Alle Bilder: Volker Witt, wenn nicht anders angegeben. Ge s chi ch te Auf den Spuren Ole Rømers in Kopenhagen VON volker witt Als Professor der Astronomie und Direktor der Kopenhagener Univer­ sitätssternwarte entwickelte Ole Rømer vor 300 Jahren zahlreiche Neuerungen für die astronomische Beobachtungstechnik und weg­ weisende Instrumente. Ein astronomischer Spaziergang durch die dänische Hauptstadt und ihre Umgebung lässt die Erinnerung an den bedeutenden Astronomen wach werden. O le Rømer wurde im Jahre 1644 in Århus geboren und kam als Student nach Kopenhagen, wo er bei seinem späteren Schwiegervater Erasmus Bartholin (1625 – 1698) Mathematik und Astronomie studierte. Der französische Astronom Jean Picard (1620 – 1682) hatte im Jahre 1671 die Insel Hven im Öresund (heute Ven) besucht, um die geographische Länge von Tycho Brahes Sternwarte Uraniborg zu ermitteln. Dabei unterstützte ihn der junge Rømer (siehe auch SuW 4/2007, S. 79). Picard war von den Fähigkeiten und dem wissenschaftlichem Eifer Rømers angetan und ermunterte ihn daher bei seiner Rückkehr nach Kopenhagen, ihm nach Paris zu folgen. Lehrjahre in Paris In Paris konnte Rømer mit den berühmtesten Gelehrten seiner Zeit wie Giovanni Domenico Cassini (1625 – 1712), Christiaan Huygens (1629 – 1695), Gottfried Wilhelm Leibniz (1646 – 1712) und Isaac Newton (1643 – 1727) wissenschaftlichen Kontakt pflegen. Zudem wurde er in die Académie des Sciences, die Akademie der Wissenschaften, als Mitglied eingeführt. Schon bald entwickelte Rømer als erstes seiner vielfältigen astronomischen Messwerkzeuge ein Okularmikrometer, das in der Pariser Sternwarte Verwendung fand. In den Jahren in der französischen Hauptstadt stellte Rømer bereits seinen Erfindungsreichtum unter Beweis. Er konstruierte nicht nur Hilfsinstrumente für die astronomische Beobachtung, sondern 88 Sterne und Weltraum November 2007 auch ein Planetarium zur Darstellung der Planetenbahnen sowie ein »Eklipsarium«, mit dem sich das Entstehen von Mondund Sonnenfinsternissen demonstrieren ließ. Darüber hinaus befasste er sich für den Hof des »Sonnenkönigs« Ludwig XIV. mit verschiedenen technischen Anlagen wie Springbrunnen und Feuerwerk. Als Beobachter zeigte er sein Geschick durch die sehr sorgfältige und genaue Untersuchung der Verfinsterungen der Jupitermonde. Durch den Vergleich der vorausberechneten Verfinsterungen des Jupitermonds Io mit den Zeitpunkten, zu denen der Mond tatsächlich verschwand, bewies Rømer in den Jahren 1675/76 die Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit und konnte ihren Wert grob berechnen. Das aber missfiel seinem Chef Giovanni Domenico Cassini, der an eine unendlich große Lichtgeschwindigkeit glaubte. Rundetårn – der Runde Turm Im Jahre 1681 kehrte Rømer nach Kopenhagen zurück und wurde vom dänischen König zum »Königlichen Mathematiker« und später zum Direktor der Sternwarte auf dem Runden Turm ernannt. Der Runde Turm wurde auf Betreiben von Christen Sørensen Longomontanus (1562 – 1647) – eines Schülers von Tycho Brahe – unter der Regentschaft des Dänenkönigs Christian IV. errichtet und ist eine der ältesten noch bestehenden Sternwarten Europas (Abb. 2). Das im Jahre 1642 fertiggestellte, auf Dänisch »Rundetårn« genannte Observatorium ist Bestandteil eines größeren Ge- bäudekomplexes. Dieser umfasste auch die 1656 eingeweihte Trinitatiskirche und die Universitätsbibliothek, die bis 1861 in dem großen Saal über den Gewölben der Trinitatiskirche untergebracht war. Die besondere Eigenart des Runden Turms und eine wohl einmalige Kon­ struktion ist der mehr als 200 Meter lange »Schneckengang« (Abb. 3). Dieser windet sich im Innern des Turms siebeneinhalbmal um einen hohlen Kern bis zu den obersten Etagen des Bauwerks. Der stufenlose Schneckengang erwies sich als sehr praktisch für den Transport der schweren Bücher für die Bibliothek und der großen Instrumente für die neue Sternwarte. Longomontanus orientierte sich bei der Ausführung des Runden Turms an dem Konzept der Sternwarte »Stjärneborg« von Tycho Brahe auf der Insel Hven. Auf der oberen Plattform des Turms waren fünf kleine Beobachtungshütten geplant, die Instrumente sollten denjenigen von Tycho gleichen. Longomontanus aber starb jedoch noch vor Vollendung seines Werks, und es ist keineswegs sicher, ob seine Pläne jemals zur Ausführung kamen. Als Rømer die Leitung der Sternwarte auf dem Runden Turm übernahm, befand sich diese in einem kläglichen Zustand. Er ersetzte die bisher auf der Sternwarte vorhandenen Instrumente wie Quadrant und Sextant durch Instrumente eigener Konstruktion, die vor allem für eine genaue Messung von Sternkoordinaten ausgelegt waren. Abb. 1: Über die Stelle, wo einst das Observatorium Tusculanum stand, wacht der versonnen zum Himmel blickende Ole Rømer. Die Statue befand sich früher vor der Polytechnischen Lehranstalt in Kopenhagen. Abb. 2: Der Runde Turm (dänisch Rundetårn) wurde zwischen 1637 und 1642 erbaut und ist eine der ältesten Sternwarten Europas. Hier wirkte Ole Rømer ab 1685 als Direktor des Observatoriums. Besondere Erwähnung verdienen zwei Bauformen von Instrumenten, die der Assistent von Rømer, Peder Horrebow (1679 – 1764), genau beschrieb. Der verheerende Stadtbrand im Jahre 1728 verwüstete große Teile Kopenhagens und vernichtete die von Rømer gebauten Instrumente und den größten Teil seiner schriftlichen Aufzeichnungen. Durch Horrebows Werk »Basis Astronomiae« kennen wir aber Rømers beispielhafte Fernrohrkonstruktionen wie auch seine Beobachtungsmethoden. Die 1690 fertiggestellte »Machina aequatorea« war im Prinzip ein parallaktisch aufgestelltes Fernrohr mit Polachse und großem Stundenkreis. Geradezu modern mutet die Verwendung einer Gabelmontierung an. Im selben Jahr installierte Rømer auf dem Runden Turm seine »Machina azimuthalis«, ein azimutal montiertes Fernrohr, wo die Achse für die Azimutbewegung durch ein als Lot wirkendes Gewicht in der Senkrechten ausgerichtet wurde. Das Museum in Kroppedal Eine epochale Erfindung war Rømers Durchgangsinstrument aus dem Jahre 1689 – das erste in der langen Geschichte der astronomischen Beobachtungstechnik. Rømer stellte es in seinem Haus in der Store Kannikestræde 16 in Kopenhagen auf und nannte es »Machina domes­ tica«, lateinisch für Hausinstrument. Er wollte damit Sternparallaxen messen und so dem Kopernikanischen System zum endgültigen Durchbruch verhelfen. Abb. 3: Der Schneckengang win­ det sich mit einer Länge von 209 Metern mehrfach um den Kern des Runden Turms und führt stu­ fenlos hinauf zur Aussichtsplatt­ form, die heute eine Volksstern­ warte trägt. Früher befanden sich dort die Beobachtungsins­ trumente von Ole Rømer. Sterne und Weltraum November 2007 89 Abb. 5: Das Museum in Kroppe­ dal liegt etwa zwanzig Kilometer westlich von Kopenhagen und vermittelt einen vorzüglichen Einblick in Rømers Leben und Wirken. 90 Sterne und Weltraum November 2007 Abb. 4: Eine Gedenktafel in der Store Kannikestræde 16 erin­ nert an Rømers Wohnhaus und an den Aufstellungsort der »Ma­ china domestica«, des ersten Durchgangsinstruments in der Geschichte der Astronomie. Die Übersetzung des Textes lautet: »Hier stand bis 1728 das Profes­ sorenhaus, wo Ole Rømer, Profes­ sor der Astronomie, Polizeipräsi­ dent von Kopenhagen, bis zu seinem Tode am 19. September 1710 lebte.« Abb. 6: Ein maßstäblicher Nach­ bau der Machina domestica (la­ teinisch: Hausinstrument) lässt die Funktionsweise des histo­ risch ersten Durchgangsinstru­ ments erkennen. Der Ort des damaligen Professorenhauses, das ebenfalls beim großen Brand von 1728 zerstört wurde, ist heute durch eine Gedenktafel an dem modernen Gebäude gekennzeichnet (Abb. 4). Um uns mit der Funktionsweise dieses historisch bedeutenden Instruments vertraut zu machen, besuchen wir das Museum für Astronomie, das in Kroppedal – nur zwanzig Kilometer westlich des Zentrums von Kopenhagen – in ländlicher Umgebung beheimatet ist (Abb. 5). Bis zum Jahr 2002 lautete die Bezeichnung »Ole Rømer Museum«. Nach einer Erweiterung heißt die besuchenswerte Einrichtung nun »Mu­ seum für Astronomie · Neue Geschichte · Archäologie« (Museum for Astronomi · Nyere tid · Arkæologi). Der astronomisch interessierte Besucher wird hier von der Vielzahl an Exponaten begeistert sein. Vor allem aber findet das wissenschaftliche Werk Rømers in dem Museum eine eingehende Würdigung. Ein naturgetreuer und maßstäblicher Nachbau der Machina domestica, wie sie uns durch Horrebows Buch »Basis Astronomiae« überliefert ist, lässt den Betrachter die Beobachtungssituation in Rømers Wohnhaus nachempfinden (Abb. 6). Das Instrument mit einer Brennweite von 1.5 Metern ließ sich um eine starre, besonderen Schwerpunkt des Museums, wie ja auch die ursprüngliche Namensgebung verrät. Neben verschiedenen Bildnissen des Gelehrten (Abb. 8) vermitteln uns vor allem die Schriften Horrebows ein Bild von Rømers Persönlichkeit. Beinahe alle seine Aufzeichnungen wurden durch das in Ost-West-Richtung verlaufende Achse nur längs des Meridians bewegen und ragte dabei fast zur Hälfte in einen senkrechten Fensterspalt. Die Zeit des Meri­ diandurchgangs eines Sterns ermittelte der Beobachter akustisch nach dem Ticken einer Pendeluhr. Auf der kreisförmig geschwungenen Skala (am unteren Bildrand) ließ sich durch ein Mikroskop, das an dem langen Hebel der Drehung des Instruments folgte, die Kulminationshöhe des Objekts ablesen. Bemerkenswert ist auch die von Rømer durch einen Seilzug realisierte Gewichtsentlastung der langen Achse, die ihre unkontrollierte Durchbiegung verhindern sollte. Einen reizvollen Kontrast zur Machina domestica bildet das im Jahre 1872 fertiggestellte Passageinstrument (Abb. 6), das vormals an der Kopenhagener Universitätssternwarte auf dem Østervold im Einsatz war. Es zeigt eindrucksvoll, wie weit sich die Instrumententechnik in den beinahe 200 Jahren seit Rømers ursprünglichem Entwurf entwickelte. Leider sind wegen des Stadtbrands von 1728 nur wenige originale Erinnerungsstücke aus der Zeit Rømers erhalten geblieben, wie beispielsweise seine berühmte Pendeluhr. Dennoch bildet das wissenschaftliche Werk Rømers einen Abb. 7: Das Passageinstrument von 1872 zeigt den technischen Fortschritt seit dem ersten Ent­ wurf von Ole Rømer. Abb. 8: Dieses Porträt von Ole Rømer wurde nach einem Kup­ ferstich von Johann Georg Wolff­ gang (1664 – 1744) angefertigt. Es befindet sich im Museum Kroppedal. Feuer zerstört, nur die Beobachtungen dreier Tage – bekannt unter der Bezeichnung »Triduum« – sind überliefert. Eine Dokumentation über die Ausgrabung in Pilenborg zeigt dem Museumsbesucher auch, wie man auf die Überrreste von Rømers »Observatorium Tusculanum« stieß. Sterne und Weltraum November 2007 91 92 Sterne und Weltraum November 2007 Graphik: Laur Thom Skive, entnommen aus Elis Strömgren/Ole Rømer Abb. 9: Rømers »Rota meridiana« (links im Bild) aus dem Jahre 1704 war Vorbild für einen neuen Instrumententyp, den Meridian­ kreis. Das »Instrumentum aequi­ noctiorum« (rechts) ermöglichte Beobachtungen in genauer Ost­ west-Richtung, dem so genann­ ten Ersten Vertikal. Abb. 10: Die drei Instrumenten­ pfosten des Observatorium Tus­ culanum waren in ihren unters­ ten Teilen noch erhalten. Sie wurden nach der Ausgrabung re­ konstruiert. Das »Observatorium Tusculanum« in Pilenborg Im Jahre 1704 hatte sich Rømer in Pilenborg ein kleines privates Observatorium gebaut, das er in Anlehnung an Ciceros Wortschöpfung »Observatorium Tusculanum« nannte. Dass die für das Observatorium bestimmte Stelle in genau westlicher Richtung vom Runden Turm gewählt wurde, sollte den Vergleich der an beiden Sternwarten gewonnenen Beobachtungen erleichtern. Für lange Zeit war der Ort der Sternwarte in Vergessenheit geraten, bis sich durch Luftaufnahmen Hinweise auf ihre Lage ergaben. Ausgrabungen förderten oberflächlich zuerst Reste von Dachziegeln zu Tage, und als bedeutsamen Fund mit Bezug zur Sternwarte grub man einen Linsenrohling aus. Der Astronom wollte in dieser ländlichen Umgebung mit seinem neuen Meridiankreis Fixsternparallaxen messen. Über die Konstruktion dieses Instruments, der sogenannten »Rota meridiana«, informiert die Beschreibung in Horrebows »Basis Astronomiae« genau (Abb. 9). Auch damit setzte Rømer wieder Maßstäbe für einen neuen Instrumententyp, aus dem sich im Prinzip alle später gebauten Meridiankreise ableiten. Die Rota meridiana besaß einen Teilkreis von 1.7 Metern Durchmesser und war zusammen mit einem zweiten Beobachtungsinstrument, dem »Instrumentum aequinoctiorum« auf drei Holzpfosten montiert. Diese bildeten miteinander einen rechten Winkel. Die Instrumentenpfosten waren bei der Ausgrabung in ihren untersten Teilen noch gut erhal- ten und ließen sich an Ort und Stelle rekonstruieren (Abb. 10). Nach dem Tode Rømers im Jahre 1710 verfiel das Observatorium ziemlich rasch. In den Jahren 1716/17 brachte man die Instrumente in den Runden Turm, wo sie dann beim Stadtbrand auch zerstört wurden. Die unscheinbare Anlage am Rand des kleinen Wäldchens ist nicht zu übersehen, denn sie wird durch das markante, lebensgroße Standbild Rømers bewacht, der versonnen zum Himmel blickt (Abb. 1). Natürlich ist es kein Zufall, dass das im Jahre 1979 eröffnete Kroppedal-Museum nur etwa 500 Meter von Pilenborg ent- fernt liegt. Und der mit dem öffentlichen Bus anreisende Besucher findet den Astronomen durch eine nach ihm benannte Bushaltestelle verewigt. Schloss Rosenborg Zurück in der Hauptstadt Kopenhagen, statten wir noch dem Museum im Schloss Rosenborg einen Besuch ab. Seine einzigartige Sammlung lässt die Geschichte der dänischen Könige vom 16. bis zum 19. Jahrhundert lebendig werden. Ein kleiner Raum – nicht weit entfernt von der verschwenderischen Pracht der Kronjuwelen – ist Ole Rømer gewidmet. Einstein endlich verstehen! � klarer Text � exakte Abbildungen � hürdenfreie Rechenschritte Gottfried Beyvers Elvira Krusch Kleines 1 � 1 der Relativitätstheorie Einsteins Physik mit Mathematik der Mittelstufe 400 Seiten, gebunden, € 33,80 ISBN 978-3-8334-6291-7 w w w. 1 x 1 r e l a t i v i t a e t . d e Sterne und Weltraum November 2007 93 Schloss Rosenborg, Kopenhagen Hier werden das schon eingangs erwähnte Planetarium und das Eklipsa­rium ausgestellt (Abb. 11). Die Instrumente fertigte nach Rømers Entwurf der Pariser Uhrmacher Isaac Thuret an. Sie sind heute in Paris in der Bibliothèque Nationale als Originale noch vorhanden. Die hier gezeigten Kopien erwarb im Jahre 1682 der dänische König Christian V. (1646 – 1699). Die im Hintergrund der Abbildung 11 sichtbaren Gewichte sind als Hinweis darauf zu verstehen, dass Rømer als Bürgermeister von Kopenhagen ein allgemein gültiges System von Maßen und Gewichten einführte. Zu seinen Leistungen zählen auch die Entwicklung eines Thermometers mit zwei Temperaturfixpunkten und die Durchsetzung des Gregorianischen Kalenders in Dänemark im Jahre 1700. Da­ r­­über hinaus bekleidete der vielbeschäftigte Astronom noch eine Reihe weiterer öffentlicher Ämter: Er war Hafensachverständiger, Ballistikexperte, Chef der Feuerwehr, der Polizei und des Münzwesens sowie Oberster Richter. Weitere Informationen Literaturhinweise: Johann A. Repsold: Zur Geschichte der astronomischen Messwerkzeuge, Bd. 1, 1450 bis 1830, Leipzig, 1908, S. 46 ff. (Nachdruck 2004 PNO – Gerhard Sauer, Köln) Elis Strömgren: Ole Rømer. Kopenha­ gen, 1944 (in Dänisch) G. W. E. Beekman: In den Fußstapfen Ole Rømers, SuW 2/1984, S. 68 Besichtigungsmöglichkeiten: Runder Turm: Købmagergade 52A, DK-1150 Kopenhagen, Tel.: 00 4533-73 03 73, Fax: 00 45-33-73 03 77, E-Mail: [email protected], Web: www.rundetaarn.dk 94 Sterne und Weltraum November 2007 Abb. 11: Im Schloss Rosenborg ist dem Andenken Ole Rømers ein kleiner Raum des Museums ge­ widmet. Das Planetarium (rechts im Bild) dient der Darstellung der Planetenbahnen, während das Eklipsarium (links) die Ent­ stehung von Mond- und Sonnen­ finsternissen demonstriert. Beide Exponate gehören zur »Chronolo­ gischen Sammlung der Dänischen Könige in Schloss Rosenborg«. Nach dem Besuch von Schloss Rosenborg sollte man noch einen Abstecher auf die andere Straßenseite einplanen und die ehemalige Kopenhagener Universitätssternwarte von außen besichtigen (Øster Voldgade 3). Hier wirkten so bekannte Astronomen wie Heinrich Louis d’Arrest (1822 – 1875) und Elis Strömgren (1870 – 1947) sowie dessen Sohn Bengt Strömgren (1908 – 1987). Außerdem war von 1922 bis 1964 das »Zentrale Büro für astronomische Telegramme« der Internationalen Astronomischen Union (IAU) an diesem Observatorium beheimatet. Heute befindet sich die Einrichtung am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massa­chusetts. Ein paar Schritte weiter nördlich (Øster Voldgade 5 – 7) befindet sich das Geo­logische Museum mit einer sehenswerten Meteoritensammlung, darunter im Freigelände der aus Grönland stammende Meteorit Agpalilik mit einer ursprünglichen Masse von rund zwanzig Tonnen. Wir beenden unsere astronomische Spurensuche in der dänischen Hauptstadt an der Vor Frue Kirke (Liebfrauenkirche) und verweilen vor dem Gedenkstein, der an den großen Astronomen Rømer erinnert. Ole Rømer starb am 19. September 1710 und wurde in dieser Kirche beigesetzt. Eine schlichte Inschrift besagt: »Er maß die Geschwindigkeit des Lichts«. M Interessante Weblinks zum Thema finden Sie unter www.suw-online.de/artikel/906439 Kroppedal-Museum: Museum for As­ tronomi · Nyere tid · Arkæologi, Kroppedals Allé 3, DK-2630 Taastrup, Tel.: 00 45-43-30 30 00, Fax: 00 4543-30 30 03, E-Mail: kontakt@krop pedal.dk, Web: www.kroppedal.dk Schloss Rosenborg: Øster Voldga­ de 4A, DK-1350 Kopenhagen, Tel.: 00 45-33-15 32 86, Fax: 00 45-3315 20 46, E-Mail: [email protected], Web: www.rosenborgslot.dk Volker Witt promo­ vierte nach dem Studi­ um der Physik auf dem Gebiet der Elektronen­ mikroskopie. Beruflich widmete er sich der Ausbildung angehender Augenoptiker an der Münchner Fachakademie für Augenoptik. Seit etwa 20 Jahren ist er in der Amateurastronomie aktiv. Wissen kompakt << Spezial »Raumschiff Erde« Vor etwa 14 Milliarden Jahren entstand unser Kosmos im Urknall, vor zirka 4,6 Milliarden Jahren unser Sonnensystem mit dem Planeten Erde und vor rund 3,8 Milliarden Jahren wohl erstes irdisches Leben. Erst vor 200 000 Jahren betrat der »moderne« Mensch die Bühne. Ein intelligentes Wesen, das zu ergründen vermag, wie alles begann, wie alles wurde und wie alles enden wird – und sich fragt, ob es allein im Weltall ist. 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