Stellen Sie sich vor: Sie sind ein Mann der Antike, ein Neandertaler, und Ihre treue Sonne hat sich plötzlich und unerwartet verdunkelt. Du hast Angst. Sie denken: „Was ist, wenn es nie zurückkommt? Wie haben wir Gott … Vorfahren verärgert? Oh, hier kam es zurück. Mitgenommen. Aber dann, Jahre später, wiederholt es sich. Sie verlieren das Vertrauen in die Konsistenz der Sonne und beginnen mit der Aufzeichnung, wenn diese Ereignisse eintreten. Jahrhunderte vergehen, und schließlich entsteht ein Bild, durch das frühe Zivilisationen vorhersagen können, wann diese seltsamen Ereignisse eintreten würden.
„Die Vorstellung, dass dies kein Unfall ist, ist unglaublich“, sagt Jonathan Seitz, Associate Professor für Geschichte bei Drexel. „Die Mesopotamier waren die ersten, die dies verstanden haben, weil sie die Angewohnheit hatten, alles aufzuschreiben. Sie haben es getan, weil sie es für sinnvoll hielten - dass es nicht nur zufällige Naturphänomene waren."
Dank der Aufzeichnungen, die 700 v. Chr. Zurückgehalten wurden. Vor Christus konnten die Mesopotamier die Länge des Saros-Zyklus bestimmen - das Intervall zwischen der Aufstellung von Mond, Erde und Sonne für eine Sonnenfinsternis. Der Zyklus findet alle 18 Jahre, 10 Tage (11 in Schaltjahren) und 8 Stunden statt, zusammen mit dem Schatten auf der Erde. Diese zusätzlichen acht Stunden bedeuten, dass sich die Position der Sonnenfinsternis im Laufe der Zeit ändert, wenn sich die Erde dreht.
Obwohl alte Astronomen nicht alle Iterationen des Saros-Zyklus beobachten konnten (Finsternisse können mitten in den Ozeanen oder in unbewohnten Regionen auftreten), konnten sie die Zeitintervalle, in denen eine Finsternis auftreten könnte, ganz klar bestimmen. Zu diesem Zeitpunkt in der Geschichte wussten sie nur, wann es passieren könnte. Warum und wie - dazu später mehr.
Griechisches Leben
Schneller Vorlauf ins antike Griechenland. Für Denker wie Aristoteles und andere war es nicht genug zu wissen, dass etwas geschah. Es war ebenso wichtig zu wissen, warum dies geschieht. "Die Griechen waren sehr an Kausalität interessiert", sagt Seitz. Die Bedeutung der Sonnenfinsternis war weniger wichtig als andere Faktoren. "Für sie hast du etwas nicht verstanden, bis du es erklären konntest."
Griechische Beobachtungen halfen herauszufinden, wie sich die Planeten bewegen und dass die Erde eine Kugelform hat. Ohne Teleskope betrachteten sie den Mond im Gegensatz zu unserem festen Zuhause immer noch als einen leuchtenden Himmelskörper, aber sie bestimmten bereits seine Bewegung relativ zur Erde. Und obwohl sie dachten, die Erde sei das Zentrum des Universums, erkannten sie, dass eine Sonnenfinsternis der Schatten eines Neumondes ist, den die Sonne auf die Erde wirft.
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Die von Aristoteles und Ptolemäus entwickelten Methoden zum Verständnis von Finsternissen wurden angewendet, bis Copernicus und Newton Hunderte von Jahren später die Bühne betraten.
„Das heißt aber nicht, dass in der Zwischenzeit nichts passiert ist“, fügt Seitz hinzu. Die Menschen sammelten Wissen über alte Kulturen, sammelten Wissen und begannen im Mittelalter, Methoden zu verbessern. „Insbesondere in der islamischen Welt haben sie der Astronomie und Astrologie viel Aufmerksamkeit geschenkt, Astrolabien entwickelt, Winkel im Himmel aufgereiht und versucht, das System zu verbessern“, sagt Seitz.
Später bauten Denker wie Tycho Brahe riesige Quadranten, um die Bewegung der Sonne während der Sonnenfinsternisse genauer zu messen, und einige verwendeten die heute noch verwendeten Methoden zur Messung der Sonnenfinsternis. „Im Mittelalter verwendeten sie Lochkameras, um die Stärke einer Sonnenfinsternis zu messen“, sagt Seitz.
Europa war natürlich nicht der einzige Ort, an dem Finsternisse zu sehen waren. In China tauchten seine eigenen Vorhersagen von Finsternissen fast zur gleichen Zeit auf wie die Menschen im Mittelmeerraum, und gleichzeitig wurden dank langer Annalen Finsternisschemata entdeckt. Es gibt Hinweise darauf, dass die Maya Finsternissen auf ihre eigene Weise gefolgt sind, aber fast alle ihre Aufzeichnungen wurden von den Konquistadoren während der europäischen Invasion in Amerika brutal zerstört.
Trotz eines guten Verständnisses der Finsternisse betrachteten die meisten Kulturen sie als schlechte Vorzeichen. Die Interpretationen (langsam) begannen sich mit dem Aufkommen von Teleskopen zu ändern, die die Topographie des Mondes zeigten und es ermöglichten, Finsternisse genauer vorherzusagen. Tatsächlich erstellte der Astronom Edmund Halley im 18. Jahrhundert eine Karte zukünftiger Finsternisse und veröffentlichte sie in der Hoffnung, dass die Öffentlichkeit nicht in Panik geraten würde, wenn die Sonne kurz verschwand, und dass Beobachter mehr Daten darüber sammeln könnten, wie lange eine Finsternis an verschiedenen Orten dauern würde. Die moderne Ära der Eclipse-Beobachtungen hat endlich begonnen.
Heutzutage
"Die Methode, die wir jetzt verwenden, basiert auf dem, was Menschen im 19. Jahrhundert erfunden haben", sagt Ernie Wright, Bildgebungsexperte bei der NASA. Die Leute, die anfingen, relativ moderne Berechnungsmethoden zu verwenden, um Finsternisse vorherzusagen, waren Friedrich Bessel und William Chauvenet.
"Bessel hat die grundlegende Mathematik erfunden, die wir 1820 verwenden, und Chauvinet hat sie 1855 in moderne Form gebracht."
Heute können wir dank unseres Verständnisses der Mondform noch genauere Informationen erhalten. Der Mond hat - im Gegensatz zu allen Grundschulzeichnungen, über die Sie nachgedacht haben - nicht die Form einer Banane oder einer perfekten Kugel. Wie die Erde hat der Mond Berge und Ebenen, aufgrund derer seine Form an den Rändern leicht rau ist, was bedeutet, dass die Oberfläche selbst ungleichmäßig angelegt ist.
"Methoden des 19. Jahrhunderts deuteten darauf hin, dass der Mond glatt war und alle Beobachter auf Meereshöhe waren", sagt Wright. "Solche Vereinfachungen müssen vorgenommen werden, wenn Sie die Berechnungen mit einem Bleistift auf Papier durchführen."
Von den späten 1940er bis 1963 verbrachte ein Astronom namens Charles Burleigh Watts unzählige Stunden damit, die Variationen auf der Mondoberfläche zu kartieren und die Landformen am äußeren Rand des Mondes von der Erde aus zu beobachten. Seine detaillierten Karten halfen dabei, Finsternisse noch genauer vorherzusagen. Aber der Schatten der Sonnenfinsternis war, wie sich herausstellte, kein Oval, sondern ein polyedrisches Polygon, in dem jeder Winkel einem Tal auf dem Mondkörper entsprach.
Dann machte sich die NASA an die Arbeit. Der Mondaufklärungsorbiter der Agentur, basierend auf Watt's Arbeit, hat die Topographie des Mondes detailliert beschrieben, die aus auf der Erde aufgenommenen Bildern unmöglich zu komponieren gewesen wäre.
Wright verwendete diese Daten über die Form des Mondes, die Topographie der Erde und die Positionen von Sonne, Mond und Erde, um ein unglaublich detailliertes und genaues Bild davon zu erstellen, wo der Schatten einer Sonnenfinsternis in den Vereinigten Staaten fallen würde.
Diese Sonnenfinsternis wurde zur meistgesehenen totalen Sonnenfinsternis in der Geschichte. Und nachdem die Menschheit Tausende von Jahren damit verbracht hat, Finsternisse zu beobachten und aufzuzeichnen, gibt es noch viele Dinge, die Wissenschaftler herausfinden möchten.
„Wir haben kürzlich darüber gesprochen, dass wir die genaue Größe der Sonne nicht kennen“, sagt Wright. „Es stellte sich heraus, dass Finsternisse eine äußerst empfindliche Methode zur Messung des Radius der Sonne sind. Der Radius der Sonne beträgt etwa 696.000 Kilometer. Wenn Sie es jedoch um 125 Kilometer ändern, ändert sich auch die Dauer der totalen Sonnenfinsternis um eine ganze Sekunde.
Wenn die Menschen heute die Gelegenheit haben, genau zu beobachten, wie der Schatten einer Sonnenfinsternis die Erde überquert, lohnt es sich, all jenen Generationen von Menschen zu danken, die dies ermöglicht haben. Von Beobachtern, die nicht wussten, was geschah, die Hunderte von Jahren lebten, bis zu Menschen, die moderne Satelliten bauten und genaue Karten von Finsternissen erstellten.
Ilya Khel
