte, auf der er mit Regiomontanus beobachtete. Die Zeit bestimmten sie durch die Fixsterne, und 1472 beobachteten sie als die ersten in Europa einen Kometen, indem sie seine Abstände von andern Sternen maßen.

War auch bis dahin mehrfach das Ungenügende des Ptolemäischen Weltsystems, das die Erde in das Zentrum der Welt setzte und Mond, Sonne und Planeten um sie laufen ließ, empfunden worden, so gelang es doch erst Nikolaus Kopernikus (1473–1543), in seinem Werk »De revolutionibus orbium coelestium« ein vollkommneres aufzustellen. Er legte der Erde eine tägliche Bewegung in der Richtung von W. nach O. um ihre Achse und eine jährliche in gleicher Richtung um die Sonne bei; in derselben Richtung bewegen sich auch sämtliche Planeten um die Sonne. Außerdem schrieb er auch noch der Erdachse irrtümlich eine jährliche konische Bewegung zu. Durch die Annahme einer Bewegung der Erde und der Planeten um die ruhende Sonne ließen sich die scheinbaren Bewegungen der Sonne und Planeten, insbes. die ungleiche Geschwindigkeit und die rückläufigen Bewegungen und Stillstände, einfacher als in dem geozentrischen System der Alten erklären. Übrigens behielt auch Kopernikus die exzentrischen Kreise und Epizykeln bei, nur verminderte er die Zahl der letztern. Sein Schüler Rhäticus, Professor in Wittenberg (1514–76), vervollkommte die Rechnungsmethoden. Peter Apianus (Bienewitz) in Ingolstadt war als praktischer Beobachter ausgezeichnet und bemerkte unter anderm, daß die Kometenschweife stets von der Sonne abgewendet sind. Reinhold (1511–53) entwarf Tabellen auf Grund einer Ausgleichung der Beobachtungen des Ptolemäos und des Kopernikus, die Prutenischen Tafeln. Mannigfache Verbesserungen erfuhren in dieser Zeit die astronomischen Instrumente und die Beobachtungsmethoden. Besonders sind die Erfindungen des Transversalmaßstabes, des Nonius und des Proportionalzirkels hervorzuheben. Auf der vom Landgrafen Wilhelm IV. zu Kassel errichteten Sternwarte bestimmten Rothmann und Bürgi 900 Sterne, suchten auch nach der Sonnenparallaxe, erkannten aber, daß sie für ihre Instrumente unmeßbar sei. In die zweite Hälfte des 16. Jahrh. fällt auch die Kalenderverbesserung Gregors XIII.

Der größte Astronom des 16. Jahrhunderts nächst Kopernikus ist aber Tycho Brahe (1546–1601), der Reformator der Beobachtungskunst. Er bestimmte die Breite seines Beobachtungsortes durch Zirkumpolarsterne und wendete sie zur Berichtigung seiner Instrumente an, brachte auch die Refraktion bei seinen Beobachtungen in Rechnung und entdeckte die Variation und die jährliche Ungleichheit der Mondbahn. Auch erkannte er, besonders durch Beobachtungen an dem Kometen von 1577, daß diese Körper sich weit jenseit des Mondes befinden. Brahe ist auch der erste seit Hipparch, der eine Berichtigung sämtlicher Elemente unternahm und durchführte; er hat 777 Sterne mit Sorgfalt und einer mindestens sechsmal so großen Genauigkeit als Hipparch beobachtet. In Prag fand der große Meister seinen noch größern Schüler, Johannes Kepler (1571–1630). Dieser benutzte Brahes und seine eignen Beobachtungen zur Bestimmung der wahren Gestalt der Planetenbahnen und fand mit Hilfe der am Mars angestellten Beobachtungen die drei nach ihm benannten Gesetze der Planetenbewegung, von denen er die beiden ersten in seinem Hauptwerk: »Astronomia nova de motibus stellae Martis« (Heidelb. 1609), das dritte 9 Jahre später in der »Harmonices mundi« veröffentlichte. Die von ihm bearbeiteten Rudolfinischen Tafeln übertrafen alle frühern erheblich an Genauigkeit. Die 1608 in Holland von Hans Lippershey zu Middelburg gemachte Erfindung des Fernrohrs fand schnelle Verbreitung, und die wichtigsten Entdeckungen am Himmel folgten nun rasch auseinander. Galilei und Simon Marius entdeckten die Jupitertrabanten, Fabricius und Scheiner die Sonnenflecke, Galilei die Sichelgestalten der Venus und die ersten Spuren des Saturnringes, die Ringgebirge des Mondes u. a. In wenigen Jahrzehnten hatten sich die Objekte der A. nach allen Seiten hin mehr als verdoppelt, und diese Entdeckungen, namentlich der Anblick des Jupiter mit seinen Monden, der ein Bild des Sonnensystems im kleinen darbot, dienten wesentlich zur Stütze des kopernikanischen Systems. Galilei (1564–1642) war einer der unermüdlichsten Beobachter, schlug zuerst die Trabanten des Jupiter zu Längenbestimmungen vor, beobachtete und beschrieb drei Kometen und entdeckte 1637 die Libration des Mondes. René Descartes (Cartesius, 1596–1650) versuchte, die Natur und Bewegung der Himmelskörper durch seine Wirbeltheorie zu erklären, wichtiger sind seine Arbeiten über Strahlenbrechung und Reflexion sowie über Fern- und Vergrößerungsgläser. Schon in Galileis Zeit fallen die ersten Versuche, die Mondoberfläche darzustellen: Galilei selbst, Scheiner, Rheita versuchten sich darin ohne sonderlichen Erfolg. Hevel in Danzig brachte 1647 das erste Mondbild zustande. Riccioli, der Verfasser eines neuen »Almagest«, gab wenige Jahre später eine neue, von Grimaldi gezeichnete Mondkarte heraus, auf der er die noch jetzt übliche Bezeichnung der Krater nach den Namen berühmter Männer einführte.

In die zweite Hälfte des 17. Jahrh. fallen die Entdeckung der Geschwindigkeit des Lichtes durch Olaf Römer (1675), die Wahrnehmung und Erklärung der Abnahme der Länge des Sekundenpendels mit abnehmender geographischer Breite durch Richer; die wichtigen Arbeiten des ältern Cassini an der 1667 erbauten Pariser Sternwarte, der mit seinen bis über 62 m langen Fernrohren hauptsächlich die Planetenoberflächen untersuchte, ihre Flecke, ihre Rotationszeit, Abplattung etc. bestimmte, den achten, fünften, dritten und vierten Saturntrabanten sowie die genauere Form des Librationsgesetzes entdeckte; ferner die Entdeckung der wahren Gestalt des Saturnringes und des sechsten Saturntrabanten durch Huygens; die Erkennung der wahren Gestalt der Kometenbahnen durch Dörfel; endlich die größte aller physischen Entdeckungen: das Newtonsche Gravitationsgesetz. Der Entdeckung dieses Gesetzes war bereits mehrfach vorgearbeitet. So suchte Borelli in seiner »Theorie der Mediceischen Planeten« (Flor. 1666) die Bewegungen der Himmelskörper von der gegenseitigen Auziehung abzuleiten und verglich diese Anziehung mit der des Magnets. In England hatte schon zu Anfang des 17. Jahrh. Gilbert an die gegenseitige Anziehung des Mondes und der Erde, der Planeten und der Sonne etc. geglaubt und diese Ansicht in der Schrift »De mundo nostro sublunari philosophia nova« (1651) ausgesprochen. Auch Kepler hatte schon ziemlich richtige Ansichten von der Anziehung der Himmelskörper. Als ein rein mechanisches Problem faßten dieselbe zuerst Wren und Hooke auf, Newtons ältere Zeitgenossen. Newton aber wies mit Zahlen nach, daß die irdische Schwerkraft, wenn sie im umgekehrten Verhältnis des Quadrats der Entfernung abnimmt, gerade ausreicht, den Mond in seiner Bahn[8] zu erhalten. Er versuchte diesen Nachweis schon 1666, scheiterte aber an der ungenauen Kenntnis des Erdradius. Erst als er 1682 den genauern, aus der Picardschen Gradmessung abgeleiteten Wert dieser Größe erfuhr, ergab sich die gewünschte Übereinstimmung. Dann aber verstand es Newtonmeisterhaft, aus diesem Gesetz die Gesetze der Planetenbewegung abzuleiten, wobei sich die Keplerschen Gesetze als notwendige Konsequenzen des Gravitationsgesetzes ergaben. Vgl. sein Werk »Philosophiae naturalis Principia mathematica« (1686). Außerdem verdienen aber auch noch andre Arbeiten Newtons eine ausgezeichnete Stelle in der Geschichte der A., wie seine Theorie des Lichtes, seine Verbesserung der Teleskope etc. Newton war nicht selbst Beobachter, aber Zeitgenosse des großen Astronomen Flamsteed (1646–1719), des ersten Astronomen an der 1675 erbauten Sternwarte in Greenwich. Dessen Nachfolger, Halley (1656–1742), beobachtete 1676 auf St. Helena den südlichen Himmel und veröffentlichte 1679 ein Verzeichnis südlicher Sterne, erkannte die Periodizität des Kometen von 1682, der seinen Namen trägt, und bearbeitete die Theorie der Mondbewegung und ihre Benutzung zur Bestimmung der Länge auf See. Die Sternwarten von Paris und Greenwich übertrafen damals durch ihre großartige Ausrüstung und regelmäßige Tätigkeit alles, was sonst in Europa für astronomische Beobachtungen geschah. Mit Flamsteed in England und mit der Astronomenfamilie Cassini in Frankreich beginnt eine Reihe tätiger Astronomen, unter denen mehrere die Beobachtungskunst bedeutend förderten. Der beste Beobachter des 18. Jahrh. ist Bradley in Greenwich (1692–1762), dessen Arbeiten erst im 19. Jahrh. durch Bessel und Auwers ihre volle Verwertung erfahren haben. Er ist der Entdecker der Nutation und der Aberration. Aber auch anderwärts wurden Sternwarten, wenn auch bescheidener ausgestattet, errichtet, so 1706 in Berlin, 1725 in Petersburg, 1755 in Wien etc.

Für die beobachtende A. eröffneten um die Mitte des 18. Jahrh. die Erfindung der achromatischen Ferngläser durch Dollond, die Vervollkommnung der Spiegelteleskope durch William Herschel und die Vereinfachung der mechanischen Hilfsmittel eine neue Periode. Man beschränkte sich auf zwei Klassen von Instrumenten, solche, die nur in einem Vertikalkreis (Meridian) beweglich sind, und solche, die nach allen Seiten gerichtet werden können. Mit erstern bearbeitete man die großen Sternverzeichnisse und die darauf gegründeten Sternkarten. Auch hierin waren die englischen Astronomen Vorgänger. Die berühmten Herschelschen Arbeiten können in mancher Beziehung als Fortsetzungen der Cassinischen angesehen werden, übertreffen diese aber an Genauigkeit und Ausdehnung. So entdeckte Herschel zu den fünf Cassinischen Monden des Saturn noch zwei, sah zuerst die Teilung des Ringes, bestimmte seine und des Planeten Umdrehungszeit, entdeckte 1781 den Uranus u. a. Er fand ferner gegen 700 Doppelsterne, maß sie nach ihrem gegenseitigen Abstand und Richtungswinkel und erweiterte namentlich die Kenntnis der Sternhaufen und Nebelflecke, von denen er über 2000 entdeckte (man hatte bis auf Messier nur etwa 20 gekannt, und dieser hatte sie bis auf 102 vermehrt), löste die Milchstraße und mehrere Nebelflecke in Sterne auf, untersuchte die Zahl und Verteilung der sichtbaren Fixsterne etc. Bei seinen Arbeiten unterstützte ihn seine Schwester Karoline; sein Sohn, John Herschel, revidierte die von seinem Vater entdeckten Nebel und Doppelsterne und entdeckte selbst viele neue, namentlich am südlichen Himmel, während seines Aufenthalts am Kap der Guten Hoffnung. In Frankreich hatte Clairaut zuerst die ungeheure Arbeit, die Wiederkehr eines Kometen (des Halleyschen) mit Berücksichtigung der Jupiter- und Saturnstörungen vorauszuberechnen, glücklich gelöst; Messier entdeckte nicht weniger als 19 Kometen. Lagrange (1736–1813) und Laplace (der Verfasser der »Mécanique céleste«, 1749–1827) machten die Analysis zur Lösung der schwierigsten Probleme geschickt, während Lalande genaue Ortsbestimmungen von über 47,000 Sternen lieferte. Die Franzosen bestimmten auch zuerst durch Gradmessungen die Figur der Erde. Die Bestimmung der Sonnenparallaxe aus den Beobachtungen der Venusdurchgänge 1761 und 1769 ist ein Resultat des Zusammenwirkens fast aller zivilisierten Nationen Europas, nachdem Halley zuerst auf dieses Hilfsmittel aufmerksam gemacht hatte. – In Deutschland erwarb sich Tobias Mayer (1723–62) durch seine Fixsternbeobachtungen wie durch seine Mondtafeln großes Verdienst; auch der größte Analytiker seiner Zeit, Leonhard Euler, gehört wesentlich Deutschland an. Bode (1747–1826) hat durch seine Sternverzeichnisse und Sternkarten, vor allem jedoch durch seine Ephemeriden der Wissenschaft viel genützt, und besonders Olbers (1758–1840) durch seine strenge und jetzt noch allgemein angewendete Methode der Bestimmung von Kometenbahnen.

Die erste Nacht des 19. Jahrh. ist durch die Entdeckung eines neuen Planeten, der Ceres, durch Piazzi bezeichnet, und es wurden nun bis 1807 noch drei andre Planetoiden entdeckt. Bessel regte die Herstellung genauer Sternkarten an, welche die Unterscheidung der Planetoiden von den lichtschwachen Fixsternen ermöglichten, und mit Hilfe solcher Karten wurden seit 1845 mehr als 450 weitere kleine Planeten entdeckt. Die Entdeckung der kleinen Planeten gab weiter Anlaß zu einer bedeutenden Entwickelung der theoretischen A. Gauß entwickelte in seiner »Theoria motus« die Methoden der Bahnbestimmung der Planeten, Laplace, Lagrange, Encke, Hansen und in neuester Zeit namentlich Gyldén entwickelten und vervollkommten die Methoden der Mechanik des Himmels, der Störungsrechnung. Den größten Triumph feierte die theoretische A. durch die auf Grund von Leverriers Untersuchung der Störungen des Uranus erfolgte Entdeckung des Neptun, der am 23. Sept. 1846 von Galle an dem von Leverrier bezeichneten Orte des Himmels aufgefunden ward. Zu den hervorragendsten Leistungen der neuern Zeit auf dem Gebiete der beobachtenden A. gehört die von Argelander, Schönfeld und Krüger durchgeführte »Bonner Durchmusterung«, welche die Größen und genäherten Positionen aller Sterne bis zur 9,5. Größenklasse zwischen dem Nordpol und 23° südlicher Deklination nach Beobachtungen auf der Bonner Sternwarte angibt und in einen Atlas verzeichnet. Bis zum Südpol ist dieselbe von Gould und Thome in Cordoba (Argentinien) und Gill am Kap der Guten Hoffnung fortgesetzt worden.

Fortschritte der Astronomie in der neuesten Zeit.

Die neueste Ära datiert von Einführung der physikalischen Methoden in die astronomische Beobachtungskunst. Photographie, Photometrie und Spektralanalyse sind die drei Hilfsmittel, denen wir den gewaltigen Aufschwung der astrophysikalischen Forschungen in der Neuzeit verdanken. War es früher nur bei den Meteoriten möglich, die stoffliche Zusammensetzung[9] zu erkennen, so bieten heute die astrophysikalischen Methoden hierfür auch die Möglichkeit für die entferntesten Weltkörper (vgl. Astrophysik). Ferner hat der Vergleich der Spektren der Fixsterne mit denen feststehender Lichtquellen mit Hilfe des Dopplerschen Prinzips Auskunft über die Bewegung der erstern in der Gesichtslinie gegeben, und in vielen Fällen ist auf diese Weise die Existenz unsichtbarer Begleitsterne erkannt worden. Die Bedeutung derartiger astrophysikalischer Untersuchungen hat bereits zur Anlage eigner astrophysikalischer Observatorien geführt, wie zu Potsdam, Meudon, Heidelberg, Washington, O'Gyalla etc. Die Sternschnuppen haben, hauptsächlich durch die Arbeiten von Schiaparelli, ein ganz unerwartetes Interesse gewonnen durch den Nachweis ihres Zusammenhanges mit den Kometen.

Auch in der A. hat sich mehr als früher das Streben geltend gemacht, zahlreiche Kräfte einzelner zur Erreichung eines gemeinsamen Zieles zu vereinigen. Veranlassung hierzu boten schon die Venusdurchgänge von 1761 und 1769. Dasselbe Ereignis hat auch 1874 und 1882 europäische und amerikanische Astronomen nach z. T. weit entlegenen Beobachtungsstationen geführt, und in ähnlicher Weise vereinigen auch totale Sonnenfinsternisse immer noch eine größere Anzahl astronomischer Kräfte. Anlaß zu derartigen Vereinigungen bot ferner das Bedürfnis genauer und detaillierter, auch die teleskopischen Sterne bis zu einer gewissen Größenklasse enthaltender Sternkarten, wie denn auch die Herstellung der Berliner akademischen Sternkarten (1824–59) durch das Zusammenwirken zahlreicher Astronomen bewirkt worden ist. Das Bedürfnis nach einer dauernden Vereinigung führte 1820 zur Gründung der Royal Astronomical Society in England, in Deutschland 1863 zur Gründung der Astronomischen Gesellschaft. Das Hauptunternehmen dieser Gesellschaft, die ihren Sitz in Leipzig hat, alle 2 Jahre eine Generalversammlung abhält und völlig internationalen Charakter besitzt, ist die von Argelander angeregte genaue Ortsbestimmung aller Fixsterne des nördlichen Himmels bis herab zur 9. Größe (mehr als 300,000) nach einem möglichst gleichmäßigen Verfahren, an welcher Arbeit sich 18 Sternwarten beteiligen. Anfang 1902 lag der größere Teil dieses Unternehmens bereits vollendet vor. Ein noch größer angelegtes gemeinsames astronomisches Unternehmen ist die photographische Himmelskarte, die alle Sterne bis herab zur 14. Größe enthalten soll, und anderen Herstellung 18 Sternwarten der verschiedenen Länder beteiligt sind. Daneben soll auch noch durch Ausmessung der photographischen Aufnahmen ein Sternkatalog hergestellt werden, der die Positionen aller Sterne bis zur 11. Größe enthält. Die ersten Resultate dieser beiden Unternehmungen sind bereits von den Sternwarten in Paris, Toulouse, Algier und Potsdam veröffentlicht.

Von großer Bedeutung für die Fortschritte namentlich auf dem Gebiete der Kometen- und Planetoidenkunde ist ein gut geregeltes astronomisches Nachrichtenwesen, das ermöglicht, neuentdeckte Himmelskörper rasch an den verschiedensten Orten zu beobachten und so die Entdeckung zu sichern. Zu diesem Zwecke wurde 1883 eine Zentralstelle für astronomische Telegramme in Kiel, dem Erscheinungsort der bedeutendsten astronomischen Zeitschrift (»Astronomische Nachrichten«), gegründet. Die Zentralstelle befördert die von den einzelnen Sternwarten telegraphisch mitgeteilten für die Gesamtheit wichtigen Nachrichten möglichst schleunig an die andern Sternwarten. Zur zuverlässigen Mitteilung der meist umfangreichen Zahlenangaben dient ein sinnreiches Chiffresystem. Vgl. Astronomische Instrumente und Sternwarte.

[Literatur.] Außer den ältern klassischen Werken von Ptolemäos, Kopernikus, Galilei, Brahe, Kepler, Newton vgl. Lalande, Traité d'astronomie (3. Aufl., Par. 1792, 3 Bde.); Gauß, Theoria motus corporum coelestium (Hamb. 1809); Laplace, Mécanique céleste (Par. 1799–1825, 5 Bde.; neue Ausg. 1878–82); Brünnow, Lehrbuch der sphärischen A. (4. Aufl., Berl. 1881); Chauvenet, Manual of spherical and practical astronomy (5. Aufl., Philadelphia 1863); Oppolzer, Lehrbuch zur Bahnbestimmung der Kometen und Planeten (Leipz. 1880–82, 2 Bde.); Watson, Theoretical astronomy (Philad. 1868); Klinkerfues, Theoretische A. (2. Aufl. von Buchholz, Braunschw. 1899); Tisserand, Traité de mécanique céleste (Par. 1888–96, 4 Bde.); Poincaré, Les méthodes nouvelles de la mécanique céleste (das. 1892–97, 3 Bde.); Valentiner, Handwörterbuch der A. (Leipz. 1897–1902, 4 Bde.); Wolf, Handbuch der A., ihrer Geschichte und Literatur, (Zürich 1890–92, 2 Bde.) und Literatur bei »Astrophysik«.

Populäre Darstellungen: I. I. v. Littrow, Die Wunder des Himmels (8. Aufl. von Weiß, Berl. 1897); Valentiner, Der gestirnte Himmel (Stuttg. 1887); Gyldén, Grundlehren der A. (Leipz. 1877); Newcomb, Populäre A. (deutsch von Engelmann; 2. Aufl. von H. C. Vogel, das. 1892); v. Konkoly, Praktische Anleitung zur Anstellung astronomischer Beobachtungen (Braunschw. 1883); Diesterweg, Populäre Himmelskunde (19. Aufl. von W. Meyer, Hamb. 1898); Schweiger-Lerchenfeld, Atlas der Himmelskunde (Wien 1898); W. Meyer, Das Weltgebäude (Leipz. 1898); Plaßmann, Himmelskunde (Freib. 1898); Klein, Handbuch der allgemeinen Himmelsbeschreibung (3. Aufl., Braunschw. 1901). – Die bedeutendsten Zeitschriften sind die von Schumacher gegründeten, von Peters, Krüger und Kreutz fortgesetzten »Astronomischen Nachrichten« (Kiel, s. oben), die »Vierteljahrsschrift der Astronomischen Gesellschaft« (Leipz.), »Monthly Notices of the Royal Astronomical Society« (Lond.), »Observatory« (das.), »Bulletin astronomique« (Par.), in Nordamerika: »Astronomical Journal« (Boston), »Popular Astronomy« (Northfield, Minnesota), »Astrophysical Journal« (Chicago).

Über die Geschichte der A. vgl. außer den ältern Werken von Weidler (Wittenb. 1741) und I. S. Bailly (Par. 1775–85, 4 Bde.; neue Ausg. 1805, 2 Bde.): Delambre, Histoire de l'astronomie (Par. 1817–1827, 5 Bde.; s. Delambre); Ideler, Untersuchungen über den Ursprung und die Bedeutung der Sternnamen (Berl. 1809); Grant, History of physical astronomy (Lond. 1852); Mädler, Geschichte der Himmelskunde (Braunschw. 1872, 2 Bde.); R. Wolf, Geschichte der A. (Münch. 1877); Clerke, Geschichte der A. während des 19. Jahrhunderts (deutsch von Maser, Berl. 1888). Vgl. auch Houzeau und Lancaster, Bibliographie générale de l'astronomie (Brüssel 1881 ff., 3 Bde.).