Astronomie

Geozentrisches Weltbild

Das geozentrische Weltbild sah die Erde als Mittelpunkt von Allem. Wir erklären dir, was damit gemeint ist und wie sich dieses Weltbild entwickelt hat.

Geozentrisches Weltbild ist ein Thema, das du in kurzer Zeit erlernen musst? Keine Sorge! Dann schaue dir einfach unser Video%verlinken zu diesem Thema an.

Inhaltsübersicht

Geozentrisches Weltbild einfach erklärt

Im geozentrischen Weltbild steht die Erde stationär und alle anderen Planeten sowie die Sterne umkreisen die Erde. Die Erde ist also in diesem Weltbild der Mittelpunkt des Universums. 

Ein erstes, mehr mythisches als mathematisches Modell für ein geozentrisches Weltbild wurde von Plato 380 nach Christus entwickelt. Eudoxos nahm sich dieses Modell als Vorbild und goß es in eine etwas mehr mathematische Form. Darauf aufbauend erweiterte Aristoteles das geozentrische Weltbild.

Ptolemäus beschrieb 150 nach Christus eine vereinfachte Form des geozentrischen Weltbilds nach Aristoteles. Dieses auch als ptolemäisches Weltbild bekannte System wird oft als das geozentrische Weltbild bezeichnet.

Ptolemäus‘ geozentrisches Weltbild konnte jedoch verschiedene Beobachtungen nicht erklären. Tycho Brahe modifizierte das Weltbild, um dieses Problem zu lösen. Das tychonische Weltbild wurde aber letztendlich durch das heliozentrische Weltbild%verlinken ersetzt.

Geozentrisches Weltbild Geschichte

In diesem Abschnitt beginnen wir damit, weshalb ein geozentrisches Weltbild im antiken Griechenland Sinn gemacht hat. Anschließend schildern wir dir die Entwicklung des geozentrischen Weltbilds.

Wieso ein geozentrisches Weltbild?

Die Idee eines Weltbilds mit der Erde als Zentrum entsprang im Wesentlichen aus zwei Annahmen, die wiederum mit der alltäglichen Erfahrung übereinstimmten.

Annahme 1: Erde ist stationär

Eine der wesentlichen Annahmen des geozentrischen Weltbilds ist, dass die Erde stationär sei. Für dich ist es selbstverständlich, dass die Erde sich dreht. Im antiken Griechenland wurde aber diese Idee abgelehnt.

Der Grund dafür ist ein einfacher Gedanke: Wenn sich die Erde drehen würde, dann würde ein Gegenstand, den du nach oben wirfst, nicht am selben Ort zurückkommen – schließlich hat sich die Erde aufgrund der Rotation ein Stück bewegt, bevor der Gegenstand zurück in deine Hand fällt. Niemand konnte dies beobachten, also war klar, dass die Erde nicht rotieren kann.

Annahme 2: Erde ist im Zentrum

Dass die Erde im Zentrum des Universums ist, ist eine weitere zentrale Annahme. Wenn du etwas hochwirfst, dann fällt es Richtung Boden. Stellst du etwas aber beispielsweise auf einen Tisch, so passiert mit dem Gegenstand nichts. Diese Beobachtungen waren auch im antiken Griechenland bekannt. 

Was aber nicht bekannt war, war die Gravitationstheorie nach Newton. Stattdessen war das Prinzip von Aristoteles, nach dem Gegenstände immer in Richtung des Zentrums des Universums fallen, bekannt. Wäre die Sonne im Zentrum des Universums gewesen, dann müssten Objekte in Richtung dieses Zentrums fallen. Das widerspricht aber deiner Beobachtung von vorhin: Etwas, das du hochwirfst, wird in Richtung Boden fallen. Somit wurde gefolgert, dass die Erde im Zentrum sein muss.

Diese zwei Annahmen machten also Sinn. Wenn du hierzu noch die Beobachtungen zählst, dass sich zum Beispiel die Sterne im Himmel bewegen oder die Sonne auf- und untergeht, dann war das geozentrische Weltbild an sich eine logische Konstruktion.

Geozentrisches Weltbild Aristoteles

Das Fundament für das geozentrische Weltbild legte der griechische Philosoph Plato 380 vor Christus: Die Erde steht bewegungslos im Zentrum des Universums; Sterne, Mond, Sonne und andere Planeten bewegten sich auf Kreise um die Erde herum. Plato’s geozentrisches Weltbild basierte mehr auf mythische Ansätze als auf Mathematik. Eudoxos von Knidos arbeitete an einem etwas mathematischeren Modell des geozentrischen Weltbilds.

Merke: Eudoxos‘ geozentrisches Weltbild

Eudoxos‘ geozentrisches Weltbild besagt in einfachen Worten: Sowohl die Fixsterne als auch alle beweglichen Himmelskörper sind an Kugelschalen gebunden, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten um die Erde als Mittelpunkt aller Kugelschalen drehen.

Dieses Modell von Eudoxos übernahm Aristoteles und ergänzte es. So vermutete er beispielsweise, dass die Bewegung einer Kugelschale durch die Übertragung der Bewegung der anderen Kugelschalen, von außen nach innen, herbeigerufen wurde. Eudoxos‘ geozentrisches Weltbild bestand am Anfang aus 25 Kugelschalen. Im Modell von Aristoteles waren 64 Kugelschalen notwendig, damit sein mechanisches System funktionieren konnte.

% Abbildung 2 aus Videoskript einfügen.

Geozentrisches Weltbild Ptolemäus

Claudius Ptolemäus verfasste um 150 nach Christus sein Werk Almagest. In ihm beschrieb er ein geozentrisches Weltbild, das auch unter den Namen ptolemäisches Weltbild bekannt ist. Ptolemäus vereinfachte das Weltbild von Aristoteles und Eudoxos. Er ging aber von der selben Annahme aus, dass die Erde stationär ist und die anderen Planeten und Sterne an Kugelschalen gebunden sind. 

Merke: Ptolemäisches Weltbild (ohne Epizykel)

Die Erde steht stationär im Zentrum des Universums. Die anderen Himmelskörper bewegen sich auf Kreisbahnen in der Reihenfolge Mond, Merkur, Venus, Sonne, Mars, Jupiter und Saturn. Am Ende befindet sich die Kugelschale der Fixsterne.

% Abbildung 1 und 3 aus Videoskript einfügen.

Dieses Weltbild konnte aber bestimmte Beobachtungen (siehe nächster Abschnitt) nicht erklären, weswegen Ptolemäus es um sogenannte Epizykel erweiterte. Unter einen Epizykel kannst du dir einen Kreis vorstellen, dessen Mittelpunkt sich auf einen anderen Kreis bewegt. 

Merke: Ptolemäisches Weltbild (mit Epizykel)

Zusätzlich zur Bewegung entlang der Kugelschalen, bewegen sich die Himmelskörper auf kleinere Kreise, sogenannte Epizykel, deren Mittelpunkte sich entlang der Kugelschalen bewegen.

% Abbildung 5 und 6 aus Videoskript einfügen. 

Geozentrisches Weltbild Brahe

Tycho Brahe wandelte das ptolemäische Weltbild folgendermaßen ab: Die Erde ist weiterhin das Zentrum des Universums. Die Sonne und der Mond bewegen sich auf Kreisbahnen, deren Mittelpunkt die Erde ist. Alle anderen Himmelskörper bewegen sich aber auf Epizykel, deren Mittelpunkte sich entlang der Kreisbahn der Sonne bewegen. Die Fixsterne sind an einer Kugelschale um die Erde gebunden. 

% Abbildung 7 aus Videoskript einfügen.

Geozentrisches Weltbild Probleme

In diesem Abschnitt schauen wir uns die diversen Probleme an, die mit dem geozentrischen Weltbild verbunden waren.

Merkur und Venus

Die Planeten Merkur und Venus konnten immer nur am Tag, aber nie in der Nacht im Himmel beobachtet werden. Weder das Weltbild nach Aristoteles noch die Weiterentwicklung durch Ptolemäus konnten diese Beobachtung erklären. Nach ihren Modellen sollte es Zeitpunkte geben, wo sich die beiden Planeten nicht mehr in der Nähe der Sonne befinden. Folglich wäre es möglich, diese Planeten auch in der Nacht zu sehen.

Das Weltbild nach Brahe konnte dieses Problem beseitigen, da nun sich beide Planeten nicht um die Erde, sondern um die Sonne drehten. Das erklärt, weshalb sich Merkur und Venus immer in der Nähe der Sonne befinden.

Schleifenbewegung

Ptolemäus beobachtete 133 nach Christus, dass sich der Planet Saturn nicht wie vermutet auf einer einfachen Kreisbahn bewegte, sondern entlang einer Schleife. Es erschien so, als würde sich der Planet für eine kurze Zeit rückwärts bewegen.

Das Weltbild von Ptolemäus ohne Epizykel konnte diese Beobachtung nicht erklären, weshalb Ptolemäus die Epizykel später einführte. 

% Abbildung 4 aus Videoskript einfügen.

Helligkeitsschwankung

Im geozentrischen Weltbild bewegen sich die Himmelskörper auf Kugelschalen. Demnach ist der Abstand zur Erde für jeden Himmelskörper konstant. Das widersprach aber der Beobachtung, dass die Helligkeit von Planeten schwankte: Sie waren mal heller und mal dunkler. 

Aristoteles‘ geozentrisches Weltbild und auch das ptolemäische Weltbild konnten diese Beobachtung nicht erklären. Erst mit den Modifikationen durch Brahe war eine Erklärung mit dem geozentrischen Weltbild möglich.

Geozentrisches und Heliozentrisches Weltbild

Auch wenn das geozentrische Weltbild nach Brahe (auch tychonisches Weltsystem) scheinbar alle Probleme erklären konnte, wurde es durch ein heliozentrisches Weltbild%verlinken ersetzt. Tycho Brahe entwickelte sein Weltbild im Jahre 1588. Die wesentliche Motivation, die Erde in das Zentrum des Universum zu setzen, war die sich scheinbar nicht verändernde Position der Sterne. 

Es dauerte bis zum Jahr 1838 als Friedrich Wilhelm Bessel der experimentelle Beweise gelangte, dass die Sterne ihren Ort ändern. Diese Beobachtung war eine wesentliche Stütze für das heliozentrische Weltbild.

Im Jahr 1851 konnte Léon Foucault mit Hilfe eines Pendels nachweisen, dass sich die Erde um ihre eigene Achse dreht. Damit wurden auch die letzten Wissenschaftler, die an das tychonische Weltbild glaubten, vom heliozentrischen Weltbild überzeugt.


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