"Nature and nature's laws lay hid in night;
God said 'Let Newton be' and all was light."
Alexander Pope (1688–1744)
Idee und Realisierung:
Harald Iro
N. Kopernikus (1473 – 1543)
De revolutionibus orbium coelestium (1543):
Sturz des geozentrischen Weltbildes:Die Sonne ist das Zentrum des Planetensystems
Vorteil: viel weniger Epizyklen zur Beschreibung der Planetenbahnen als im ptolemäischen System
Das Jahrhundert v.P.(vor den ‚Principia‘)
Rene Descartes (1596-1650)
Galileo Galilei (1564-1642)
Christian Huygens (1629-1695)
Johannes Kepler (1571-1630)
J. Kepler
Astronomia nova (1609) Harmonices mundi (1619)
Gesetze der Planetenbewegung,u.a. Ellipsenbahnen um die Sonne
G. Galilei
Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo (1632):Über die Vorzüge des kopernikanischen gegenüber dem ptolemäischen Weltbild
Konflikt mit der kath. Kirche (Prozess)
Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze (1638):
enthält Untersuchungen über:
• die Pendelschwingung• den freien Fall• den Wurf
R. Descartes
Principia Philosophiae (1644): allgemeine Philosophie des Weltsystems
These: Die Himmelskörper bewegen sich aufgrund der Wirbelbewegung der subtilen Materie
C. Huygens
Horologium oscillatorium (1673):
Tractatus de vi centrifuga (1703) :
Pendelbewegung, freier Fall
über die Zentrifugalkraft
Es werde Newton! und alles ward Licht
Isaac Newton (1643-1727)
Die ‚Principia‘ (1687)
Philosophiae naturalisPrincipia mathematica
Geburt der mathematischen Natur-beschreibung
Newton erhebt damit den Anspruch, dass die Natur mathematisch erfassbar ist
3 Axiome:
• Ein freier Körper ruht oder bewegt sich gleichförmig
• Eine Änderung dieses Zustandes ist stets proportional zur wirkenden Kraft und erfolgt in deren Richtung
• Zu jeder Kraftwirkung ist die Gegenwirkung gleich groß (actio = reactio)
Aus diesen 3 Axiomen entwickelt Newton seine
Mechanik und verwendet dabei die von Galilei und Huygens
gefundenen Gesetzmäßigkeiten;
Widerlegung der Descartesschen Wirbelhypothese
er erarbeitet aus den Keplerschen Gesetzen die Kraftwirkung zwischen 2 Massen: das
Gravitationsgesetz
Außerdem in den Principia:
• der Gezeiten Einfluß des Mondes auf die Meere
• der Flüssigkeiten daraus entstehen die Hydraulik und die Hydrodynamik
• der Gestalt der Erde (Zitrone oder Orange?) Wirkung der Zentrifugalkraft
Die ersten Theorien
Gott muss ab und zu eingreifen, um die Regelmäßigkeit der Planetenbewegung aufrecht zu erhalten
jedoch:
Newton entwirftdie erste Himmelsmechanik
der Menschheitsgeschichteals Erklärung des Sonnensystems
Pierre-Simon Laplace (1749-1827)
ca 100 n.P.
Exposition du système du monde (1796):
Wie Kants `Theorie des Himmels´ (1755) beruht die Laplacesche Theorie auf den Newtonschen Prinzipien
enthält u.a. Modell der Entstehung des Planetensystems
Traité de Mécanique Céleste (1799-1826):
Umfassende und genaue mechanistische Erklärung
des Planetensystems
Mathematisch, analytische Vollendung der Newtonschen Theorie
Laplace zu Napoleon, warum Gott nicht in seiner Himmelsmechanik vorkommt:
„Je n'avais pas besoin de cette hypothèse“(Ich benötigte diese Hypothese nicht)
Albert Einstein (1879-1955)
ca 200 n.P.
Die Allgemeine Relativitätstheorie
(1916)
bedingt durch die Verteilung und die Massen
der Körper
Die ART ist eine Theorie der Struktur der Raum-Zeit,
Die Raum-Zeit wird durch die Massen gekrümmt
Die Newtonsche Gravitationstheorieist der Grenzfall
schwach gekrümmter Raum-Zeit
Die Allgemeine Relativitätstheorie erklärt:
• die Drehung der Bahnachse des Merkur
• die Verlangsamung von Uhren im Schwerefeld (wichtig für GPS)
• die Ablenkung des Lichtes im Schwerefeld
. . .
sogar in der südamerikanischen Wüste:
ca 300 n.P. (heute)
Modell der Entstehung des Universums unter Verwendung von
Elementarteilchentheorien und kosmologischen Modellen
auf der Basis der Allgemeinen Relativitätstheorie erarbeitet von vielen Wissenschaftern
Die Urknall-Theorie
Aus einer unvorstellbaren Konzentration von Energieentstehen Raum, Zeit und Materie
• Unmittelbar nach dem Urknall entstehen die leichteren Teilchen: Photonen, Elektronen, Quarks
danach die schwereren: Protonen, Neutronen• Nach 400.000 Jahren bilden sich Atome, zuerst leichtere
und dann schwerere• Währenddessen expandiert das Universum ständig,
kosmische Strukturen entstehen • Nach 1 Mrd Jahren entstehen die ersten Galaxien• Nach 9 Mrd Jahren entsteht unser Sonnensystem, … und nach weiteren 4,5 Mrd Jahren,
vor 4 Mio Jahren, entsteht der Mensch
Nature and Nature's laws lay hid in night: God said let Newton be, and all was light. It did not last: the Devil howling 'Ho! Let Einstein be!' restored the status quo.
Pope`s Vers für Newton, erweitert von J. C. Squire (1884–1958)
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