Johannes Kepler

Entschlüsseler der Planetenbahnen

1. Beruflicher Werdegang
 

Johannes Kepler kam am 27. Dez. 1571 in Weil der Stadt, westlich von Stuttgart, als Frühgeburt zur Welt. Sein Vater war Söldner, seine Mutter Tochter eines Gastwirtes. Kepler war ein schwächliches, aber intelligentes Kind. Nach dem Besuch von zwei ehemaligen Klosterschulen erhielt er mehrere Stipendien, die ihm 1587 die Immatrikulation an der Universität Tübingen ermöglichten. Er erwies sich als fähiger Mathematiker und erhielt eine Anstellung als Mathematiklehrer an der lutherischen Stiftsschule in Graz und wurde zum Landschaftsmathematiker ernannt. Dort erwarb er sich bald Verdienste durch die Herausgabe eines Kalenders für das Jahr 1595. Trotz seiner eher ablehnenden Haltung gegenüber der Astrologie - er nannte sie "das närrische Töchterlein der Astronomie" - ging er mit der Mode und erstellte Vorhersagen über das Wetter, Bauernaufstände und Türkeninvasionen.
Während seiner Zeit in Tübingen kam Kepler mit Michael Maestin in Verbindung. Dieser war Professor für Astronomie und sehr gut mit der heliozentrischen Theorie des Kopernikus vertraut. Kepler begeisterte sich für die Idee, dass die Erde ein Planet sei und zusammen mit den anderen Planeten die Sonne umkreise. Er war überzeugt, dass dem Universum ein göttlicher Plan zugrunde liegt.

2. Die Begegnung mit Tycho Brahe

Die Ausweisung der Protestanten veranlasste Kepler zum Wegzug aus Graz. Er besuchte den Astronomen Tycho Brahe in der Nähe von Prag. Bei diesem Besuch erkannte Kepler die vorzügliche Genauigkeit der Beobachtungen Tychos.
Tycho Brahe (1546 - 1601) war dänischer Astronom. Mit Unterstützung des dänischen Königs baute er auf die Insel Hven zwei Sternwarten, wo er die Positionen der Planeten äußerst präzise messen konnte. Er bestimmte die geographische Breite seines Beobachtungsstandortes, indem er die Höhen von Sternen in der Nähe des Polarsternes bestimmte.
Nach einer längeren Korrespondenz mit Brahe berief dieser ihn nach Prag, wo er die Marsbahn berechnen sollte. Die Zusammenarbeit mit Brahe gestaltete sich allerdings schwierig, da Brahe nicht sehr umgänglich war. Nach Brahes Tod wollte Kepler die umfangreichen Aufzeichnungen des Astronomen übernehmen, denn ihm war klar, dass Brahe die bis dahin besten Beobachtungen der Himmelskörper durchgeführt hatte. Die Arbeiten erhielt er aber erst nach jahrelangem Streit mit den Erben von Brahe. Nach Brahes Tod hatte er dessen Stelle als Kaiserlicher Mathematiker in Prag übernommen.

3. Die Gesetze der Planetenbewegung

Nach der Auswertung der Beobachtungen von Brahe erschien 1609 Keplers Hauptwerk "Die neue Astronomie". Hier formulierte er zwei nach ihm benannte Gesetze, die für die Astronomie von herausragender Bedeutung waren.
Durch langwierige punktweise Rekonstruktion der Marsbahn hatte er festgestellt, dass sich dieser Planet nicht, wie Kopernikus und Galilei angenommen hatten, auf einer Kreisbahn bewegt, sondern auf einer elliptischen Bahn. Außerdem erfolgt seine Bewegung nicht mit gleichbleibender Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit des Planeten Mars ist in Sonnennähe am größten und am geringsten, wenn Mars seine größte Entfernung von der Sonne hat. In den folgenden Jahren wies Kepler auch für die anderen Planeten elliptische Bahnen nach.
Das dritte Keplerísche Gesetz veröffentlichte er im Jahre 1619 in seinem Werk "Harmonice mundi". Hier meinte er endlich die von ihm schon lange gesuchte Weltharmonie gefunden zu haben. Er stellte fest, dass "die Quadrate der Umlaufzeiten der Planeten sich wie dritten Potenzen der mittleren Sonnenentfernungen verhalten."

4. Die Bedeutung der Kepleríschen Gesetze

Mit den drei Kepleríschen Gesetzen war nun der grundsätzliche Bauplan des heliozentrischen Weltbildes entschlüsselt. Danach bewegen sich also die Planeten um die Sonne. Im Gegensatz dazu hatte man vorher geglaubt, die Erde sei der Mittelpunkt der Welt und alle anderen Himmelskörper umkreisten die Erde.
Die Diskussion um diese Gesetze hatte einen komplizierten geistesgeschichtlichen Hintergrund. Dass Planeten auf Kreisbahnen mit gleichbleibender Geschwindigkeit laufen, war eine Überzeugung, die sich seit der Antike als fester Bestandteil jeder Planetentheorie etabliert hatte. Die Planeten galten als unveränderliche Körper, die auf unabänderlichen und unwandelbaren Bahnen um die Erde zogen. Was aber unveränderlich ist, kann nur göttlich sein und umgekehrt. Daher waren die Kepleríschen Gesetze auch mit weltanschaulichen Konsequenzen verbunden.

Auch der prinzipielle Unterschied zwischen Himmel und Erde, wie er von Aristoteles und der Kirche gelehrt worden war, ließ sich nicht länger aufrecht erhalten. Die Erde erschien als ein Himmelskörper unter anderen, war also selbst ein Teil des Himmels. Die Himmelstheologie wurde zur Himmelsphysik! Die Naturgesetze, die wir auf der Erde entdecken, gelten in gleicher Weise für alle Körper des Weltalls. Dies ist ein Grundprinzip, das sich in der Astronomie bis heute bewährt hat. Unser modernes naturwissenschaftliches Weltbild beruht auf diesem Grundsatz.

Die volle Bedeutung der Gesetze wurde erst nach Keplers Tod erkannt. Dies lag daran, dass seine Ausdrucksweise in seinen Werken schwierig zu verstehen war. Kepler war ein tief religiöser Mensch mit einem starken Hang zur Mystik. So setzte er beispielsweise die unbeweglichen kosmischen Objekte in Beziehung zur Heiligen Dreifaltigkeit. Danach soll die Sonne dem Heiligen Vater entsprechen, die Fixsterne dem Sohn und der dazwischenliegend Raum dem Heiligen Geist. Diese überzogenen Auffassungen kamen auch in seinen Werken immer wieder zum Ausdruck.
Aufbauend auf seinen theoretischen Überlegungen und den Messungen von Tycho Brahe erstellte Kepler sehr genaue Planetentafeln, die keinen Zweifel an der Richtigkeit des heliozentrischen Weltbildes mehr aufkommen lassen konnten

5. Weitere Arbeiten Keplers

Keplers Bedeutung lag nicht nur in der Entdeckung der Gesetze der Planetenbewegung. Wichtig waren seine Arbeiten im Bereich der Optik und seine Überlegungen zur Konstruktion eines Fernrohres. Er erklärte die Physik des Auges, Sehfehler, die Funktionsweise der optischen Linsen und die Entstehung von Sonnen- und Mondfinsternissen.
Anlässlich der Volumenbestimmung von Weinfässern stößt Kepler auf Mängel in der mathematischen Methode der Körperberechnung und leistet einen grundlegenden Beitrag zur Integralrechnung.
Als 1607 ein Komet erschien (Komet Halley), bekräftigte er die schon von Brahe gewonnenen Erkenntnis der kosmischen Natur dieser Objekte. Diese Stellungnahme von Kepler erwies sich für die Durchsetzung der neuen Sicht der Kometen als sehr bedeutend.

6. Private Probleme

Privat war Kepler nicht gerade vom Glück begünstigt. Kepler litt sein ganzes Leben lang unter einer schlechten Gesundheit. Infolge eines Augenfehlers konnte er kaum eigene astronomische Beobachtungen ausführen.
Immer wieder war er von Geldsorgen geplagt, weil ihn seine Arbeitgeber selten bezahlten. Sein Lebensende verbrachte er verarmt in Regensburg.
Im Jahre 1616 erreichte ihn die Nachricht von seiner Schwester, dass seine Mutter in ihrem Heimatort bei Leonberg in der Nähe von Stuttgart als Hexe angeklagt worden sei. Bei dem folgenden Hexenprozess trat Kepler als ihr Verteidiger auf. Diese ganze Angelegenheit zog sich sechs Jahre hin, bis das Verfahren eingestellt wurde. Dies war aber vor allem den guten Beziehungen Keplers zu verdanken, sonst gingen solche Hexenprozesse in der Regel immer tödlich aus.
Kepler war zweimal verheiratet und lebte in einer Zeit religiösen Aufruhrs in Europa. Er starb am 15. November 1630 in Regensburg.

W. Steffen

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