Weltbild – Von der Scheibe zur Kugel

Bereits während der Antike machten die Menschen Beobachtungen, die einen wesentlichen Einfluss auf das Bild der Erde hatten. Man erkannte zum Beispiel, dass in südlichen Teilen der Erde Sternbilder über den Horizont wandern, die weiter nördlich nie zu sehen sind. Das passte nicht zum Bild einer Himmelskugel, die sich im Laufe eines Tages über die Erdscheibe hinweg dreht, aber ansonsten unverändert bleibt. Die Menschen beobachteten auch, dass sich der Mond bei einer Mondfinsternis nicht verändert. Er wird nur von einem runden Schatten überdeckt. Man war sich sicher: Dieser Schatten musste der Schatten der Erde sein, den die Sonne auf den Mond warf. Da dieser Schatten ein Teil eines Kreises war, konnte er nur von einer Kugel kommen. Und auch Seefahrer lieferten wichtige Hinweise darauf, dass die Erde keine flache Scheibe sein konnte. Sie fuhren inzwischen nicht mehr nur an den Küsten entlang, sondern wagten sich weiter auf das offene Meer hinaus. Bei ihrer Rückkehr konnte von der Küste aus beobachtet werden, wie am Horizont der Mast des Schiffes aus den Wellen emporzusteigen schien. Erst, wenn sich das Schiff weiter näherte, war es ganz zu sehen. Und auch von den Schiffen aus sah man zuerst die Bergspitzen und Hügel einer Landmasse aus dem Meer auftauchen. Aufgrund dieser Beobachtungen schlussfolgerte der griechische Philosoph Aristoteles, dass die Erde eine ruhende Kugel sei. Um diese bewegen sich alle Himmelkörper auf exakten Kreisbahnen. Da Aristoteles im antiken Griechenland hohes Ansehen genoss, setzte sich das Bild einer kugelförmigen Erde allmählich durch. Auf dieser Kugel lagen die bekannten Landmassen, die von Wasser umgeben waren. Für die griechischen Philosophen galt die Kugel außerdem als vollkommene Form. Auch daher war für alles Himmlische gar keine andere Gestalt mehr denkbar. Offen blieb allerdings zunächst die Frage, wie groß die Erdkugel sein könnte. Und wie sollte man so etwas überhaupt messen? Eine Antwort fand 240 v. Chr. der griechische Gelehrte Eratosthenes. Sein wichtigstes Werkzeug: die Sonne. Da bekannt war, dass die Erde eine Kugel ist, wusste er, dass die Sonnenstrahlen nicht überall im gleichen Winkel auf die Erdoberfläche treffen. Am Tag der Sommersonnenwende beobachtete Eratosthenes, dass in Assuan die Sonne am Mittag genau im Zenit stand. Das heißt, ein senkrechter Stab warf dort keinen Schatten. Im weiter nördlich gelegenen Alexandria aber schon. Denn dort stand die Sonne um sieben Grad versetzt. Das errechnete der Gelehrte aus der Länge des Schattens. Sieben Grad entsprechen in etwa einem Fünfzigstel eines Kreises. Der Umfang der gesamten Erdkugel musste daher rund 50-mal größer sein als die Entfernung zwischen Assuan und Alexandria. Eratosthenes berechnete so den Umfang der Erde bereits erstaunlich genau. Er kam auf 39690 Kilometer. Heute geht man im Mittel von 40030 Kilometern aus. Das Bild eines Universums mit einer kugelförmigen Erde im Mittelpunkt war nun die allgemein anerkannte Weltansicht. Der Gelehrte Claudius Ptolemäus fasste 160 n. Chr. dieses geozentrische Weltbild in seinem Werk „Almagest“ detailliert zusammen. Die Erde steht hier im Mittelpunkt. Sie wird von den anderen damals bekannten Himmelskörpern auf mehreren schalenförmigen Umlaufbahnen umkreist, den Sphären. Auf der erdnächsten Sphäre bewegt sich der Mond. Weiter entfernt folgen Merkur, Venus, Sonne, Mars, Jupiter und Saturn. Auf der achten Sphäre liegen die Fixsterne. Allerdings stellte man bei den umfangreichen Beobachtungen des Himmels fest, dass sich manche Planeten nicht immer auf einer Kreisbahn bewegen. Mars schien in manchen Nächten rückwärts zu laufen oder sogar in Schleifen über den Himmel zu wandern. Doch auch solche Bewegungen konnte Ptolemäus erklären. Die Kristallsphäre, in deren Mittelpunkt die Erde stand und die sich um die Erde drehte, nannte man Deferent. Hier war der Planet auf einer zusätzlichen kleineren Kristallkugel befestigt, dem Epizykel. Dieser drehte sich an einer festen Stelle des Deferenten um sich selbst. Mit den Epizykeln erklärte man sich die sonderbaren Wanderungen des Mars. Das Ptolemäische Weltbild hielt sich in der westlichen Welt über ein Jahrtausend weitgehend unverändert. Ptolemäus verfasste aber nicht nur ein Buch über Astronomie. Die Karten in seinem Werk „Geographia“ spiegeln wieder, wie sehr sich das geographische Wissen seit der Zeit der Babylonier und der frühen Griechen erweitert hatte. So hatten die Kriegszüge Alexanders des Großen unter anderem neue Erkenntnisse über einige Regionen Asiens gebracht. Die Feldzüge und das gewaltige Handelsimperium des römischen Reiches lieferten darüber hinaus erste Informationen über Indien und sogar über China.