Kepler und Galilei: Die Boten der Sterne

Das Jahr 2009 hat die Unesco zum Jahr der Astronomie erklärt, weil 1609 Johannes Kepler in seiner „Astronomia nova“ die ersten beiden Planetengesetze veröffentlicht und Galilei seine astronomischen Fernrohrbeobachtungen gemacht hat, deren spektakulärste die Entdeckung der Jupitermonde war. Veröffentlicht hat er sie 1610 im „Sidereus Nuncius“ (Sternenbote) und wurde damit berühmt. Kepler und Galilei waren Kopernikaner.

Am 4. August 1597 schrieb Galilei an Kepler, dass er zur Auffassung des Kopernikus gelangt sei, dies aber nicht zu veröffentlichen wage, „abgeschreckt durch das Schicksal unseres Lehrers Copernicus. Dieser verschaffte sich bei einigen unsterblichen Ruhm, von unendlich vielen aber wurde er verlacht“. Galilei fürchtete also damals die Lächerlichkeit, nicht die Inquisition. Mit seinen Fernrohrentdeckungen wagte er nun den Schritt in die Öffentlichkeit.

Eine der eindrücklichsten Szenen in Brechts Drama „Leben des Galilei“ zeigt, wie Wissenschaftler sich weigern, ins Fernrohr zu sehen, weil es die Jupitermonde gar nicht geben könne. Solche Wissenschaftler hat es tatsächlich gegeben. Ansonsten aber war das Publikum vom Blick ins Fernrohr fasziniert. Allerdings hat nicht jeder, der ins Fernrohr sah, die Jupitermonde gesehen. In der Nacht vom 25. zum 26. April hat Galilei mehr als zwanzig Professoren in Bologna die Jupitermonde zeigen wollen. Aber die erklärten, sie könnten sie nicht deutlich sehen. Galilei sei am nächsten Morgen grußlos verschwunden. Wie er sich das erklärt hat, wissen wir nicht. Aber Kepler, der in Prag brieflich davon erfährt, bietet eine Erklärung an.

Er war nämlich, im Unterschied zu Galilei, in Optik beschlagen – und stark kurzsichtig. Galilei müsse vor sein Teleskop individuelle Anpassungslinsen anbringen. Er, Galilei, sei wohl besonders scharfsichtig, die anderen älteren Herren aber nicht. Kepler hatte bis dahin die Jupitermonde noch gar nicht sehen können, weil seine Fernrohre nicht leistungsstark genug waren. Aber er glaubte an Galileis Entdeckungen, weil er verstand, wie sie optisch möglich waren, und er verstand sofort, dass neben den zwei Linsen des Fernrohrs eine dritte zum System gehört: die variierende des menschlichen Auges. Galilei hatte seine Fernrohre theorielos, durch Probieren, konstruiert. Er hatte mehr als sechzig Teleskope verfertigt, aber nur mit wenigen alle Beobachtungen wiederholen können. Galilei, der doch in Mechanik und Dynamik die mathematische Naturwissenschaft vorangetrieben hat, setzte in der Astronomie auf den Augenschein – und dies für eine dem Augenschein manifest widersprechende These. Eine andere Szene in Brechts „Leben des Galilei“ spielt im Collegio Romano, der Akademie der Jesuiten in Rom. Geistliche Herren und Gelehrte sinnieren darüber, wie furchtbar es wäre, wenn sich Galileis Fernrohrbeobachtungen bestätigten. Dann tritt Clavius, ein angesehener Mathematiker und Astronom des Collegio, ein und bestätigt zum Entsetzen aller Galileis Beobachtungen.

Die Szene ist frei erfunden. In Wahrheit haben die Jesuiten für Galilei 1611 einen Festakt veranstaltet, seine Entdeckungen gerühmt – und eine Theorie des Fernrohrs vorgetragen. Auf Anfrage des Inquisitors Bellarmin haben sie diesem die Richtigkeit der Beobachtungen bestätigt. Aber warum sind sie dann nicht Kopernikaner geworden? Weil diese Beobachtungen zwar Ptolemäus widerlegten, aber nicht Kopernikus zwingend bewiesen. Jupiter hat Monde und ist ein Planet, die Erde hat einen Mond und ist also auch ein Planet – kann sein, muss aber nicht. Sie gingen deshalb zum System Tycho Brahes über: Die Planeten drehen sich um die Sonne, diese aber um die Erde. Damals konkurrierten nämlich drei Systeme. Einig war man sich darin, dass das ptolemäische das schlechteste sei, weil seine Berechnungen mit den Beobachtungen manifest kollidierten und das damalige Kalenderdebakel nicht lösen konnten.

Galilei hat schließlich selbst bemerkt, dass die Fernrohrbeobachtungen den zwingenden Beweis nicht bringen, und ist auf einen anderen verfallen: Ebbe und Flut. Wenn sich aus der (noch dazu vollkommen regelmäßigen) täglichen und jährlichen Erdbewegung der Rhythmus von Ebbe und Flut ergeben soll, müsste er dem Tagesrhythmus folgen. Das nahm Galilei tatsächlich an und hielt den zwölfstündigen Rhythmus von Venedig für eine lokale Abweichung. Kepler weist ihn darauf hin, dass Ebbe und Flut mit dem Mondlauf zusammenhängen, was das einfache Volk an der Nordseeküste seit undenklichen Zeiten wusste. Galilei entgegnet, er, Kepler, glaube ja noch an fernwirkende Kräfte. Was er hier ablehnt, wird aber später zum Pfeiler der Newton’schen Physik: die Gravitation.

Noch bevor ein zwingender Beweis für die Erdbewegung erbracht wurde, gewann der Kopernikanismus an Zustimmung durch den rechnerischen Erfolg, zuerst durch Keplers Planetengesetze. Er musste dabei auf die alte platonische Forderung verzichten, die Himmelsbewegungen auf vollkommen gleichförmige Kreisbewegungen zurückzuführen. Exakt berechnen lassen sich die Planetenbahnen nur als Ellipsen. Kepler hat Galilei sein Werk zugeschickt, ein Freund weist ihn darauf hin, dass Keplers Ellipsenbahnen die Lösung sein könnten.

Galilei reagiert nicht. Er bleibt beim Prinzip der vollkommenen Kreise. Am astronomischen Rechnen hat er sich nicht beteiligt. Als die Jesuiten gegen Aristoteles nachweisen, dass Kometen stellare und nicht atmosphärische Erscheinungen sind, widerspricht er ihnen, obwohl er das hätte nachmessen können. Sie können ja keine Kreisbahnen haben. Diesmal bestreitet Galilei aufgrund einer Theorie etwas Nachweisbares.

Seit der Antike ist gegen die These von der Erdbewegung (Aristarch) eingewendet worden: Wenn Bewegung wahrgenommen wird, bewegt sich entweder das Objekt oder der Beobachter oder beide. Wenn sich der Beobachter bewegt, muss sich der Anblick ändern, wie Seefahrern geläufig ist. Das ist das Problem der Fixsternparallaxen.

Harald Siebert („Die große kosmologische Kontroverse“, 2006) hat Galileis vergebliche Bemühungen um den Parallaxennachweis eindrücklich beschrieben. Der Nachweis gelang erst 1828 mit Bessels Spiegelteleskop. Vielleicht wäre manches anders gelaufen, wenn Galilei Kepler ebenso ernst genommen hätte wie dieser jenen.