Fernrohr und Weltbild
Auf dem Weg durch den Bochumer Stadtpark siehst du abends den Mond: mit bloßem Auge eine helle Scheibe, mit einem Fernglas plötzlich mit Kratern. Genau so ging es Galileo Galilei im Jahr 1609. Aber warum brachte ein Blick durch ein Rohr ein ganzes Weltbild ins Wanken? Das klären wir in diesem Abschnitt Schritt für Schritt.
Das Fernrohr und Galileis Beobachtungen
Ein Fernrohr (Teleskop) sammelt Licht und vergrößert das Bild weit entfernter Objekte. Es zeigt Einzelheiten, die das Auge allein nicht auflösen kann. Auch Merkur und Venus zeigen wie der Mond Phasen. Ihre beleuchtete Hälfte ist immer der Sonne zugewandt, aber von der Erde aus sieht man je nach Stellung mal mehr, mal weniger dieser beleuchteten Hälfte. Bei Merkur und Venus erkennt man die Phasen allerdings nur mit dem Fernrohr, weil sie so klein erscheinen. Das Fernrohr wurde um 1608 in den Niederlanden erfunden. Galilei baute 1609 ein eigenes Gerät und richtete es als einer der Ersten auf den Himmel.
Seine Beobachtungen waren neu:
| Beobachtung | Was man daraus erkennen kann |
|---|---|
| Berge und Krater auf dem Mond | Der Mond ist kein glatter, makelloser Körper, sondern hat eine Oberfläche wie die Erde. |
| Vier Monde, die den Jupiter umkreisen | Es gibt ein Zentrum der Bewegung, das nicht die Erde ist. |
| Phasen der Venus | Die Venus wird von der Sonne beleuchtet und zeigt Phasen. Das passt dazu, dass sie die Sonne umkreist. |
| Die Milchstraße besteht aus unzähligen Sternen | Das Universum enthält weit mehr Sterne, als man mit dem Auge sieht. |
Lies den Text: „Ab 1609 richtete Galileo Galilei ein Fernrohr auf den Himmel. Er sah Berge und Krater auf dem Mond und vier Monde, die den Jupiter umkreisen.“ a) Nenne…
Lies den Text: „Ab 1609 richtete Galileo Galilei ein Fernrohr auf den Himmel. Er sah Berge und Krater auf dem Mond und vier Monde, die den Jupiter umkreisen.“
- a) Nenne zwei Beobachtungen Galileis.
- b) Wozu dient ein Fernrohr allgemein?
Lies den Text: „Galilei beobachtete, dass die Venus Phasen zeigt wie der Mond.“ a) Welche Himmelskörper zeigen noch Phasen? b) Warum sind Phasen bei der Venus nur mit…
Lies den Text: „Galilei beobachtete, dass die Venus Phasen zeigt wie der Mond.“
- a) Welche Himmelskörper zeigen noch Phasen?
- b) Warum sind Phasen bei der Venus nur mit Fernrohr erkennbar?
Zwei Weltbilder
Ein Weltbild ist ein Modell davon, wie Erde, Sonne, Mond und Sterne angeordnet sind und sich bewegen.
Das geozentrische Bild entsprach dem Alltag: Die Sonne „wandert“ über den Himmel, die Erde fühlt sich ruhig an. Es wurde in der Antike von Ptolemäus ausgebaut und war über 1000 Jahre lang anerkannt. Im Jahr 1543 veröffentlichte Nikolaus Kopernikus das heliozentrische Bild. Bis 1609 gab es aber kaum Beobachtungen, die klar zwischen beiden entscheiden konnten.
Im 16. und 17. Jahrhundert wurden zwei Weltbilder diskutiert: das geozentrische und das heliozentrische Weltbild. Gib für beide Weltbilder jeweils an, was im Mittelpunkt…
Im 16. und 17. Jahrhundert wurden zwei Weltbilder diskutiert: das geozentrische und das heliozentrische Weltbild. Gib für beide Weltbilder jeweils an, was im Mittelpunkt steht.
Beobachtungen überprüfen Modelle
Ein Modell ist gut, wenn seine Vorhersagen zu den Beobachtungen passen. Passt eine Beobachtung nicht, muss das Modell geändert oder verworfen werden. Das nennt man ein Modell überprüfen.
Lies den Text: „Im geozentrischen Weltbild kreisen alle Himmelskörper um die Erde. Galilei entdeckte vier Monde, die um den Jupiter kreisen.“ a) Erkläre, warum diese…
Lies den Text: „Im geozentrischen Weltbild kreisen alle Himmelskörper um die Erde. Galilei entdeckte vier Monde, die um den Jupiter kreisen.“
- a) Erkläre, warum diese Beobachtung gegen die Aussage „Alles kreist um die Erde“ spricht.
- b) Entscheide, ob diese Beobachtung allein das heliozentrische Weltbild beweist. Begründe.
Lies den Text: „Mit dem Fernrohr sah Galilei, dass die Milchstraße aus unzähligen einzelnen Sternen besteht.“ a) Nenne zwei Folgerungen, die man daraus für das Bild vom…
Lies den Text: „Mit dem Fernrohr sah Galilei, dass die Milchstraße aus unzähligen einzelnen Sternen besteht.“
- a) Nenne zwei Folgerungen, die man daraus für das Bild vom Universum ziehen kann.
- b) Das Fernrohr macht Beobachtungen genauer und zeigt Neues. Erkläre, warum man das Gesehene trotzdem noch deuten muss.
Lies den Text: „Die Venus zeigt in einem heliozentrischen Modell alle Phasen und wechselnde Größen. Im Modell des Ptolemäus sind nur Sichel- und Neuphasen möglich.“ a)…
Lies den Text: „Die Venus zeigt in einem heliozentrischen Modell alle Phasen und wechselnde Größen. Im Modell des Ptolemäus sind nur Sichel- und Neuphasen möglich.“
- a) Wie hilft die Beobachtung, zwischen den Modellen zu entscheiden?
- b) Warum nennt man das ein Beispiel für „Modelle überprüfen“?
Naturwissenschaft und Gesellschaft
Galilei veröffentlichte seine Beobachtungen 1610. Einige Gelehrte weigerten sich, durch das Fernrohr zu schauen, und sagten, die Jupitermonde seien Fehler des Geräts. Das ist nicht naturwissenschaftlich: Eine Beobachtung wird nicht durch Ablehnung widerlegt, sondern durch erneutes Prüfen.
Beobachtungen werden überprüft durch:
-
Wiederholung der Beobachtung,
-
andere Beobachter, die unabhängig dasselbe sehen,
-
ein anderes Gerät, das dasselbe zeigt.
1633 verurteilte die Kirche Galilei und zwang ihn zum Widerruf, weil das heliozentrische Bild als Widerspruch zu damaligen Lehren galt. Neue Erkenntnisse stellen gewohnte Vorstellungen und Autoritäten infrage, deshalb lösen sie Widerstand aus. Eine Beobachtung verliert ihre Richtigkeit aber nicht, wenn man sie verbietet. In der Physik entscheidet am Ende die überprüfbare Messung, nicht die Autorität.
Gemeinsam ist Galileis Fernrohr und modernen Teleskopen: Beide sammeln Licht, zeigen ferne Objekte genauer und liefern Beobachtungen, die man deuten und überprüfen muss. Unterschiede: Moderne Teleskope sind viel größer, nutzen auch unsichtbare Strahlung, liefern Daten für Computer und können im Weltall stehen, wo die Atmosphäre nicht stört.
Lies den Text: „Galilei veröffentlichte 1610 seine Beobachtungen. Einige Gelehrte weigerten sich, durch das Fernrohr zu schauen, und behaupteten, die Jupitermonde seien…
Lies den Text: „Galilei veröffentlichte 1610 seine Beobachtungen. Einige Gelehrte weigerten sich, durch das Fernrohr zu schauen, und behaupteten, die Jupitermonde seien Fehler des Geräts.“
- a) Bewerte dieses Verhalten aus Sicht der naturwissenschaftlichen Methode.
- b) Nenne zwei Maßnahmen, mit denen man die Beobachtung überprüfen kann, und begründe jeweils, warum sie die Beobachtung zuverlässiger machen.
Vergleiche die Bedeutung des Fernrohrs für das Weltbild im 17. Jahrhundert mit der Bedeutung moderner Teleskope (z. B. Weltraumteleskop) heute. Nenne zwei…
Vergleiche die Bedeutung des Fernrohrs für das Weltbild im 17. Jahrhundert mit der Bedeutung moderner Teleskope (z. B. Weltraumteleskop) heute. Nenne zwei Gemeinsamkeiten und zwei Unterschiede und erkläre, warum ein Weltraumteleskop außerhalb der Erdatmosphäre Vorteile hat.
Lies den Text: „Galilei vertrat aufgrund seiner Beobachtungen mit dem Fernrohr das kopernikanische (heliozentrische) Weltbild. Die Kirche verurteilte ihn 1633 und zwang…
Lies den Text: „Galilei vertrat aufgrund seiner Beobachtungen mit dem Fernrohr das kopernikanische (heliozentrische) Weltbild. Die Kirche verurteilte ihn 1633 und zwang ihn zum Widerruf.“
- a) Erkläre, warum neue Beobachtungen gesellschaftlich Widerstand auslösen können.
- b) Beurteile, ob eine Beobachtung ihren Wahrheitsgehalt verliert, wenn sie verboten wird.
- c) Diskutiere die Rolle von Messung und Experiment gegenüber Autorität in der Physik.
Zurück zum Anfang: Das Fernrohr zeigte Berge auf dem Mond, Jupitermonde und die Venusphasen. Diese Beobachtungen passten nicht zum geozentrischen Bild, und so wurde das Weltbild überprüft und verändert.