Show notes
Bereits in der Antike war Astrophysik bzw. Astronomie und Musik eng miteinander verbunden und gipfelte in der Idee einer "Sphärenmusik". Warum fasziniert diese Vorstellung viele Menschen bis heute? CreditsAutor dieser Folge: Martin SchrammRegie: Martin TraunerEs sprachen: Thomas Birnstiel, Hemma Michel, Jerzy May, Christoph JablonkaRedaktion: Thomas Morawetz Im Interview:Dr. Markus Nielbock, Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg; Pierre Leich, Wissenschaftshistoriker, NürnbergDiese hörenswerten Folgen von Radiowissen könnten Sie auch interessieren: Giordano Bruno - Nichts unter der Sonne ist neuAm 17. Februar 1600 landet Giordano Bruno auf dem Scheiterhaufen, einer der unbequemsten und zugleich genialsten Denker der Renaissance. Wie konnte es soweit kommen? HIER Wir freuen uns über Feedback und Anregungen zur Sendung per Mail an radiowissen@br.de. Radiowissen finden Sie auch in der ARD Audiothek:ARD Audiothek | RadiowissenJETZT ENTDECKEN Das vollständige Manuskript gibt es HIER. Lesen Sie einen Ausschnitt aus dem Manuskript: SPRECHER Der Blick nach oben - in den klaren Sternenhimmel - seit Jahrtausenden bringt er Menschen zum Grübeln: Majestätisch ziehen die Planeten ihre Bahnen zwischen den funkelnden Sternen. Merkur, Venus, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus - der Nachthimmel wird gleichsam zur „Bühne“ für die ewige Reise der Planeten durchs All. SPRECHERIN Eine „Reise“, die Fragen aufwirft: Folgt sie irgendwelchen Gesetzen? Ist sie Teil einer größeren „kosmischen Ordnung“? Ausdruck einer „universellen Harmonie“? Am Ende einer Harmonie, die man sogar hören kann? SPRECHER Die Vorstellung einer Art „Sphärenmusik“ begeistert Menschen seit Jahrhunderten. SPRECHERIN Andere wiederum halten sie für genauso originell, wie unsinnig. Denn was genau sollte da eigentlich „erklingen“? Eine Art „Sternen-Konzert?“ Eine „Ballade der Planeten“? SPRECHER Und was können Wissenschaftler heute mit dieser Vorstellung noch anfangen? MUSIK (Cosmos) ZITATOR Die Idee - oder: Das Schwingende Universum SPRECHER Die Vorstellung einer „Sphären-" oder „Himmelsharmonie“ taucht bereits in der Antike, in der Gedankenwelt der Pythagoreer auf. Die Grundidee: Die Planeten erzeugen durch ihre streng gleichförmigen Kreisbewegungen Töne - eine Art kosmischer Zusammenklang, eine Harmonie stellt sich ein. SPRECHERIN Eine Harmonie, die auf besonderen Zahlenverhältnissen gründet. Pythagoras macht damals nämlich einen wegweisenden Schritt: Er glaubt, dass man die schon lange vor ihm postulierte „Harmonie des Universums“ auch mathematisch erklären kann. SPRECHER Zufällig entdeckt er, dass die Höhe eines Tons von der Länge der Saite und deren Schwingungen abhängt. Dass sich Intervalle also durch Zahlenverhältnisse darstellen lassen. Durch ganz besondere Zahlenverhältnisse. SPRECHERIN Eindrücklich demonstrieren lässt sich das am sogenannten „Monochord“. Einem Apparat, bei dem eine einzige Saite über einen länglichen Resonanzkasten gespannt ist. SPRECHER Verändert man die Saitenlänge, stellen sich besondere Klänge ein, Klänge die wir als besonders „konsonant“ empfinden: Oktave (SOUND), Quinte (SOUND), Quart (SOUND), Terz (SOUND), Sext (SOUND) usw. SPRECHERIN Und diese besonderen „Zusammenklänge“, entsprechen besonderen „Proportionen“, den Verhältnissen einfacher, ganzer Zahlen: 1:1, 1:2, 2:3, 3:4 usw. SPRECHER Die faszinierende Erkenntnis: Musik folgt offenbar einfachen mathematischen Gesetzen. SPRECHERIN Und diese Vorstellung wird dann schnell auf den ganzen Kosmos bezogen. D.h. auf die damalige Vorstellung einer göttlich geschaffenen Welt, in deren Zentrum die Erde steht. Eine Erde, die von „kristallinen Kugelschalen“ umgeben ist, von kristallinen „Sphären“. - Der Wissenschaftshistoriker Pierre Leich: 01-O-TON Leich Sphären „Ja, man hat in der Antike die Vorstellung gehabt, dass es so eine Art kristalline Sphäre aus einem himmlischen Stoff gibt, die gewissermaßen als Träger der Bewegung der Gestirne fungieren. Denn dass die Gestirne sich zumindest scheinbar um die Erde drehen, das sieht man ja unmittelbar. Und die Vorstellung, dass die Bewegungen in irgendeiner Weise fixiert werden müsste, entspricht auch dem, was wir auf der Erde erwarten würden. Wenn wir eine Uhr bauen oder derartiges. Und die Planeten, die hat man sich dann entweder auf diesen kristallinen Sphären sozusagen draufgepappt irgendwie vorgestellt. oder auch zwischen den Sphären. Beide Varianten sind durchaus immer wieder vorgekommen.“ SPRECHER Kristalline Schalen, auf denen sich Planeten um den Nabel der Welt, die Erde bewegen - eine Vorstellung, die uns heute reichlich seltsam anmutet, die damals aber durchaus plausibel erscheint. Denn irgendetwas musste die Gestirne schließlich auf ihrer Bahn halten, dafür sorgen, dass sie nicht einfach weg drifteten. Dass unsichtbare Gravitationskräfte die Planeten leiten, sollte erst viel später ein gewisser Isaac Newton beschreiben. SPRECHERIN Damals völlig plausibel erschien den Menschen auch die Vorstellung, dass Planeten, bzw. die Sphären, „Töne“ erzeugen. Es entsprach der alltäglichen Beobachtung, dass Dinge, die schwingen, die sich bewegen, eben „klingen“. - Der Astrophysiker Markus Nielbock: 02-O-TON Nielbock Die göttliche Ordnung „Und je nachdem in welchem Abstand von der Erde und welcher Geschwindigkeit von der Erde sich diese Sphäre mit den Planeten und am Schluss dann den Fixsternen bewegt, gibt das unterschiedliche Abfolgen von Tönen, die man mit der Musik identifizieren kann. Das ist im Prinzip der Grundgedanke dieser Sphärenmusik. Man sieht hier sozusagen die Ordnung des Kosmos widergespiegelt in Tönen, in einer Art von Musik. Und der Grundtenor ist ja, das ist die gleiche Ordnung, die gleiche göttliche Ordnung, die alles wirklich bestimmt.“ SPRECHER Musik und Gestirne folgen den gleichen Gesetzen. Die Zahl wird zur „Klammer“, zum „ordnenden Faktor“, der Himmel und Musik verbindet. SPRECHERIN Bereits in der Antike wird diese Idee allerdings auch heftig diskutiert. Vor allem die berechtigte Frage: Wenn der Kosmos tatsächlich schwingt und tönt - warum hört man dann nichts davon auf der Erde? SPRECHER Die „Sphären-Harmoniker“ überboten sich durch alle möglichen Erklärungen: Von „Naja, wenn etwas ununterbrochen erklingt, dann nimmt man es eben irgendwann nicht mehr wahr, es wird zu einer Art Hintergrundrauschen“ - bis hin zur steilen These, dass eben nur Auserwählte wie Pythagoras selbst die Himmelsharmonie tatsächlich „hören“ könnten. SPRECHERIN Doch kritische Denker wie Aristoteles überzeugte das nicht. Er meldet Zweifel an, Zweifel an einer Sphärenharmonie, die man tatsächlich „hören“ könnte – und spart nicht mit Polemik: ZITATOR 1 Aristoteles – (Vom Himmel) „Die Behauptung es entstünde bei der Bewegung der Gestirne eine Musik, in dem die Töne zusammenstimmten, ist zwar fein und originell, aber keineswegs wahr….((Nicht nur ist es unsinnig, dass wir nichts hören, sondern auch, dass wir abgesehen von dieser Sinneswahrnehmung nichts merken sollten…)) es ist vielmehr wahrscheinlich, dass wir nichts hören, und die Körper keine gewaltsame Einwirkung erleiden, weil kein Ton vorhanden ist!“ SPRECHER Natürlich sind wir heute schlauer: In den Weiten des Weltalls ist es tatsächlich gespenstisch still. Es fehlt schlicht und einfach ein Medium wie beispielsweise Luft, das Schallwellen transportieren könnte. SPRECHERIN Stattdessen ist dort draußen vor allem eines: nichts. Ein nahezu perfektes Vakuum. Selbst wenn im All also etwas schwingt, explodiert oder kollidiert - wir können es nicht hören. SPRECHER Und vielleicht ist das auch ganz gut so. - Pierre Leich: 03-O-TON Leich Sonne “Im Falle der Sonne, denke ich, dürfen wir alle auch ganz froh sein, dass dem so ist. Denn wenn man sich vorstellen würde zwischen der Sonne und uns wäre ein Medium, was den Schall überträgt, dann wäre es ja hier auf der Erde so unglaublich laut, dass wir überhaupt nichts mehr hören könnten. ((Also hätte sich dann mit Sicherheit weder Gehör, noch Stimme entwickeln können. Also wir können sogar froh sein, dass uns da keine Geräusche erreichen.)) Aber es schwingt ja auch immer der Gedanke mit, dass es gar nicht um Geräusche im engeren Sinn geht, sondern tatsächlich nur um mathematische Proportionen.“ SPRECHER Ein genialer Mathematiker - zugleich einer der profiliertesten theoretischen Astronomen um 1600, sollte die Tradition dieser pythagoreischen Harmonievorstellungen wieder aufgreifen: Johannes Kepler. ((SPRECHERIN Dieser scharfsinnige Denker ist davon überzeugt, dass sich der uralte Glaube an ein musikalisch schwingendes Universum durchaus wissenschaftlich untermauern lässt - und zwar mit den physikalischen Gesetzen des 17. Jahrhunderts.)) MUSIK (Cosmos) ZITATOR Weltharmonik - oder: Die Vermessung des Himmels SPRECHER Von der Erde aus betrachtet, malen manche Planeten seltsame Linien an den Himmel, wundersame Schleifen. Vor allem der Mars scheint nicht ganz zu wissen, was er will, irrt gleichsam umher: kehrt plötzlich seine Richtung um, usw. SPRECHERIN Passt das zum „rationalen Plan“ eines Schöpfers? Lässt Gott die Planeten tatsächlich wie „verirrte Reisende“ am Himmel wandern? Das konnte nicht sein. SPRECHER Folgte man Kopernikus - und geht davon aus: nicht die Erde ist der Mittelpunkt des Kosmos, sondern die Sonne, um die die Planeten kreisen -, dann entwirren sich die Schleifen plötzlich. Plötzlich ergeben sie Sinn. SPRECHERIN Johannes Kepler prüft Kopernikus Theorie mithilfe komplizierter mathematischer Berechnungen - und anhand der besten Beobachtungsdaten, die es damals gibt: den Daten, die der dänische Astronom Tycho Brahe gesammelt hatte. SPRECHER Und doch ist es ein jahrelanger Kampf, bis Kepler sich endlich dazu durchringt, ein revolutionäres Ergebnis anzuerkennen: Die Planeten bewegen sich nicht in perfekten Kreisen, sondern in Ellipsen. Und zwar nicht um die Erde, sondern um die Sonne! SPRECHERIN Kepler muss also ausgerechnet jenen vollkommenen Kreis opfern, der für Astronomen bis dahin als „Garant für Perfektion“ galt. - Markus Nielbock: 04-O-TON Nielbock Traditionsbruch „Das war ja auch ein Teil dieser Vorstellung, dass das alles eine göttliche Ordnung hat. Und was ist göttlicher, was ist perfekter als ein perfekter Kreis? Und Kepler hat dann später gesehen: ja geht nicht mit dem Kreis, das ist völlig unmöglich, als er dann die Marsbahn sich angeguckt hat, machen wir doch eine Ellipse draus. Und das war dann schon ein ziemlich klarer Bruch zu einer Jahrtausend langen Tradition, was die Astronomie wirklich machte.“ SPRECHERIN Kepler korrigiert aber nicht nur die Vorstellung perfekter Kreisbahnen, er verabschiedet auch die Vorstellung, dass sich Planten völlig gleichförmig bewegen. Er stellt fest: Die Geschwindigkeit schwankt, die Planeten laufen in Sonnennähe schneller als in Sonnenferne. SPRECHER Den eigentlichen Volltreffer landet Kepler allerdings mit seinem sogenannten „dritten Gesetz“. Er entdeckt, dass es einen festen Zusammenhang gibt, zwischen den Abständen der Planeten zur Sonne und ihren Umlaufzeiten - also: Wie weit ein Planet von der Sonne entfernt ist, und wie schnell er sich dabei bewegt - das ist kein Zufall. Dahinter verbirgt sich eine nachprüfbare Gesetzmäßigkeit, ein Naturgesetz, eine Konstante, die man berechnen kann. SPRECHERIN Den Weg hin zu dieser Einsicht schildert Kepler im 5. Buch seiner „Weltharmonik“: ZITATOR 1 Kepler Weltharmonik „Am 8. März des Jahres 1618 ist diese Proportion in meinem Kopf aufgetaucht. Bei der Berechnung hatte ich aber zunächst keine glückliche Hand: Ich verwarf sie als falsch. Doch dann, am 15. Mai kam sie wieder - und triumphierte in einem neuen Anlauf über die Finsternis meines Geistes. Wobei sich zwischen meiner siebzehnjährigen Arbeit an den Tychonischen Beobachtungen und meiner gegenwärtigen Überlegung eine derart treffliche Übereinstimmung einstellte, dass ich zuerst glaubte, ich hätte geträumt - und das Gesuchte in den Beweisunterlagen vorausgesetzt.“ SPRECHER Doch Kepler hatte nicht geträumt. Er hat eine mathematisch nachprüfbare Gesetzmäßigkeit entdeckt. Die Formel lautet vereinfacht gesagt: „Die Quadrate der Umlaufzeiten zweier Planeten verhalten sich zueinander wie die dritten Potenzen der Bahnradien.“ SPRECHERIN Klingt kompliziert. Doch die entscheidende Botschaft ist letztlich: Alle Planeten folgen einem gemeinsamen Gesetz. Folgen einer klassischen Proportion, wie sie auch jedem antiken Mathematiker gefallen hätte. SPRECHER Das Gesetz gilt allerdings nur, wenn man davon ausgeht, dass sich die Planeten um die Sonne, nicht um die Erde drehen. - Pierre Leich: 05-O-TON Leich „Und insoweit hat Kepler mit dem dritten Keplerschen Gesetz nicht nur dieses Prinzip der Harmonie in den Bewegungen der Planeten des Sonnensystems wiederentdeckt, sondern er hat uns auch das für seine Zeit mit Abstand beste Argument für den Heliozentrismus überhaupt geliefert.“ SPRECHERIN Und: Auf Hunderten von Seiten versucht Kepler schließlich auch detailreich ganz konkrete harmonische Verhältnisse zwischen den einzelnen Planeten nachzuweisen. Dass die Abstände und Geschwindigkeiten der Planeten dabei variieren, erweist sich aus Keplers Sicht nun sogar als weiser göttlicher Plan. Wenn die Abstände variieren, bedeutet das nämlich: Es gibt nicht den einen ewig gleichen Ton – es entstehen vielmehr unterschiedliche Töne - und damit Intervalle, also „Zusammenklänge“. SPRECHER Konkret: Kepler berechnet ein Verhältnis – und zwar das der Geschwindigkeit in Sonnennähe und der Geschwindigkeit in Sonnenferne, für jeden einzelnen Planeten. Dieses Verhältnis ist nichts anderes ein Intervall, das er so jedem der damals bekannten sechs Planeten jeweils zu ordnen kann: SPRECHER/SPRECHERIN (im Wechsel): Erde: 27:28 / Mars: 5:6 / Saturn: 9:10 / Jupiter: ebenfalls 9:10 / Venus: 80:81 / Merkur: 3:4 SPRECHERIN Diese Intervalle der einzelnen Planeten setzt er wiederum miteinander in Beziehung, berechnet wie die einzelnen Planeten zueinanderstehen – und entdeckt dort Tonintervalle, ganzzahlige Verhältnisse, beispielsweise: SPRECHER/SPRECHERIN (im Wechsel): Saturn - Jupiter: 1:3 / Jupiter - Saturn: 2:1 / Erde - Mars: 3:2 / Erde – Venus: 3:5 usw. SPRECHER Kepler ordnet einzelnen Planeten sogar bestimmte Tonleiterleitern zu. Doch wer jetzt fragt: „Kann man das bitte mal hören, dieses <Konzert der Sterne>?“ - der wird enttäuscht: Zu „hören“, bzw. akustisch zu messen auf der Erde, gibt es da auch aus Keplers Sicht eigentlich nichts. SPRECHERIN Keplers Projekt „Harmonie der Welt“ verfolgt ein viel größeres Ziel: Getragen von einer tiefen religiösen Überzeugung will er eine Art göttlichen „Weltplan“ aufdecken: verborgene Harmonien und Proportionen, die alles durchdringen. Sprich: Kepler glaubt, dass die Welt auch im kleinsten Schneekristall eine Ordnung widerspiegelt. SPRECHER Diese Ordnung im Großen und Kleinen zu entdecken, ist seine Mission. Er versucht also gleichsam Gottes Gedanken „nachzudenken“, seinen mathematischen Plan zu ergründen, wie er selbst schreibt: ZITATOR 1 Kepler (Weltharmonie) „Ich fühle mich von einer unaussprechlichen Verzückung ergriffen ob des göttlichen Schauspiels der himmlischen Harmonie. Denn wir sehen hier, wie Gott gleich einem menschlichen Baumeister, der Ordnung und Regel gemäß, an die Grundlegung der Welt herangetreten ist.“ MUSIK (Cosmos) ZITATOR Das Konzert der Sterne - oder: Alles Zufall? SPRECHERIN Was konnten spätere Astronomen nun mit der Idee einer „Sphärenmusik“ - eines harmonisch „schwingenden Universums“, ja einer „Harmonie der Welten“ anfangen? Konnten sie an diese Vorstellung irgendwie anknüpfen? SPRECHER Man nehme: die Zahlenfolge 0, 3, 6, 12, 24, 48, 96 usw., also eine Reihe in der nach der Zahl drei jede Zahl das Doppelte der vorangegangenen ist. Dann addiere man zu jeder Zahl eine 4. SPRECHERIN Voilà, und schon kann man die Entfernungen aller bekannten Planeten von der Sonne bestimmen. SPRECHER Die Idee: die Abstände der Planeten von der Sonne lassen sich mit einer einfachen mathematischen Formel näherungsweise allein aus der Nummer ihrer Reihenfolge herleiten. SPRECHERIN…
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