Moderne Forschung im Zeitalter von Gänsefeder und Kerzenlicht

Der Astronom Johannes Kepler – noch ganz analog

 

Titelbild: So oder ähnlich könnte Johannes Keplers Arbeitsplatz ausgesehen haben (generated by Stable Diffusion, created by Kerstin Beckert).

Über Johannes Kepler gibt es unzählige Texte, etwa über seine drei astronomischen Gesetze, ohne die Weltraumforschung heute nicht möglich wäre. Oder über den Hexenprozess seiner Mutter, die diesen gottfroh überlebte. Es gibt aber noch eine andere Seite des Sternenforschers, die kaum beleuchtet wird.

Kepler lebte in einer Epoche, die mit der unseren nicht einmal ansatzweise zu vergleichen war. In der es weder Strom, noch das Internet gab. Wie schaffte es der Astronom (und mit ihm viele seiner Zeitgenossen) trotz dieser Bedingungen, Entdeckungen zu machen, von denen wir selbst heute, im digitalen Zeitalter, noch profitieren?

Wie lebte er, und wie war sein Arbeitsalltag? Reisen wir zurück in eine Zeit vor rund 450 Jahren.

Zurück in die Geschichte

Johannes Kepler war ein Dezember-Kind, wurde am 27.12.1571 im schwäbischen Weil der Stadt geboren (also im Ländle). Mit fast sechs Jahren begann seine Grundschul-Laufbahn. Das war damals kaum anders, als heute. Der Besuch einer höheren Schule hingegen kostete Geld, war eigentlich nur privilegierten Kindern vorbehalten. Johannes´ Eltern waren jedoch arm. Und so brauchte (und erhielt) der clevere Junge ein Stipendium des Staates, um auf die Lateinschule zu gehen. Und die trug ihren Namen wahrlich zurecht.

Der Unterricht an solchen Schulen war in lateinischer Sprache, die Schulbücher ebenfalls. Ein Grund, warum sich Schüler damals „schriftlich fast flüssiger in Latein ausdrücken konnten, als auf Deutsch“, sagt Matthias Freitag, Historiker, Mitarbeiter der Museen der Stadt Regensburg und langjähriger Kurator des dortigen Kepler-Museums.

So anspruchsvoll die Unterrichtssprache, so einfach war das Schreibmaterial. Computer existierten noch nicht (die kamen erst rund 370 Jahre später), auch keine Kulis oder Füller. Schüler nutzten stattdessen eher Schiefertafeln mit Griffel.

Bild: Die Schiefertafel war quasi ein wiederbeschreibbares Schulheft mit nur einer Seite.

Allen Schwierigkeiten zum Trotz begann Kepler im Jahr 1589 ein Theologie-Studium, zeigte sich als kluger Kopf und innovativer Denker. Dabei ging er den Dingen laut Matthias Freitag „gerne auf den Grund. Hörensagen oder Behauptungen alleine reichten ihm nicht“. Fact Checking war also schon im 16. Jahrhundert wichtig, bisweilen auch waghalsig. Denn Engstirnigkeit und Vorurteile finden sich nicht nur in der heutigen Zeit.

Epoche im Umbruch

Johannes Kepler lebte im so genannten Heiligen Römischen Reich – einer monarchischen Regierungsform, die mancher Schüler vielleicht unbewusst in die Zeit des Urknalls verorten mag. Doch für den Sternenforscher war sie sehr real. Im Laufe seines Lebens wurde er immer wieder mit Bauernaufständen, Feuersbrünsten, Seuchen und Krankheiten, Hungersnöten, Glaubens-Kriegen (wie dem Dreißigjährigen Krieg, 1618 bis 1648) und Hexenverfolgung konfrontiert. So manche/r landete aus nichtigen Gründen oder wegen abweichender Ansichten auf dem Scheiterhaufen (ein Schelm, wer dabei an Social-Media-Trolle denkt).

All das habe einen „massiven Einfluss auf den Alltag der Menschen gehabt“, erklärt Historiker Freitag. Hinzu kamen weltpolitische Einflüsse. Die schottische Königin Maria Stuart etwa verlor am 8. Februar 1587 auf dem Schafott ihren Kopf. Kepler war damals gerade 15 Jahre alt.

Wie heutzutage wohl auf Instagram oder Facebook über so etwas berichtet würde?

Im Jahr 1592 wurden nahe Südamerika die Falkland-Inseln entdeckt. In den 1590ern schrieb William Shakespeare seinen Sommernachtstraum. Im Jahr 1607 gründeten englische Siedler im heutigen Virginia eine Siedlung mit Namen Jamestown; die erste ihrer Art auf dem neuen Kontinent mit dauerhaftem Bestand. Nicht viel später begann eines der dunkelsten Kapitel des Pioniergeistes: die Sklaverei in Nordamerika (eine Übersicht mit Zeitskala findet sich u.a. auf https://www.keplerraum.at/www/index.php/geschichtliches/historisches-umfeld).

„Diese Epoche war ein ziemliches Chaos“, so der Geschichtsexperte. Geprägt von gesellschaftlichen, religiösen und politischen Ereignissen. Häufig unmenschlich, mitleidlos, grausam. Manchmal feinsinnig, literarisch und kreativ. Dazu voller Pioniergeist und Forscherdrang. Vielleicht sei Kepler deshalb „als Wissenschaftler ganz eng mit dem Prinzip der Harmonie verbunden gewesen“. Er suchte sie sowohl in der Musik, als auch in der Mathematik und Astronomie.

Lebhafter Austausch in der Welt der Wissenschaft

Bei allen Sorgen ist es überhaupt ein Wunder, dass damals in den Köpfen der Menschen Platz für neue Erkenntnisse war. Gerade in der Wissenschaft gab es frische Gedanken, die mangels digitaler Alternativen z.B. in aufwendigen Büchern abgedruckt wurden. Darüber hinaus verteilte man laut Matthias Freitag die wichtigsten Neuigkeiten (etwa über wissenschaftliche Entdeckungen, Kometen o.ä.) über Flugblätter in alle Himmelsrichtungen. Diese erschienen oft in größerer Auflage, die ersten Zeitungen sozusagen.

„Es gab auch offene Briefe“, so der Historiker, die sich wohl am besten „mit Flugschriften für Wissenschaftler vergleichen“ ließen. Ein guter Weg, um etwas zu veröffentlichen, Fachzeitschriften oder Open-Science-Portale existierten ja noch nicht.

Hauptsächlich wurden aber persönliche Briefe geschrieben. Kepler etwa habe „täglich mehrere davon geschrieben und auch empfangen“. Und das, obwohl Briefe damals mit der Postkutsche transportiert wurden. Oft habe es „Wochen oder Monate gedauert“, bis endlich eine Antwort kam. Der wissenschaftliche Fortschritt sei quasi im Rahmen eines postalischen „Pingpong-Spiels“ zustande gekommen. Rede und Gegenrede. Wissenschaft halt.

Und die Sache funktionierte. Gut sogar. Kepler habe „in seinen 40 Berufsjahren insgesamt 80 Fachbücher und unzählige Briefe geschrieben“, weiß der Historiker. Bemerkenswert, wenn man die damaligen Umstände kennt. Erschwerend kam hinzu, dass Kepler seine Bücher quasi als Selfpublisher herausbrachte, diese schrieb, lektorierte, bewarb und vertrieb – und dazu oft noch selbst finanzierte.

Faktenbasierte Wissenschaft

Die naturwissenschaftliche Vorgehensweise änderte sich in dieser Zeit ebenfalls. Glaube und Religion spielten im Alltag zwar noch eine große Rolle (Kepler war auch Astrologe), doch in der Forschung nahmen die neutrale Datensammlung und das wiederholbare Experiment bereits eine wichtige Rolle ein. Selbst das bis dato gültige (und der Kirche sehr willkommene) geozentrische Weltbild blieb vom Entdeckergeist nicht verschont. Denn Mitte des 16. Jahrhunderts kam der Geistliche Nikolaus Kopernikus aufgrund seiner Beobachtungen zu dem Schluss, dass nicht die Erde im Mittelpunkt stehe, sondern dass sich alle Planeten (und damit auch die Erde) um die Sonne bewegen würden (heliozentrisches Weltbild).

Bild: Denkmal auf dem Marktplatz von Weil der Stadt (Bildausschnitt bearbeitet). Nach einem Entwurf von August von Kreling, errichtet im Jahr 1870.

Neues Weltbild, neuer Job

Eine Entdeckung, die auch den Theologiestudenten und angehenden Pfarrer Johannes Kepler begeisterte – obwohl sie im Widerspruch zu der geltenden, religiösen Sichtweise stand.

Mit dem Pfarramt wurde es letztendlich zwar nichts, doch Kepler entdeckte so die Astronomie für sich. Er war von der Mathematik, den Bewegungen der Sterne und Planeten fasziniert. In seinem Fall nicht ganz unproblematisch: Himmelskörper sind sehr, sehr weit weg und wurden damals vor allem mit bloßem Auge studiert. Doch die Augen des Astronomen waren seit seiner Kindheit durch eine Pockenerkrankung geschädigt.

Eine schwere Erkrankung

Noch ein Punkt, an dem sich Keplers Alltag von dem heutigen deutlich unterscheidet. Zu seiner Zeit erkrankten viele Menschen an den Pocken. Fast jeder Dritte starb daran, vor allem Kinder. Wer die Viruserkrankung halbwegs unbeschadet überlebte, hatte Glück. Nicht selten führten die Blattern aber auch zu Blindheit, Schwerhörigkeit oder Narben am ganzen Körper. Moderne Impfverfahren, wie wir sie heute kennen, gab es damals noch nicht. Selbst ein Vorläufer der Immunisierung wurde erst ein knappes Jahrhundert nach Keplers Tod in Europa eingeführt. Heute gilt die Krankheit bei uns glücklicherweise durch die Pockenimpfung als weitgehend ausgerottet.

Komplexe Datenlage

Beruflich war die erkrankungsbedingte Sehschwäche für Kepler ein echtes Problem. Schreiben war ihm zwar möglich (was die schiere Anzahl seiner Publikationen zeigt), doch weit entfernte Objekte konnte der Sternenforscher wohl „nicht mehr so gut sehen, wie es für eine exakte Himmelsbeobachtung nötig gewesen wäre“, so Freitag.

Kepler hatte Glück und wechselte im Jahr 1600 nach Prag. Sein dänischer Berufskollege Tycho Brahe gewährte ihm Einsicht in sehr präzise Daten von Planeten und Fixsternen, die dieser bei seinen Beobachtungen akribisch gesammelt hatte. Eine große Rolle spielte dabei vor allem der Mars.

Die Auswertung von Brahes umfangreichen Beobachtungsdaten stellte den Mathematiker in Kepler allerdings vor große Herausforderungen. Zahlreiche (Fehl-)Versuche waren nötig, bevor sich für ihn ein sinnvolles Bild der astronomischen Gesetzmäßigkeiten ergab.

Nicht wirklich komfortabel – und ohne Taschenrechner

Vermutlich kalkulierte er tage-, wochen-, jahrelang. Eine mühevolle Arbeit in einer sicherlich nicht sehr gemütlichen Umgebung. Der Sternenforscher saß dazu an einem einfachen Tisch, unter dem Allerwertesten ein Holzstuhl, vermutlich prunkvoll geschnitzt (er und Brahe lebten in einem Schloss). Aber ohne großen Sitzkomfort, wie er heute sonst so üblich ist, sondern eher mit einer dünnen Filz- oder Lederpolsterung. Wände und die Steine auf dem Boden waren kalt, im Winter vielleicht sogar klamm, denn es gab ja noch keine Zentralheizung. Üblich war laut Matthias Freitag damals eher ein Feuer im Kaminofen. Auf dem Tisch stand ein Kerzenleuchter, der loderte. Dazu „ein Tintenfass, und Streusand als Ersatz für das noch nicht vorhandene Löschpapier“, beschreibt der Historiker Keplers Arbeitsplatz. Elektrischer Strom stand zweifellos ebenso wenig zur Verfügung, wie ein Computer. Taschenrechner? Pustekuchen! Der Abakus war das einzige Hilfsmittel der damaligen Zeit. Vermutlich habe Kepler „die Zahlenkolonnen aber eher im Kopf durchgerechnet“, und dann seine Ergebnisse mit Gänsefeder auf Papier notiert. Was man wohl an den Tintenklecksen auf seinem Hemd sah.

Das Weltall im Blick

Brahes Daten (und die Zusammenarbeit der beiden Sternenforscher) bildeten letztendlich das Fundament für die drei Kepler-Gesetze. Er und Kepler gehören somit zu den Mitbegründern der modernen Astronomie. Dabei stand ihnen nicht einmal ein modernes Teleskop zur Verfügung. Dessen Vorgänger, ein wirklich leistungsstarkes (und für astronomische Zwecke geeignetes) Fernrohr wurde erst im Jahr 1609 durch Keplers Zeitgenossen und Berufskollegen, den Italiener Galileo Galilei, gebaut. Für Kepler selbst kam diese technische Neuerung allerdings zu spät, „Brahes Daten waren zu dieser Zeit bereits ausgewertet und ein Großteil seiner Forschung diesbezüglich abgeschlossen“, erklärt Freitag.

Kepler war von der Funktionsweise des Galilei´schen Fernrohrs dennoch fasziniert und entwickelte es seinerseits weiter. Er veröffentlichte im Jahr 1611 einen eigenen Entwurf für ein Linsenfernrohr, das später nach ihm benannt wurde (Kepler-Fernrohr). „Selbst gebaut hat er es aber wohl nicht“, so der ehemalige Kurator des Kepler-Museums in Regensburg.

Ob ein findiger Programmierer wohl den nächsten Schritt machen, und bald das erste Spiegelteleskop fürs Smartphone entwickeln wird?

Ein Wissenschaftler on Tour

Auch wenn Kepler in Gedanken zu fernen Planeten und Sternen reiste, oft war er auch ganz erdverbunden im heutigen Europa unterwegs. Die Gründe waren vielfältig. So zog er mehrfach aus Glaubensdifferenzen um, oder weil sich die politischen Bedingungen änderten.

Der Astronom arbeitete nach seiner Studienzeit in Tübingen u.a. in

• • • Graz (heute in Österreich, 1594-1600)
    • Prag (heute in Tschechien, 1600-1611)
    • Linz (Österreich, 1612-1625)
    • Ulm (1626-1627) und
    • zuletzt in Sagan (heute in Polen, ab 1628).

 
Nebenbei reiste er zwischendurch immer wieder nach Regensburg, oder zum Hexenprozess seiner Mutter zurück nach Schwaben.

Schlechte Zahlungsmoral

Reich im Geiste, arm in der Tasche? Kepler wird das oft nachgesagt. Zwar hat ihn die Zeit in Graz finanziell wohl sehr gebeutelt.

Zitat: Johannes Kepler über seine Zeit in Graz. Quelle: u.a. Keplerraum.at.

Laut dem Geschichtsexperten stimmt das Klischee „Arm wie eine Kirchenmaus“ so generell jedoch nicht. Kepler arbeitete u.a. als Lehrer und Landschaftsmathematiker, hatte Nebenjobs (etwa als Astrologe). In seiner Prager Zeit als Mathematiker am Hofe des Kaisers sei er außerdem „hochvernetzt und extrem gut informiert“ gewesen. In Sagan gehörte auch der kaiserliche General Wallenstein zu seinen Arbeitgebern.

Geholfen hat ihm das exklusive Arbeitsumfeld mit Promifaktor leider trotzdem nicht. Nachdem im Jahr 1618 der Dreißigjährige Krieg ausbrach und ganz Europa ins Chaos stürzte, begannen für den Sternenforscher schwierige Zeiten, persönlich und finanziell.

Zitat: Johannes Kepler nach seiner Zeit in Linz über die Wirren des Krieges. Quelle: u.a. Keplerraum.at.

Kriege kosteten schon damals eine Unsumme Geld, das Bankensystem wackelte, Staaten kamen in Geldnöte. Und so sank zwangsläufig auch die Zahlungsmoral einiger seiner betuchten Brötchengeber. Selbst das war damals nicht anders, als heute.

Nur wenige Pferdestärken

Kepler musste seinem Geld noch mehr hinterherlaufen, als sonst. Wichtige „Schuldscheine wurden nicht eingelöst“, so Historiker Matthias Freitag. Kepler litt deshalb zuletzt unter gravierendem Geldmangel. Im Jahr 1630 wollte er längst überfällige Gehaltsrückstände einfordern und reiste von Sagan erneut ins bayerische Regensburg. Eine Entfernung von etwa 600 Kilometern. Heute würden wir bei einer solchen Strecke vielleicht ins Auto oder Flugzeug steigen – oder ganz ökologisch die Annehmlichkeiten eines Fernzugs mit Bordbistro genießen (abgesehen von dem Wutanfall, wenn die WLAN-Verbindung im Tunnel wieder einmal schwächelt).

Im beginnenden 17. Jahrhundert war man jedoch spartanischer unterwegs. Nahm, je nach Größe und Umfang des Geldbeutels, die Kutsche oder das Pferd. Egal, zu welcher Jahreszeit.

Kepler nutzte auf seiner Reise nach Regensburg ebenfalls das Pferd (wie gesagt, das Geld war knapp), ritt im Herbst, über fünf Wochen lang. Der erste Schnee tat sein Übriges. Am Ende der Reise waren Pferd und Reiter ausgelaugt. Einige Tage später bekam der Forscher hohes Fieber, bis er am 15. November 1630 im Alter von 58 Jahren verstarb.

Analoge Forschung – digital genutzt

Keplers astronomische Überlegungen sollen (mehr als 35 Jahre nach seinem Tod) den britischen Astronomen Isaac Newton bei der Entwicklung der Gravitationstheorie inspiriert haben. Wie gesagt, die Welt der Wissenschaft war damals auch ohne das Internet schon gut vernetzt.

Auch heute noch sind die drei Kepler Gesetze für die Raumfahrt relevant. Kein Satellit, keine Sonde in den unendlichen Weiten des Universums, keine Weltraumstation, die sich nicht auf den von ihm kalkulierten Bahnen bewegen würde. Und so kam man in Keplers Geburtsort Weil der Stadt auf die Idee, am Marktplatz eine so genannte Raumfahrt-Allee einzurichten. Bedeutet: Dort gibt es Bäume mit Plaketten, auf denen künftig bedeutende Raumfahrer vorgestellt werden sollen. Drei davon waren bereits zu Besuch in Weil der Stadt: Ulf Merbold, Ernst Messerschmid und der russische Kosmonaut Gennadi Padalka. Und jeder ist nun stolzer Besitzer einer Plakette.

Bild: Die Raumfahrt-Allee auf dem Marktplatz in Weil der Stadt.

Johannes Kepler – nun aber cross-medial

Mehr Informationen über Johannes Kepler gibt’s auf meinem Youtube-Kanal nature-slides by Kerstin Beckert:
 
Zwei Audio-Slideshows führen durch seine Jugendjahre in Weil der Stadt und Leonberg.
 
Außerdem findet sich dort ein Erklärvideo zu den drei Kepler-Gesetzen (jeweils auf Englisch oder Deutsch).
 

Zitat: Johannes Kepler, im Jahr 1610. Quelle: u.a. Kepler-Archiv.
 
 
Ausflugstipps:

• • • document Keplerhaus in Regensburg (Keplers Sterbehaus). Mit historisch gestalteten Innenräumen. Das Museum wird derzeit umgestaltet, geplante Wiedereröffnung ab Herbst 2023, dann barrierefrei.
    • Keplerraum im Stadtmuseum Leonberg, eine der Stationen in Keplers Schullaufbahn. Über sein Leben, seine Reisen, seine Thesen.
    • Stadtführungen in Leonberg über Johannes Kepler bzw. über Katharina Kepler, seine Mutter. Teilweise Kostümführungen, Termine nicht regelmäßig.
    • Kepler-Museum in Weil der Stadt (Keplers Geburtshaus). In dem kleinen Fachwerkhaus wird sein Werdegang anhand von Simulationen, Bildtafeln und Originaldrucken dargestellt. Aktuell immer Sonntag-Nachmittag geöffnet.
    • Planetenweg und Raumfahrt-Allee in Weil der Stadt.
    • Ausstellung „Himmelwärts“, Termine in Weil der Stadt und Tübingen geplant.
    • UN “World Space Week” (Weltraumwoche), jeweils 4. bis 10. Oktober. Mit verschiedenen, lokalen Veranstaltungen.

Weitere interessante Links:

• • • https://www.nasa.gov/kepler/education/johannes/
    • https://www.spektrum.de/kolumne/kepler-newton-und-die-iss/1722998
    • https://www.dpma.de/dpma/veroeffentlichungen/meilensteine/besondereerfinderinnen/johanneskepler/index.html
    • https://www.keplerraum.at/www/index.php
    • https://www.schule-bw.de/faecher-und-schularten/mathematisch-naturwissenschaftliche-faecher/physik/unterrichtsmaterialien/mechanik_2/kepler/keplergravi.htm
    • https://de.wikipedia.org/wiki/Johannes_Kepler

 
 
Letztes Update: 27.11.2023

• Published on : 13. Mai 2022
• Posted By : Kerstin Beckert 
• Category : Audio-Slideshows, Cross-Media, Online, Wissenschaft