Kugelförmige Erde - Spherical Earth

Der Erdapfel , der älteste erhaltene Erdglobus (1492/1493)
Mittelalterliche künstlerische Darstellung einer kugelförmigen Erde – mit Fächern, die Erde , Luft und Wasser darstellen (um 1400)

Kugelförmige Erde oder Erdkrümmung bezieht sich auf die Annäherung der Gestalt der Erde als Kugel . Die früheste dokumentierte Erwähnung des Konzepts stammt aus dem 5. Jahrhundert v. Chr., als es in den Schriften griechischer Philosophen erscheint . Im 3. Jahrhundert v. Chr. stellte die hellenistische Astronomie die ungefähre Kugelform der Erde als physikalische Tatsache fest und berechnete den Erdumfang . Dieses Wissen wurde in der Spätantike und im Mittelalter nach und nach in der gesamten Alten Welt übernommen . Eine praktische Demonstration der Sphärizität der Erde gelang Ferdinand Magellan und Juan Sebastián Elcano bei der Weltumsegelung (1519-1522).

Das Konzept einer kugelförmigen Erde verdrängte frühere Vorstellungen von einer flachen Erde : In der frühen mesopotamischen Mythologie wurde die Welt als eine flache Scheibe dargestellt, die im Ozean mit einer halbkugelförmigen Himmelskuppel darüber schwebt, und dies bildet die Prämisse für frühe Weltkarten wie diese von Anaximander und Hekataios von Milet . Andere Spekulationen über die Form der Erde beinhalten einen siebenschichtigen Zikkurat oder kosmischen Berg , auf den in den Avesta- und alten persischen Schriften angespielt wird (siehe sieben Klimazonen ).

Die Erkenntnis, dass die Gestalt der Erde genauer als Ellipsoid beschrieben wird, stammt aus dem 17. Jahrhundert, wie es von Isaac Newton in Principia beschrieben wurde . Im frühen 19. Jahrhundert wurde die Abflachung des Erdellipsoids in der Größenordnung von 1/300 festgestellt ( Delambre , Everest ). Der moderne Wert, wie er vom US DoD World Geodetic System seit den 1960er Jahren bestimmt wurde, liegt nahe bei 1/298,25.

Ursache

Die Erde ist massiv genug, dass die Schwerkraft ihre ungefähre Kugelform beibehält. Der größte Teil seiner Abweichung von der Kugelform stammt von der Zentrifugalkraft, die durch die Rotation um seine Nord-Süd-Achse verursacht wird. Diese Kraft verformt die Kugel zu einem abgeflachten Ellipsoid .

Formation

Das Sonnensystem entstand aus einer Staubwolke, die zumindest teilweise der Überrest einer oder mehrerer Supernovae war , die durch Nukleosynthese schwere Elemente erzeugten . Materiekörner, die durch elektrostatische Wechselwirkung angesammelt werden. Als sie an Masse zunahmen, übernahm die Schwerkraft, um noch mehr Masse zu sammeln, die potentielle Energie ihrer Kollisionen freizusetzen und als Wärme einzufallen . Die protoplanetare Scheibe hatte auch einen größeren Anteil an radioaktiven Elementen als die Erde heute, weil diese Elemente im Laufe der Zeit zerfielen. Ihr Zerfall erwärmte die frühe Erde noch weiter und trägt weiterhin zum internen Wärmehaushalt der Erde bei . Die frühe Erde war also größtenteils flüssig.

Eine Kugel ist die einzige stabile Form für eine sich nicht drehende, sich durch die Schwerkraft selbst anziehende Flüssigkeit. Die durch die Erdrotation verursachte Auswärtsbeschleunigung ist am Äquator größer als an den Polen (wo sie Null ist), sodass die Kugel zu einem Ellipsoid verformt wird , das die Form mit der niedrigsten potentiellen Energie für einen rotierenden, flüssigen Körper darstellt. Dieses Ellipsoid ist um den Äquator etwas dicker als eine perfekte Kugel. Die Form der Erde ist auch etwas klumpig, da sie aus verschiedenen Materialien unterschiedlicher Dichte besteht, die pro Volumen leicht unterschiedliche Gravitationskräfte ausüben.

Die Liquidität eines heißen, neu gebildeten Planeten lässt schwerere Elemente in die Mitte sinken und zwingt leichtere Elemente näher an die Oberfläche, ein Prozess, der als planetarische Differenzierung bekannt ist . Dieses Ereignis ist als Eisenkatastrophe bekannt ; die am häufigsten vorkommenden schwereren Elemente waren Eisen und Nickel , die heute den Erdkern bilden .

Spätere Formänderungen und Effekte

Obwohl das Oberflächengestein der Erde genug abgekühlt ist, um sich zu verfestigen, ist der äußere Kern des Planeten immer noch heiß genug, um flüssig zu bleiben. Noch wird Energie freigesetzt; Vulkanische und tektonische Aktivitäten haben Felsen in Hügel und Berge geschoben und sie aus Calderas geblasen . Meteore erzeugen auch Einschlagskrater und umgebende Grate. Wenn die Energiefreisetzung aus diesen Prozessen jedoch stoppt, neigen sie dazu, im Laufe der Zeit zu erodieren und zur niedrigsten Potential-Energie-Kurve des Ellipsoids zurückzukehren. Durch Sonnenenergie angetriebenes Wetter kann auch Wasser, Gestein und Erde bewegen, um die Erde leicht unrund zu machen.

Die Erde wellt sich, da sich die Form ihrer niedrigsten potentiellen Energie aufgrund der Schwerkraft von Sonne und Mond täglich ändert, wenn sie sich in Bezug auf die Erde bewegen. Dies verursacht Gezeiten im Wasser der Ozeane , die frei entlang des sich ändernden Potenzials fließen können.

Effekte und empirische Evidenz

Die ungefähre Kugelform der Erde kann durch viele verschiedene Arten von Beobachtungen vom Boden, aus Flugzeugen und Raumfahrzeugen bestätigt werden. Die Form verursacht eine Reihe von Phänomenen, die eine flache Erde nicht hätte. Einige dieser Phänomene und Beobachtungen wären an anderen Formen möglich, wie beispielsweise einer gekrümmten Scheibe oder einem Torus , aber keine andere Form würde sie alle erklären.

Sichtbarkeit entfernter Objekte auf der Erdoberfläche

Diagramme der Entfernungen zum wahren Horizont auf der Erde für eine gegebene Höhe h . s ist entlang der Erdoberfläche, d ist die Luftlinie und ~d ist die ungefähre Luftlinie unter der Annahme, dass h << der Erdradius 6371 km beträgt. Bewegen Sie den Mauszeiger im SVG-Bild über ein Diagramm, um es hervorzuheben.

Auf einer flachen Erde ohne Hindernisse würde der Boden selbst niemals entfernte Objekte verdecken; man könnte bis an den Rand der Welt sehen. Eine kugelförmige Oberfläche hat einen Horizont, der aus geringerer Höhe betrachtet näher ist. Theoretisch kann eine Person, die auf der Oberfläche steht und mit ihren Augen 1,8 Meter über dem Boden steht, den Boden bis zu einer Entfernung von etwa 4,79 Kilometern (2,98 Meilen) sehen, aber eine Person auf der Spitze des Eiffelturms in 273 Metern Höhe (896 ft) kann den Boden bis zu einer Entfernung von etwa 58,98 Kilometern (36,65 Meilen) sehen.

Dieses Phänomen erlaubt eine Möglichkeit zu bestätigen, dass die Erdoberfläche lokal konvex ist: Wenn der Krümmungsgrad überall auf der Erdoberfläche gleich und groß genug bestimmt wird, würde die konstante Krümmung zeigen, dass die Erde sphärisch ist . In der Praxis ist diese Methode aufgrund von Schwankungen in der atmosphärischen Brechung nicht zuverlässig, dh wie stark die Atmosphäre das durch sie hindurchströmende Licht beugt. Brechung kann den Eindruck erwecken, dass die Erdoberfläche flach, konvexer als sie ist, oder sogar konkav ist (dies geschah in verschiedenen Versuchen des Bedford-Level-Experiments ).

Das Phänomen der variablen atmosphärischen Biegung kann beobachtet werden, wenn weit entfernte Objekte in Stücke zerbrochen oder sogar auf den Kopf gestellt erscheinen. Dies ist oft bei Sonnenuntergang zu sehen, wenn die Form der Sonne verzerrt ist, wurde aber auch bei Schiffen fotografiert und hat dazu geführt, dass die Stadt Chicago normal, auf dem Kopf stehend und vom anderen Lake Michigan (von wo aus sie ist) in Stücke zerbrochen ist normalerweise unter dem Horizont).

Wenn die Atmosphäre relativ gut durchmischt ist, können die visuellen Effekte beobachtet werden, die allgemein von einer kugelförmigen Erde erwartet werden. Zum Beispiel verschwinden Schiffe, die auf großen Gewässern (wie dem Ozean) fahren, nach und nach über dem Horizont, so dass der höchste Teil des Schiffes immer noch sichtbar ist, selbst wenn die unteren Teile proportional zur Entfernung vom Beobachter nicht gesehen werden können. Ebenso kletterte ein Matrose in den Tagen der Segelschiffe auf einen Mast, um weiter zu sehen. Das gleiche gilt für die Küste oder den Berg, wenn man sie von einem Schiff oder von einem großen See oder einem flachen Gelände aus betrachtet.

Mondfinsternisse

Der Schatten der Erde auf dem Mond während einer Mondfinsternis ist immer ein dunkler Kreis, der sich von einer Seite des Mondes zur anderen bewegt (während einer partiellen Finsternis teilweise darüber streift). Die einzige Form, die einen runden Schatten wirft, egal in welche Richtung sie zeigt, ist eine Kugel, und die alten Griechen schlossen, dass dies bedeuten muss, dass die Erde kugelförmig ist.

Der Effekt könnte durch eine Scheibe erzeugt werden, die während der Sonnenfinsternis immer frontal dem Mond zugewandt ist, aber dies steht im Widerspruch zu der Tatsache, dass der Mond während einer Sonnenfinsternis nur selten direkt über ihm steht. Bei jeder Sonnenfinsternis zeigt die lokale Erdoberfläche in eine andere Richtung. Der Schatten einer schräg gehaltenen Scheibe ist ein Oval , kein Kreis wie bei der Sonnenfinsternis. Die Vorstellung, dass die Erde eine Scheibe ist, steht auch im Widerspruch zu der Tatsache, dass eine bestimmte Mondfinsternis jeweils nur von der Hälfte der Erde aus sichtbar ist.

Aussehen des Mondes

Der Mond ist mit der Erde verbunden (links) und wie er ohne Gezeitensperre wäre (rechts)

Die Gezeitensperre des Mondes zur Erde führt dazu, dass der Mond immer nur eine Seite zur Erde zeigt (siehe animiertes Bild). Wenn die Erde flach wäre und der Mond darüber schwebt, würde der für die Menschen auf der Erde sichtbare Teil der Mondoberfläche je nach Standort auf der Erde variieren, anstatt jedem eine identische "Gesichtsseite" zu zeigen. Wäre die Erde flach und der Mond würde sich gezeitensicher um sie drehen, dann wäre der Mond gleichzeitig an allen Orten der Erde gleichzeitig zu sehen, aber seine scheinbare Größe, der dem Betrachter zugewandte Teil und die Ausrichtung der zugewandten Seite würden sich für jeden Betrachter allmählich ändern als sich seine Position im Laufe der Nacht über den Himmel bewegte.

Beobachtung der Sterne

Auf einer perfekt kugelförmigen Erde blockiert ihre Oberfläche ohne Berücksichtigung von Hindernissen und atmosphärischer Brechung den halben Himmel für einen Beobachter, der sich nahe an der Oberfläche befindet. Wenn Sie sich von der Erdoberfläche entfernen, blockiert der Boden immer weniger den Himmel. Vom Mond aus betrachtet blockiert die Erde beispielsweise nur einen kleinen Teil des Himmels, weil sie so weit entfernt ist. Dieser geometrische Effekt bedeutet, dass flacher Boden oder Ozean von einem hohen Berg aus weniger als 180 ° des Himmels blockiert. Unter der Annahme einer kugelförmigen Erde hat eine Expedition im Auftrag des Kalifen al-Ma'mun diese Tatsache genutzt, um den Erdumfang auf 7.920 Kilometer (4.920 Meilen) vom richtigen Wert von etwa 40.000 Kilometern (25.000 Meilen) und möglicherweise genauso genau zu berechnen als 180 Kilometer (110 Meilen). Die Änderungsrate des von der Erde blockierten Winkels mit zunehmender Höhe wäre bei einer Scheibe anders als bei einer Kugel. Die Menge der blockierten Oberfläche wäre für einen Berg nahe dem Rand einer flachen Erde anders als für einen Berg in der Mitte einer flachen Erde, aber dies wird nicht beobachtet. Umfragen auf der ganzen Erde zeigen, dass seine Form überall lokal konvex ist, was bestätigt, dass es sehr nahe an einer Kugelform ist.

Beobachtung bestimmter Fixsterne von verschiedenen Orten aus

Die Entfernung der Fixsterne kann durch Tagesparallaxenmessungen nachgewiesen werden. Solche Messungen zeigen keine Verschiebungen in den Positionen der Sterne. Im Gegensatz zu Sonne, Mond und Planeten ändern sie ihre Position zueinander während der menschlichen Lebenszeit nicht; die Formen der Konstellationen sind konstant. Dies macht sie zu einem geeigneten Referenzhintergrund, um die Form der Erde zu bestimmen. Das Hinzufügen von Entfernungsmessungen am Boden ermöglicht die Berechnung der Erdgröße.

Die Tatsache, dass verschiedene Sterne von verschiedenen Orten auf der Erde aus sichtbar sind, wurde in der Antike bemerkt. Aristoteles schrieb, dass einige Sterne von Ägypten aus sichtbar sind, die von Europa aus nicht sichtbar sind. Dies wäre nicht möglich, wenn die Erde flach wäre.

Ein Stern hat für einen Beobachter eine Höhe über dem Horizont, wenn der Stern sichtbar ist. Wenn man denselben Stern zur gleichen Zeit von zwei verschiedenen Breitengraden aus beobachtet, erhält man zwei verschiedene Höhen. Anhand der Geometrie ermöglichen die beiden Höhen zusammen mit der Entfernung zwischen den beiden Orten eine Berechnung der Erdgröße. Unter Verwendung von Beobachtungen in Rhodos (in Griechenland) und Alexandria (in Ägypten) und der Entfernung zwischen ihnen verwendete der antike griechische Philosoph Posidonius diese Technik, um den Umfang des Planeten mit einer Genauigkeit von vielleicht 4% des korrekten Wertes zu berechnen. Moderne Äquivalente seiner Maßeinheiten sind nicht genau bekannt, daher ist nicht klar, wie genau seine Messung war.

Beobachtung von Sternbildern auf der Nord- und Südhalbkugel zu verschiedenen Jahreszeiten

Die Tatsache, dass sich die vom Nord- und Südpol sichtbaren Sterne nicht überlappen, muss bedeuten, dass sich die beiden Beobachtungspunkte auf gegenüberliegenden Seiten der Erde befinden, was bei einer einseitigen Scheibe nicht möglich ist, aber bei anderen Formen möglich ist (wie eine Kugel, aber auch jede andere konvexe Form wie ein Donut oder eine Hantel).

Der Nordpol befindet sich sechs Monate im Jahr in ununterbrochener Nacht. Dieselbe Hemisphäre von Sternen (eine 180°-Ansicht) ist bei Dunkelheit immer sichtbar und macht alle 24 Stunden eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn. Der Stern Polaris (der "Nordstern") befindet sich fast direkt über ihm und damit im Zentrum dieser Rotation. Einige der 88 sichtbaren modernen Sternbilder sind Ursa Major (einschließlich des Großen Wagens ), Cassiopeia und Andromeda . In den anderen sechs Monaten des Jahres befindet sich der Nordpol im ständigen Tageslicht, wobei das Licht der Sonne die Sterne verdunkelt . Dieses Phänomen und seine analogen Auswirkungen am Südpol definieren die beiden Pole. Mehr als 24 Stunden Dauer Tageslicht können nur nördlich des auftreten Polarkreises und südlich des Polarkreises .)

Am Südpol sind während der sechsmonatigen ununterbrochenen Nachtzeit völlig andere Konstellationen sichtbar, darunter Orion , Crux und Centaurus . Diese 180 ° -Hemisphäre der Sterne dreht sich alle 24 Stunden einmal im Uhrzeigersinn um einen Punkt direkt über Ihnen, an dem es zufällig keine besonders hellen Sterne gibt.

Von jedem Punkt des Äquators aus sind alle Sterne, die an diesem Tag irgendwo auf der Erde sichtbar sind, im Laufe der Nacht sichtbar, wenn sich der Himmel um eine Linie dreht, die von Norden nach Süden gezogen wird. Wenn Sie nach Osten schauen, sind die vom Nordpol sichtbaren Sterne links und die vom Südpol sichtbaren Sterne rechts. Das bedeutet, dass der Äquator im 90°-Winkel zu den Polen ausgerichtet sein muss.

Die Richtung, in die jeder Zwischenpunkt auf der Erde zeigt, kann auch berechnet werden, indem die Winkel der Fixsterne gemessen und der sichtbare Himmelsteil bestimmt wird. Zum Beispiel, New York City ist etwa 40 ° nördlich des Äquators. Die scheinbare Bewegung der Sonne blendet von Tag zu Tag leicht unterschiedliche Teile des Himmels aus, aber im Laufe des Jahres sieht sie eine Kuppel von 280° (360° - 80°). So sind zum Beispiel sowohl Orion als auch Big Dipper zumindest während eines Teils des Jahres sichtbar.

Sternbeobachtungen von einem repräsentativen Satz von Punkten auf der ganzen Erde in Kombination mit der Kenntnis des kürzesten Bodenabstands zwischen zwei beliebigen gegebenen Punkten machen eine ungefähre Kugel zur einzig möglichen Form für die Erde.

Die Sonne beobachten

Auf einer flachen Erde würde eine Sonne, die in alle Richtungen scheint, die gesamte Oberfläche gleichzeitig beleuchten, und alle Orte würden am Horizont etwa gleichzeitig Sonnenaufgang und Sonnenuntergang erleben. Bei einer kugelförmigen Erde befindet sich die Hälfte des Planeten zu jeder Zeit im Tageslicht und die andere Hälfte erlebt die Nacht. Wenn ein bestimmter Ort auf der kugelförmigen Erde im Sonnenlicht liegt, befindet sich sein Antipode – der Ort genau auf der gegenüberliegenden Seite der Erde – im Dunkeln. Die Kugelform der Erde bewirkt, dass die Sonne an verschiedenen Orten zu unterschiedlichen Zeiten auf- und untergeht, und verschiedene Orte erhalten jeden Tag unterschiedliche Mengen an Sonnenlicht.

Um Tag und Nacht, Zeitzonen und Jahreszeiten zu erklären, schlagen einige Theoretiker der flachen Erde vor, dass die Sonne nicht in alle Richtungen Licht ausstrahlt, sondern eher wie ein Scheinwerfer wirkt und nur einen Teil der flachen Erde gleichzeitig beleuchtet. Diese Theorie stimmt nicht mit der Beobachtung überein: Bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang würde eine Spotlight-Sonne zumindest ein wenig am Himmel stehen und nicht am Horizont, wo sie immer tatsächlich beobachtet wird. Eine Spotlight-Sonne würde auch in Bezug auf einen ebenen Boden in anderen Winkeln am Himmel erscheinen als in Bezug auf einen gewölbten Boden. Unter der Annahme, dass sich das Licht in geraden Linien ausbreitet, stimmen die tatsächlichen Messungen des Sonnenwinkels am Himmel von sehr weit voneinander entfernten Orten nur mit einer Geometrie überein, bei der die Sonne sehr weit entfernt ist und von der Tageslichthälfte einer kugelförmigen Erde aus gesehen wird. Diese beiden Phänomene hängen zusammen: Ein Scheinwerferlicht in geringer Höhe würde für die meisten Orte auf der Erde den größten Teil des Tages in Horizontnähe verbringen, was nicht beobachtet wird, sondern ziemlich nahe am Horizont auf- und untergeht. Eine hochgelegene Sonne würde mehr Zeit vom Horizont entfernt verbringen, aber ziemlich weit vom Horizont auf- und untergehen, was ebenfalls nicht beobachtet wird.

Tageslänge ändern

Auf einer flachen Erde mit einer omnidirektionalen Sonne würden alle Orte jeden Tag gleich viel Tageslicht bekommen und alle Orte würden gleichzeitig Tageslicht bekommen. Die tatsächliche Tageslänge variiert erheblich, wobei Orte, die näher an den Polen liegen, im Sommer sehr lange und im Winter sehr kurze Tage haben, wobei der nördliche Sommer gleichzeitig mit dem südlichen Winter stattfindet. Orte nördlich des Polarkreises und südlich des Polarkreises erhalten kein Sonnenlicht für mindestens einen Tag im Jahr, und 24-Stunden Tageslicht erhalten für mindestens einen Tag im Jahr. Beide Pole erfahren 6 Monate lang Sonnenlicht und 6 Monate lang Dunkelheit, zu entgegengesetzten Zeiten.

Die Bewegung des Tageslichts zwischen der Nord- und Südhalbkugel erfolgt aufgrund der axialen Neigung der Erde. Die gedachte Linie, um die sich die Erde dreht, die zwischen Nord- und Südpol verläuft, ist etwa 23° von dem Oval geneigt, das ihre Umlaufbahn um die Sonne beschreibt. Die Erde zeigt immer in die gleiche Richtung, wenn sie sich um die Sonne bewegt, so dass der Nordpol während der Hälfte des Jahres ( Sommer auf der Nordhalbkugel) leicht auf die Sonne gerichtet ist und ihn die ganze Zeit im Tageslicht hält, weil die Sonne aufleuchtet die ihm zugewandte Hälfte der Erde (und der Nordpol befindet sich aufgrund der Neigung immer in dieser Hälfte). Für die andere Hälfte der Umlaufbahn ist der Südpol leicht zur Sonne geneigt und es ist Winter auf der Nordhalbkugel. Dies bedeutet, dass die Sonne am Äquator mittags nicht direkt über ihnen steht, außer um die Tagundnachtgleichen im März und September , wenn ein Punkt am Äquator direkt auf die Sonne zeigt.

Tageslänge jenseits des Polarkreises

Die Länge des Tages variiert, da einige Orte (in der Nähe der Pole) während der Erdrotation nur eine kurze Kurve in der Nähe der oberen oder unteren Hälfte der Sonnenlichthälfte durchlaufen; andere Orte (in der Nähe des Äquators) fahren auf viel längeren Kurven durch die Mitte. An Orten knapp außerhalb der Polarkreise gibt es im Hochsommer sogenannte „weiße Nächte“, in denen die Sonne im Juni nie mehr als einige Grad unter dem Horizont steht, sodass von Sonnenuntergang bis Sonnenaufgang eine helle Dämmerung anhält. In Russland nutzt Sankt Petersburg dieses Phänomen im Tourismusmarketing.

Länge der Dämmerung

Längere Dämmerungen werden in höheren Breiten (in der Nähe der Pole) aufgrund eines flacheren Winkels der scheinbaren Bewegung der Sonne im Vergleich zum Horizont beobachtet. Auf einer flachen Erde würde der Sonnenschatten die obere Atmosphäre sehr schnell erreichen, außer in der Nähe des nächsten Randes der Erde, und würde immer im gleichen Winkel zum Boden stehen (was nicht beobachtet wird).

Die Länge der Dämmerung wäre auf einer flachen Erde sehr unterschiedlich. Auf einer runden Erde wird die Atmosphäre über dem Boden eine Zeit lang beleuchtet, bevor Sonnenaufgang und nach Sonnenuntergang am Boden beobachtet werden, da die Sonne aus größeren Höhen noch sichtbar ist.

Auch die Theorie der "Spotlight Sun" stimmt mit dieser Beobachtung nicht überein, da die Luft nicht beleuchtet werden kann, ohne dass der Boden darunter ebenfalls beleuchtet wird (außer bei Schatten von Bergen, Hochhäusern und anderen Oberflächenhindernissen).

Beobachten des Sonnenlichts vor oder nach dem Sehen der Sonne

Es ist möglich, einige Minuten vor Sonnenaufgang oder nach Sonnenuntergang vom Erdgeschoss aus sonnenbeschienene Fenster von nahe gelegenen Hochhäusern zu sehen. Auf einer nicht gekrümmten, flachen Landmasse würde es aufgrund des winzigen Verhältnisses nur Sekunden dauern (vergleiche ~45 Meter / 150 Fuß eines 14-stöckigen Gebäudes mit interkontinentalen Entfernungen). Wenn ein solches Phänomen durch eine prismatische Eigenschaft der Atmosphäre in einer flachen Welt verursacht würde, mit einer relativ kleinen Lichtquelle, die sich um die Erde dreht (wie in späteren Karten der flachen Erde aus dem 19. Jahrhundert), würde dies der eigenen Sehfähigkeit widersprechen ein richtiges Panorama des Sternenhimmels zu einer Zeit in der Nacht, und nicht ein kleiner, aber verzerrter, "gestreckter" Fleck davon. Ebenso wird die Spitze eines Berges vor Sonnenaufgang und nach Sonnenuntergang beleuchtet, ebenso wie Wolken.

Lokale Sonnenzeit und Zeitzonen

Die antike Zeitmessung berechnete "Mittag" als die Tageszeit, zu der die Sonne am höchsten am Himmel steht, wobei die restlichen Stunden des Tages daran gemessen wurden. Tagsüber kann die scheinbare Sonnenzeit direkt mit einer Sonnenuhr gemessen werden . Im alten Ägypten teilten die ersten bekannten Sonnenuhren den Tag in 12 Stunden ein, aber da sich die Länge des Tages mit der Jahreszeit änderte, änderte sich auch die Länge der Stunden. In der Renaissance tauchten Sonnenuhren auf, die Stunden als immer gleich lang definierten . In Westeuropa wurden im Mittelalter Uhrtürme und Schlaguhren verwendet, um die Menschen in der Nähe über die lokale Zeit zu informieren, obwohl dies im Vergleich zur Neuzeit in einer weitgehend agrarischen Gesellschaft weniger wichtig war.

Da die Sonne ihren höchsten Punkt für verschiedene Längengrade zu unterschiedlichen Zeiten erreicht (etwa vier Minuten für jeden Längengradunterschied Ost oder West), ist der lokale Sonnenmittag in jeder Stadt anders, mit Ausnahme derjenigen, die direkt nördlich oder südlich voneinander liegen. Dies bedeutet, dass die Uhren in verschiedenen Städten um Minuten oder Stunden gegeneinander versetzt sein könnten. Als die Uhren präziser wurden und die Industrialisierung die Zeitmessung wichtiger machte, wechselten die Städte zur mittleren Sonnenzeit , die aufgrund der elliptischen Natur der Erdumlaufbahn und ihrer Neigung geringfügige Abweichungen im Zeitpunkt des lokalen Sonnenmittags im Laufe des Jahres ignoriert.

Die Unterschiede in der Uhrzeit zwischen den Städten waren bis zum Aufkommen der Eisenbahn im 19. Jahrhundert im Allgemeinen kein Problem , was das Reisen zwischen entfernten Städten viel schneller machte als zu Fuß oder zu Pferd, und auch die Passagiere mussten zu bestimmten Zeiten erscheinen, um ihre gewünschten Züge. Im Vereinigten Königreich wechselten die Eisenbahnen nach und nach auf die Greenwich Mean Time (die von der Ortszeit des Greenwich-Observatoriums in London eingestellt wurde), gefolgt von öffentlichen Uhren im ganzen Land, die eine einzige Zeitzone bildeten. In den Vereinigten Staaten veröffentlichten Eisenbahnen Fahrpläne basierend auf der Ortszeit, später basierend auf der Standardzeit für diese Eisenbahn (normalerweise die Ortszeit am Hauptsitz der Eisenbahn) und schließlich basierend auf vier Standardzeitzonen, die von allen Eisenbahnen geteilt werden, wobei benachbarte Zonen unterschied sich um genau eine Stunde. Auf den ersten Eisenbahnzeit wurde von tragbaren synchronisierten Chronometer , und dann später durch Telegraphen und Radiosignalen.

San Francisco liegt auf 122,41° W Länge und Richmond, Virginia liegt auf 77,46° W Länge. Sie befinden sich beide auf etwa 37,6° nördlicher Breite (± 0,2°). Der Längenunterschied von etwa 45° bedeutet zum Beispiel etwa 180 Minuten oder 3 Stunden Zeit zwischen den Sonnenuntergängen in den beiden Städten. San Francisco liegt in der Pacific Time Zone und Richmond in der Eastern Time Zone, die drei Stunden auseinander liegen. Die lokalen Uhren in jeder Stadt zeigen also an, dass die Sonne in der lokalen Zeitzone ungefähr zur gleichen Zeit untergeht. Aber ein Telefonat von Richmond nach San Francisco bei Sonnenuntergang wird zeigen, dass es in Kalifornien noch drei Stunden Tageslicht gibt.

Bestimmung der Größe der Erde nach Eratosthenes

Sonnenstrahlen werden als zwei Strahlen gezeigt, die in Syene und Alexandria auf den Boden treffen. Der Winkel zwischen dem Sonnenstrahl und einem Gnomon (vertikaler Pol) in Alexandria ermöglichte es Eratosthenes, den Erdumfang abzuschätzen

Unter der Annahme, dass die Sonne sehr weit entfernt ist, führte der antike griechische Geograph Eratosthenes ein Experiment durch, bei dem er die Unterschiede des beobachteten Sonnenwinkels von zwei verschiedenen Orten aus nutzte, um den Erdumfang zu berechnen. Obwohl moderne Telekommunikation und Zeitmessung nicht zur Verfügung standen, konnte er sicherstellen, dass die Messungen gleichzeitig erfolgten, indem er sie an beiden Orten zu dem Zeitpunkt durchführen ließ, an dem die Sonne am höchsten am Himmel stand (lokaler Mittag). Unter leicht falschen Annahmen über die Lage zweier Städte kam er zu einem Ergebnis innerhalb von 15 % des korrekten Wertes.

Die Form der Erde bestimmen

Wenn an einem bestimmten Tag viele verschiedene Städte den Winkel der Sonne am lokalen Mittag messen, zeigen die resultierenden Daten in Kombination mit den bekannten Entfernungen zwischen den Städten, dass die Erde eine Nord-Süd-Krümmung von 180 Grad hat. (Wenn der Nord- und der Südpol eingeschlossen sind und der gewählte Tag entweder die Herbst- oder Frühlings-Tagundnachtgleiche ist, wird eine ganze Reihe von Winkeln beobachtet.) Dies stimmt mit vielen abgerundeten Formen, einschließlich einer Kugel, und einer flachen Form nicht überein .

Einige behaupten, dass dieses Experiment von einer sehr weit entfernten Sonne ausgeht, so dass die einfallenden Strahlen im Wesentlichen parallel sind, und dass, wenn eine flache Erde angenommen wird, die gemessenen Winkel es ermöglichen, den Abstand zur Sonne zu berechnen, der klein genug sein muss, dass seine einfallende Strahlen sind nicht sehr parallel. Nimmt man jedoch mehr als zwei relativ gut getrennte Städte in das Experiment ein, wird die Berechnung deutlich machen, ob die Sonne in der Nähe oder in der Nähe ist. Zum Beispiel sagen der 0-Grad-Winkel vom Nordpol und der 90-Grad-Winkel vom Äquator auf der Tagundnachtgleiche eine Sonne voraus, die sich im Wesentlichen neben der Oberfläche einer flachen Erde befinden müsste, aber der Winkelunterschied zwischen dem Äquator und New York City würde eine viel weiter entfernte Sonne vorhersagen, wenn die Erde flach ist. Da diese Ergebnisse widersprüchlich sind, kann die Erdoberfläche nicht flach sein; die Daten stimmen stattdessen mit einer fast kugelförmigen Erde und einer Sonne überein, die im Vergleich zum Durchmesser der Erde sehr weit entfernt ist.

Oberflächenumrundung

Seit dem 16. Jahrhundert sind viele Menschen in alle Richtungen um die Welt gesegelt oder geflogen, und keiner hat eine Kante oder undurchdringliche Barriere entdeckt. (Siehe Umrundung , Arktisforschung und Geschichte der Antarktis .)

Einige Theorien der flachen Erde, die vorschlagen, dass die Welt eine Nordpol-zentrierte Scheibe ist, stellen sich die Antarktis als undurchdringliche Eiswand vor, die den Planeten umgibt und alle Kanten verbirgt. Dieses Scheibenmodell erklärt die Ost-West-Umrundung als einfaches Kreisen um die Scheibe. (Ost-West-Wege bilden sowohl in der Scheiben- als auch in der Kugelgeometrie einen Kreis.) In diesem Modell ist es möglich, den Nordpol zu durchqueren, aber es wäre nicht möglich, eine Umrundung durchzuführen, die den Südpol einschließt (von dem angenommen wird, dass er nicht existiert). ).

Der Polarkreis ist ungefähr 16.000 km (9.900 Meilen) lang, ebenso wie der Polarkreis. Eine "echte Umrundung" der Erde wird, um der Form der Erde Rechnung zu tragen, etwa 2,5-mal so lang, einschließlich einer Überquerung des Äquators, bei etwa 40.000 km (25.000 mi) definiert. Auf dem flachen Erdmodell würden die Verhältnisse erfordern, dass der Südpolarkreis das 2,5-fache der Länge der Umrundung oder 2,5 × 2,5 = 6,25-fache Länge des Polarkreises beträgt.

Entdecker, Regierungsforscher, Verkehrspiloten und Touristen waren in der Antarktis und fanden heraus, dass es sich nicht um einen großen Ring handelt, der die ganze Welt umgibt, sondern in Wirklichkeit ein ungefähr scheibenförmiger Kontinent, der kleiner als Südamerika, aber größer als Australien ist, mit einem Inneren, das kann tatsächlich durchquert werden, um einen kürzeren Weg von zB der Spitze Südamerikas nach Australien zu nehmen, als dies auf einer Scheibe möglich wäre.

Die erste Landüberquerung der gesamten Antarktis war die Commonwealth Trans-Antarktis-Expedition 1955–1958, und seitdem sind viele Forschungsflugzeuge in verschiedene Richtungen über den Kontinent geflogen.

Gitterverzerrung auf einer Kugelfläche

Diagramm, das zeigt, wie sich die Innenwinkel von Dreiecken auf einer kleinen, fast ebenen Fläche der Erde zu etwa 180 ° addieren, aber zu mehr als 180 ° (in diesem Fall 230 °) addieren, wenn sie auf einer großen Fläche mit signifikantem . aufgetragen werden Krümmung

Ein Meridian der Länge ist eine Linie , wo lokaler Solar-Mittag jeden Tag zur gleichen Zeit stattfindet. Diese Linien definieren "Norden" und "Süden". Diese sind senkrecht zu den Breitengraden , die "Osten" und "Westen" definieren, wobei die Sonne am selben Tag um Mittag im gleichen Winkel steht. Würde sich die Sonne von Ost nach West über eine flache Erde bewegen, wären die Meridianlinien immer gleich weit voneinander entfernt - sie würden in Kombination mit Breitengraden ein quadratisches Gitter bilden. In Wirklichkeit entfernen sich die Meridianlinien immer weiter, wenn man sich dem Äquator nähert, was nur auf einer runden Erde möglich ist. An Orten, an denen Land auf einem Rastersystem geplottet wird, führt dies zu Unstetigkeiten im Raster. In Gebieten im Mittleren Westen der Vereinigten Staaten , die das Public Land Survey System verwenden , weichen beispielsweise die nördlichsten und westlichsten Abschnitte einer Gemeinde von dem ab, was ansonsten eine genaue Quadratmeile wäre. Die resultierenden Diskontinuitäten spiegeln sich manchmal direkt in lokalen Straßen wider, die Knicke aufweisen, bei denen das Raster nicht vollständig geraden Linien folgen kann.

Die Mercator-Projektion enthält Beispiele für Größenverzerrungen.

Sphärische vs. flache Dreiecke

Da die Erde kugelförmig ist, müssen Fernreisen manchmal in andere Richtungen gehen als auf einer flachen Erde. Stellen Sie sich zum Beispiel ein Flugzeug vor, das 10.000 Kilometer in gerader Linie zurücklegt, eine 90-Grad-Rechtskurve macht, weitere 10.000 Kilometer (6.200 Meilen) zurücklegt, eine weitere 90-Grad-Rechtskurve macht und 10.000 Kilometer zurücklegt m) ein drittes Mal. Auf einer flachen Erde wäre das Flugzeug an drei Seiten eines Quadrats geflogen und hätte etwa 10.000 Kilometer (6.200 Meilen) von seinem Startpunkt entfernt einen Punkt erreicht. Da die Erde jedoch kugelförmig ist, hat sie sich in Wirklichkeit auf drei Seiten eines Dreiecks bewegt und kommt sehr nahe an ihrem Ausgangspunkt an. Wenn der Startpunkt der Nordpol ist, wäre er vom Nordpol bis zum Äquator genau nach Süden, dann ein Viertel der Erdumrundung nach Westen und dann genau nach Norden zurück zum Nordpol gewandert.

In der sphärischen Geometrie ist die Winkelsumme innerhalb eines Dreiecks größer als 180° (in diesem Beispiel 270°, nachdem man am Nordpol einen 90°-Winkel zur Abfahrtsbahn erreicht hat) im Gegensatz zu einer ebenen Fläche, wo sie immer genau . ist 180°.

Wettersysteme

Niederdruckwettersysteme mit Einwärtswinden (wie ein Hurrikan ) drehen sich nördlich des Äquators gegen den Uhrzeigersinn, südlich des Äquators jedoch im Uhrzeigersinn. Dies ist auf die Coriolis-Kraft zurückzuführen und erfordert, dass (vorausgesetzt, sie sind aneinander befestigt und in die gleiche Richtung rotiert) die Nord- und Südhälfte der Erde in entgegengesetzte Richtungen gewinkelt sind (z. B. der Norden zeigt zu Polaris und der Süden) ist davon abgewandt).

Schwere

Die Gesetze der Schwerkraft , Chemie und Physik , die die Entstehung und Rundung der Erde erklären, sind experimentell gut erprobt und werden erfolgreich auf viele technische Aufgaben angewendet.

Aus diesen Gesetzen wissen wir, wie viel Masse die Erde enthält und dass ein nicht kugelförmiger Planet von der Größe der Erde sich nicht gegen seine eigene Schwerkraft halten könnte. Eine Scheibe von der Größe der Erde würde zum Beispiel wahrscheinlich brechen, sich erhitzen, verflüssigen und sich wieder in eine ungefähr kugelförmige Form formen. Auf einer Scheibe, die stark genug ist, um ihre Form beizubehalten, würde die Schwerkraft in Bezug auf die Oberfläche nicht nach unten ziehen, sondern zur Mitte der Scheibe ziehen, im Gegensatz zu dem, was auf ebenem Gelände beobachtet wird (und dies zu großen Problemen mit Ozeanen führen würde, die in Richtung die Mitte der Scheibe).

Die anderen Bedenken ignorierend, erklären einige Theoretiker der flachen Erde die beobachtete "Gravitation" der Oberfläche, indem sie vorschlagen, dass die flache Erde ständig nach oben beschleunigt. Eine solche Theorie würde auch die Gezeiten in den Ozeanen der Erde zur Erklärung offen lassen , die herkömmlicherweise durch die von Sonne und Mond ausgeübte Schwerkraft erklärt werden.

Beweise basierend auf moderner Technologie

Beobachtungen von Foucaultschen Pendeln , die in Wissenschaftsmuseen auf der ganzen Welt beliebt sind, zeigen, dass die Welt kugelförmig ist und sich dreht (nicht dass sich die Sterne um sie drehen).

Die Navigationsmathematik mit Global Positioning System (GPS)-Satelliten geht davon aus, dass sie sich auf bekannten Umlaufbahnen um eine annähernd kugelförmige Oberfläche bewegen. Die Genauigkeit der GPS-Navigation bei der Bestimmung des Breiten- und Längengrades und die Art und Weise, wie diese Zahlen auf Positionen am Boden abgebildet werden, zeigen, dass diese Annahmen richtig sind. Das gleiche gilt für das operative GLONASS- System, das von Russland betrieben wird, und das in Entwicklung befindliche europäische Galileo , das chinesische BeiDou und das indische IRNSS .

Satelliten, einschließlich Kommunikationssatelliten, die für Fernseh-, Telefon- und Internetverbindungen verwendet werden, würden nicht im Orbit bleiben, es sei denn, die moderne Gravitationstheorie wäre korrekt. Die Details, welche Satelliten zu welchen Zeiten von welchen Orten am Boden aus sichtbar sind, belegen eine annähernd kugelförmige Gestalt der Erde. (Seekabel werden auch für die interkontinentale Kommunikation verwendet.)

Funksender werden auf hohen Türmen montiert, da sie im Allgemeinen auf Sichtlinienausbreitung angewiesen sind . Der Abstand zum Horizont ist in größerer Höhe größer, sodass eine höhere Montage den Bereich, den sie bedienen können, erheblich vergrößert. Einige Signale können über viel größere Entfernungen übertragen werden, jedoch nur, wenn sie Frequenzen haben, bei denen sie Bodenwellenausbreitung , troposphärische Ausbreitung , troposphärische Streuung oder ionosphärische Ausbreitung verwenden können , um Signale um die Erdkrümmung zu reflektieren oder zu brechen.

Äquatoriale Montierungen ermöglichen es dem Astronomen, das Teleskop längere Zeit auf dasselbe Himmelsobjekt zu richten und gleichzeitig die Erdrotation auf einfache Weise zu kompensieren. Die Achse einer äquatorialen Montierung ist bei der Beobachtung von Sternen am Erdäquator parallel zur Erdoberfläche – aber senkrecht dazu bei der Beobachtung von einem der Erdpole. Äquatoriale Montierungen wurden speziell für eine kugelförmige und rotierende Erde entwickelt.

Die Architektur. Mit dem Aufzug noch einmal den Sonnenuntergang beobachten

Auf ebenem Boden ist der Abstandsunterschied zum Horizont zwischen Liegen und Aufstehen groß genug, um den Sonnenuntergang zweimal zu beobachten, indem man sofort nach dem ersten Untergang im Liegen schnell aufsteht. Dies kann auch mit einer Hubarbeitsbühne oder einem hohen Gebäude mit einem schnellen Aufzug erfolgen. Auf einer flachen Erde oder einem signifikant großen flachen Segment könnte man die Sonne aufgrund eines viel schnelleren Sonnenschattens nicht mehr sehen (es sei denn, sie steht in der Nähe des sonnennächsten Randes).

Das Design einiger großer Strukturen muss die Form der Erde berücksichtigen. Zum Beispiel sind die Türme der Humber Bridge , obwohl beide vertikal in Bezug auf die Schwerkraft, oben 36 mm (1,4 Zoll) weiter voneinander entfernt als unten aufgrund der lokalen Krümmung.

Flugzeuge und Raumfahrzeuge

Menschen in hochfliegenden Flugzeugen oder Fallschirmspringer aus Höhenballons können die Erdkrümmung deutlich sehen. Verkehrsflugzeuge fliegen nicht unbedingt hoch genug, um dies deutlich zu machen. Der Versuch, die Krümmung des Horizonts durch eine Aufnahme zu messen, wird dadurch erschwert, dass Kameraobjektive je nach verwendetem Winkel verzerrte Bilder erzeugen können. Eine extreme Version dieses Effekts ist beim Fischaugenobjektiv zu sehen . Wissenschaftliche Messungen würden ein sorgfältig kalibriertes Objektiv erfordern.

Der schnellste Weg für ein Flugzeug, zwischen zwei entfernten Punkten zu reisen, ist eine Großkreisroute . Diese Route wird auf jeder Karte als gekrümmt angezeigt, außer auf einer, die eine gnomonische Projektion verwendet .

Auch Bodenfotos, die von Flugzeugen über eine ausreichend große Fläche aufgenommen wurden, fügen sich auf einer ebenen Fläche nicht nahtlos zusammen, wohl aber auf einer etwa kugelförmigen Fläche. Luftaufnahmen von großen Flächen müssen korrigiert werden, um die Krümmung zu berücksichtigen.

Viele Bilder der gesamten Erde wurden von Satelliten aufgenommen, die von einer Vielzahl von Regierungen und privaten Organisationen gestartet wurden. Aus hohen Bahnen, wo die Hälfte des Planeten auf einmal zu sehen ist, ist er schlicht kugelförmig. Die einzige Möglichkeit, alle Aufnahmen des Bodens aus niedrigeren Bahnen so zusammenzusetzen, dass sich alle Oberflächenmerkmale nahtlos und ohne Verzerrung aneinanderreihen, besteht darin, sie auf eine annähernd kugelförmige Oberfläche zu legen.

Astronauten in einer niedrigen Erdumlaufbahn können die Krümmung des Planeten persönlich sehen und mehrmals täglich umher reisen. Die Astronauten, die zum Mond gereist sind, haben die gesamte dem Mond zugewandte Hälfte gleichzeitig gesehen und können die Kugel einmal am Tag rotieren sehen (ungefähr; der Mond bewegt sich auch in Bezug auf die Erde).

Als die Überschall- Concorde nicht lange nach Sonnenuntergang von London abhob und westwärts nach New York flog, überholte das Flugzeug die scheinbare Bewegung der Sonne nach Westen, und so beobachteten die Passagiere an Bord den Sonnenaufgang im Westen während ihrer Reise. Nach der Landung in New York sahen die Passagiere einen zweiten Sonnenuntergang im Westen.

Breitengrad vs. Tangentialgeschwindigkeit. Die gestrichelte Linie zeigt das Beispiel des Kennedy Space Center . Die strichpunktierte Linie bezeichnet die typische Reisegeschwindigkeit von Verkehrsflugzeugen .

Da die Geschwindigkeit des Sonnenschattens in Polarregionen (aufgrund des steileren Winkels) langsamer ist, kann selbst ein Unterschallflugzeug den Sonnenuntergang in hohen Breitengraden überholen. Ein Fotograf nutzte eine ungefähre Rundstrecke um den Nordpol, um 24 Sonnenuntergänge im gleichen Zeitraum von 24 Stunden zu fotografieren, wobei er den Fortschritt nach Westen in jeder Zeitzone anhielt, um den Schatten der Sonne einzuholen. Die Erdoberfläche rotiert mit 180,17 Meilen pro Stunde (289,96 km/h) bei 80° Nord oder Süd und 1.040,4 Meilen pro Stunde (1.674,4 km/h) am Äquator.

Geschichte

Antike

Obwohl die früheste schriftliche Erwähnung einer kugelförmigen Erde aus antiken griechischen Quellen stammt, gibt es keinen Bericht darüber, wie die Kugelförmigkeit der Erde entdeckt wurde. Eine plausible Erklärung des Historikers Otto E. Neugebauer ist, dass es "die Erfahrung von Reisenden war, die eine solche Erklärung für die Variation der beobachtbaren Höhe des Pols und die Änderung der Fläche zirkumpolarer Sterne nahelegten , eine Änderung, die ziemlich war drastisch zwischen griechischen Siedlungen " rund um das östliche Mittelmeer , insbesondere zwischen dem Nildelta und der Krim .

Eine andere mögliche Erklärung lässt sich auf frühere phönizische Seefahrer zurückführen . Die erste Weltumsegelung von Afrika wird beschrieben durch phönizische Entdecker von eingesetzt unternommen als ägyptischen Pharao Necho II c. 610–595 v. Chr. In den Geschichten , 431-425 BC geschrieben, Herodot Zweifel an einem Bericht über die Sonne aus dem Norden beobachtet scheint. Er stellte fest, dass das Phänomen von phönizischen Entdeckern während ihrer Umrundung Afrikas beobachtet wurde ( The Histories , 4.42), die behaupteten, die Sonne bei ihrer Umrundung im Uhrzeigersinn zu ihrer Rechten gehabt zu haben. Für moderne Historiker bestätigen diese Details die Wahrheit des Berichts der Phönizier. Der Historiker Dmitri Panchenko vermutet, dass es die phönizische Umrundung Afrikas war, die die Theorie einer kugelförmigen Erde inspirierte, deren früheste Erwähnung im 5. Jahrhundert v. Chr. Der Philosoph Parmenides machte. Über ihr Wissen über Geographie und Navigation ist jedoch nichts Gewisses überliefert, was bedeutet, dass wir keine Beweise dafür haben, dass sie sich die Erde als kugelförmig vorstellten.

Hellenische und hellenistische Welt

Pythagoras

Frühe griechische Philosophen spielten auf eine kugelförmige Erde an, wenn auch mit einigen Mehrdeutigkeiten. Pythagoras (6. Jahrhundert v. Chr.) gehörte zu denjenigen, die die Idee erfunden haben sollen, aber dies könnte die altgriechische Praxis widerspiegeln, jede Entdeckung dem einen oder anderen ihrer alten Weisen zuzuschreiben. Eine Vorstellung von dem Rundheitsgrad der Erde scheint sowohl zu bekannt waren Parmenides und Empedokles im 5. Jahrhundert vor Christus, und auch wenn die Idee nicht verlässlich zu Pythagoras zugeschrieben werden, könnte es doch im formuliert worden ist Pythagoreische Schule im 5. Jahrhundert vor Christus obwohl einige anderer Meinung sind. Nach dem 5. Jahrhundert v. Chr. dachte kein griechischer Schriftsteller von Rang, die Welt sei alles andere als rund.

Plato

Platon (427–347 v. Chr.) reiste nach Süditalien , um pythagoreische Mathematik zu studieren . Als er nach Athen zurückkehrte und seine Schule gründete, lehrte Platon seine Schüler auch, dass die Erde eine Kugel sei, obwohl er keine Rechtfertigungen anbot. "Meine Überzeugung ist, dass die Erde ein runder Körper in der Mitte des Himmels ist und daher keine Luft oder eine ähnliche Kraft als Stütze benötigt." Wenn der Mensch hoch über den Wolken schweben könnte, würde die Erde "einer jener Kugeln sein, die in zwölf Stücken Lederhüllen haben und mit verschiedenen Farben geschmückt sind, von denen die Farben, die von Malern auf der Erde verwendet werden, gewissermaßen Muster sind". In Timaios , seinem einzigen Werk, das während des gesamten Mittelalters in lateinischer Sprache erhältlich war, lesen wir, dass der Schöpfer "die Welt in Form einer Kugel, rund wie von einer Drehbank, mit ihren Extremen in jeder Richtung gleich weit vom Zentrum, der vollkommenste und sich selbst am ähnlichsten von allen Figuren", obwohl sich das Wort "Welt" hier auf den Himmel bezieht.

Aristoteles
Runder Erdkern während der Mondfinsternis im August 2008

Aristoteles (384–322 v. Chr.) war Platons bester Schüler und „der Geist der Schule“. Aristoteles stellte fest, dass " in Ägypten und Zypern Sterne zu sehen sind, die in den nördlichen Regionen nicht zu sehen sind." Da dies nur auf einer gekrümmten Fläche geschehen konnte, hielt auch er die Erde für eine Kugel "von geringer Größe, denn sonst wäre die Wirkung eines so geringen Ortswechsels nicht schnell sichtbar". ( De caelo , 298a2–10)

Aristoteles lieferte physikalische und beobachtende Argumente, die die Idee einer kugelförmigen Erde stützten:

  • Jeder Teil der Erde strebt zum Zentrum, bis er durch Kompression und Konvergenz eine Kugel bildet. ( De caelo , 297a9–21)
  • Reisende, die nach Süden gehen, sehen südliche Konstellationen höher über dem Horizont aufsteigen; und
  • Der Schatten der Erde auf dem Mond während einer Mondfinsternis ist rund. ( De caelo , 297b31–298a10).

Die Konzepte der Symmetrie, des Gleichgewichts und der zyklischen Wiederholung durchdrangen das Werk von Aristoteles. In seiner Meteorologie teilte er die Welt in fünf Klimazonen ein: zwei gemäßigte Gebiete, die durch eine heiße Zone in der Nähe des Äquators getrennt sind , und zwei kalte, unwirtliche Regionen, "eine in der Nähe unseres oberen oder Nordpols und die andere in der Nähe des ... Südpols". beide undurchdringlich und mit Eis umgürtet ( Meteorologica , 362a31-35). Obwohl in den kalten Zonen keine Menschen überleben könnten, könnten Bewohner in den südlichen gemäßigten Regionen existieren.

Aristoteles' Theorie des natürlichen Ortes stützte sich auf eine kugelförmige Erde, um zu erklären, warum schwere Dinge nach unten gehen (in Richtung dessen, was Aristoteles für das Zentrum des Universums hielt) und Dinge wie Luft und Feuer nach oben steigen. In diesem geozentrischen Modell wurde angenommen, dass die Struktur des Universums eine Reihe perfekter Kugeln ist. Es wurde angenommen, dass sich Sonne, Mond, Planeten und Fixsterne auf Himmelssphären um eine stationäre Erde bewegen .

Obwohl die Physiktheorie des Aristoteles in der christlichen Welt viele Jahrhunderte überlebte, erwies sich das heliozentrische Modell schließlich als eine korrektere Erklärung des Sonnensystems als das geozentrische Modell, und die Atomtheorie erwies sich als eine korrektere Erklärung der Natur von Materie als klassische Elemente wie Erde, Wasser, Luft, Feuer und Äther.

Archimedes

In Satz 2 des ersten Buches seiner Abhandlung "Über schwimmende Körper" demonstriert Archimedes , dass "die Oberfläche jeder ruhenden Flüssigkeit die Oberfläche einer Kugel ist, deren Mittelpunkt derselbe ist wie der der Erde". Anschließend nimmt er in den Sätzen 8 und 9 derselben Arbeit das Ergebnis von Satz 2 an, dass die Erde eine Kugel ist und dass die Oberfläche einer darauf befindlichen Flüssigkeit eine im Erdmittelpunkt zentrierte Kugel ist.

Eratosthenes

Eratosthenes ein Hellenistische Astronom von Cyrenaica (276-194 BC), geschätzten Erde ‚s Umfang um 240 BC, einen Wert von 252.000 Rechen staden . Die Länge, die Eratosthenes für ein „Stade“ vorgesehen hat, ist nicht bekannt, aber seine Zahl hat nur einen Fehler von etwa eins bis fünfzehn Prozent. Eratosthenes kann nur den Umfang der Erde messen , indem angenommen wird, dass der Abstand zur Sonne so groß ist , dass die Strahlen der Sonne sind praktisch parallel .

1700 Jahre nach Eratosthenes studierte Christoph Kolumbus die Funde von Eratosthenes, bevor er nach Westen nach Indien segelte. Letztendlich lehnte er Eratosthenes jedoch zugunsten anderer Karten und Argumente ab, die den Erdumfang als ein Drittel kleiner interpretierten, als er tatsächlich ist. Hätte Kolumbus stattdessen die Erkenntnisse von Eratosthenes akzeptiert, wäre er vielleicht nie nach Westen gegangen, da er nicht über die nötigen Vorräte oder Mittel für die viel längere Reise von über 8000 Meilen verfügte.

Seleukos von Seleukia

Seleukos von Seleucia (ca. 190 v. Chr.), der in der Stadt Seleucia in Mesopotamien lebte , schrieb, dass die Erde kugelförmig ist (und tatsächlich die Sonne umkreist , beeinflusst von der heliozentrischen Theorie des Aristarch von Samos ).

Posidonius

Posidonius (ca. 135 – 51 v. Chr.) vertraute auf die Methode von Eratosthenes, allerdings indem er den Stern Canopus anstelle der Sonne bei der Bestimmung des Erdumfangs beobachtete. In Ptolemaios Geographia wurde sein Ergebnis gegenüber dem von Eratosthenes bevorzugt. Posidonius drückte außerdem den Abstand der Sonne in Erdradien aus.

Römisches Reich

Die Idee einer kugelförmigen Erde verbreitete sich langsam über den Globus und wurde schließlich die angenommene Ansicht in allen wichtigen astronomischen Traditionen.

Im Westen kam die Idee zu den Römern durch den langwierigen Prozess der gegenseitigen Befruchtung mit der hellenistischen Zivilisation . Viele römische Autoren wie Cicero und Plinius beziehen sich in ihren Werken selbstverständlich auf die Rundheit der Erde. Plinius betrachtete auch die Möglichkeit einer unvollkommenen Kugel "in Form eines Tannenzapfens".

Wenn sich ein Schiff am Horizont befindet, wird sein unterer Teil von der Erdkrümmung verdeckt . Dies war eines der ersten Argumente für ein Runderde-Modell.
Strabo

Es wurde vermutet, dass Seeleute aufgrund von Beobachtungen des Horizonts wahrscheinlich den ersten Beobachtungsbeweis dafür lieferten, dass die Erde nicht flach war . Dieses Argument wurde von dem Geograph vorbringen Strabo (c 64 BC -. 24 AD), der vorschlug , dass die Kugelgestalt der Erde wurde vermutlich um das Seeleute bekannt Mittelmeer mindestens seit dem Zeitpunkt des Homer , unter Berufung auf eine Linie von der Odyssey als Hinweis darauf, dass der Dichter Homer bereits im 7. oder 8. Jahrhundert v. Chr. davon wusste. Strabo zitierte verschiedene auf See beobachtete Phänomene, die darauf hindeuteten, dass die Erde kugelförmig war. Er beobachtete, dass erhöhte Lichter oder Landflächen für Seeleute in größerer Entfernung sichtbar waren als weniger erhöhte, und gab an, dass die Krümmung des Meeres dafür offensichtlich verantwortlich sei.

Claudius Ptolemäus
Eine gedruckte Karte aus dem 15. Jahrhundert mit der Beschreibung der Ökumene durch Ptolemaios (1482, Johannes Schnitzer, Kupferstecher).

Claudius Ptolemäus (90–168 n. Chr.) lebte in Alexandria , dem Zentrum der Wissenschaft im 2. Jahrhundert. Im Almagest , der 1400 Jahre lang das Standardwerk der Astronomie blieb, brachte er viele Argumente für die sphärische Natur der Erde vor. Unter ihnen war die Beobachtung, dass wenn ein Schiff in Richtung Berge segelt , Beobachter bemerken, dass diese aus dem Meer zu steigen scheinen, was darauf hindeutet, dass sie von der gekrümmten Oberfläche des Meeres verdeckt wurden. Er führt auch getrennte Argumente an, dass die Erde eine Nord-Süd-Krümmung und eine Ost-West-Krümmung aufweist.

Er stellte eine achtbändige Geographia zusammen, die alles behandelte, was über die Erde bekannt war. Der erste Teil der Geographia ist eine Diskussion der Daten und der von ihm verwendeten Methoden. Wie beim Modell des Sonnensystems in Almagest hat Ptolemaios all diese Informationen in einen großen Plan gefasst. Er ordnete allen Orten und geographischen Merkmalen, die er kannte, Koordinaten in einem Raster zu , das den Globus umspannte (obwohl das meiste davon verloren gegangen ist). Der Breitengrad wurde wie heute vom Äquator aus gemessen , aber Ptolemäus zog es vor, ihn als Länge des längsten Tages und nicht als Bogengrad auszudrücken (die Länge des Mittsommertages erhöht sich von 12 auf 24 Stunden, wenn Sie vom Äquator zum Polarkreis ). Er legte den Meridian von 0 Länge am westlichsten Land , das er kannte, die Kanarischen Inseln .

Geographia bezeichnete die Länder „ Serica “ und „Sinae“ ( China ) ganz rechts, dahinter die Insel „Taprobane“ ( Sri Lanka , überdimensional) und die „Aurea Chersonesus“ ( Südostasiatische Halbinsel ).

Ptolemaios entwickelte und lieferte auch Anweisungen zur Erstellung von Karten sowohl der gesamten bewohnten Welt ( oikoumenè ) als auch der römischen Provinzen. Im zweiten Teil der Geographia lieferte er die notwendigen topographischen Listen und Beschriftungen für die Karten. Sein oikoumenè erstreckte sich über 180 Längengrade von den Kanarischen Inseln im Atlantik bis nach China und etwa 81 Breitengrade von der Arktis bis nach Ostindien und tief in Afrika . Ptolemäus war sich bewusst, dass er nur ein Viertel des Erdballs kannte.

Spätantike

Die Kenntnis der Kugelform der Erde war in der spätantiken Wissenschaft sowohl im Neuplatonismus als auch im frühen Christentum eine Selbstverständlichkeit . Calcidius ‚s vierten Jahrhundert Latein Kommentierung und Übersetzung von Platons Timaios , die eines der wenigen Beispiele der griechischen wissenschaftlichen Denkens war , die in den frühen Mittelalter in Westeuropa bekannt wurde, diskutiert Hipparchus ‘ s Verwendung der geometrischen Verhältnisse der Finsternisse in Auf Größen und Entfernungen , um die relativen Durchmesser von Sonne, Erde und Mond zu berechnen.

Theologische Zweifel, die durch das in der hebräischen Bibel implizierte flache Erdmodell begründet waren, inspirierten einige frühchristliche Gelehrte wie Lactantius , Johannes Chrysostomus und Athanasius von Alexandria , aber dies blieb eine exzentrische Strömung. Gelehrte christliche Autoren wie Basilius von Cäsarea , Ambrosius und Augustinus von Hippo waren sich der Kugelform der Erde klar bewusst. "Flat Earthism" hielt sich am längsten im syrischen Christentum , dessen Tradition einer wörtlichen Auslegung des Alten Testaments größere Bedeutung beimaß . Autoren dieser Tradition, wie Cosmas Indicopleustes , stellten die Erde noch im 6. Jahrhundert als flach dar. Dieser letzte Rest des antiken Modells des Kosmos verschwand im 7. Jahrhundert. Seit dem 8. Jahrhundert und dem beginnenden Mittelalter "hat kein nennenswerter Kosmograph die Sphärizität der Erde in Frage gestellt".

Indien

Obwohl die textlichen Beweise nicht überlebt haben, stammen die Präzision der Konstanten, die in vorgriechischen Vedanga- Modellen verwendet wurden, und die Genauigkeit des Modells bei der Vorhersage der Mond- und Sonnenbewegung für vedische Rituale wahrscheinlich aus direkten astronomischen Beobachtungen. Die kosmographischen Theorien und Annahmen im alten Indien entwickelten sich wahrscheinlich unabhängig und parallel, wurden jedoch von einem unbekannten quantitativen griechischen Astronomietext im Mittelalter beeinflusst.

Griechischer Ethnograph Megasthenes , c. 300 v. Chr., wurde so interpretiert, dass die zeitgenössischen Brahmanen an eine kugelförmige Erde als Zentrum des Universums glaubten. Mit der Ausbreitung der hellenistischen Kultur im Osten sickerte die hellenistische Astronomie nach Osten in das alte Indien, wo ihr tiefgreifender Einfluss in den frühen Jahrhunderten n. Chr. deutlich wurde. Das griechische Konzept einer von den Sphären der Planeten und der Fixsterne umgebenen Erde, das von Astronomen wie Varāhamihira und Brahmagupta vehement unterstützt wurde , stärkte die astronomischen Prinzipien. Einige Ideen wurden für möglich gehalten, wenn auch in veränderter Form.

Die Werke des klassischen indischen Astronomen und Mathematiker , Aryabhatta (476-550 AD), befassen sich mit dem Rundheitsgrad der Erde und der Bewegung der Planeten. Die letzten beiden Teile seines Sanskrit- Magnum-Opus, die Aryabhatiya , die Kalakriya ("Zeitrechnung") und Gol ("Kugel") genannt wurden, besagen, dass die Erde kugelförmig ist und dass ihr Umfang 4.967 Yojanas beträgt . In modernen Einheiten sind dies 39.968 km (24.835 mi), nahe dem aktuellen äquatorialen Wert von 40.075 km (24.901 mi).

Mittelalter

Im mittelalterlichen Europa überlebte das Wissen um die Sphärizität der Erde durch direkte Übertragung der Texte der griechischen Antike ( Aristoteles ) und durch Autoren wie Isidor von Sevilla und Beda Venerabilis in den mittelalterlichen Wissenskorpus . Sie wurde mit dem Aufkommen der Scholastik und der mittelalterlichen Gelehrsamkeit zunehmend nachvollziehbar .

Die Verbreitung dieses Wissens über den unmittelbaren Bereich der griechisch-römischen Gelehrsamkeit hinaus erfolgte notwendigerweise allmählich, verbunden mit dem Tempo der Christianisierung Europas. Der erste Beweis für die Kenntnis der Kugelform der Erde in Skandinavien ist beispielsweise eine altisländische Übersetzung von Elucidarius aus dem 12. Jahrhundert . Eine Liste von mehr als hundert lateinischen und volkssprachlichen Schriftstellern der Spätantike und des Mittelalters , die sich der Kugelförmigkeit der Erde bewusst waren, hat Reinhard Krüger, Professor für Romanistik an der Universität Stuttgart, zusammengestellt .

Frühmittelalterliches Europa

Kugelförmige Erde mit den vier Jahreszeiten. Illustration im Buch Liber Divinorum Operum aus dem 12. Jahrhundert von Hildegard von Bingen
Isidor von Sevilla

Bischof Isidore von Sevilla (560–636) lehrte in seiner viel gelesenen Enzyklopädie The Etymologies , dass die Erde „rund“ sei. Die verwirrende Auslegung des Bischofs und die Wahl ungenauer lateinischer Begriffe haben die Meinungen der Gelehrten darüber geteilt, ob er eine Kugel oder eine Scheibe oder sogar etwas Bestimmtes meinte. Bemerkenswerte neuere Gelehrte behaupten, er habe eine kugelförmige Erde gelehrt. Isidore räumte nicht ein, dass Menschen in den Antipoden wohnen könnten, hielt sie für legendär und stellte fest, dass es keine Beweise für ihre Existenz gebe.

Bede der Ehrwürdige

Der Mönch Bede (c. 672-735) schrieb in seiner einflussreichen Abhandlung über computus , die Berechnung der Zeit , dass die Erde rund ist . Er erklärte die ungleiche Länge des Tageslichts aus „der Rundheit der Erde, denn nicht ohne Grund wird sie auf den Seiten der Heiligen Schrift und der gewöhnlichen Literatur ‚die Kugel der Welt‘ genannt mitten im ganzen Universum." (De temporum ratione, 32). Die große Anzahl erhaltener Manuskripte von The Reckoning of Time, die kopiert wurden, um die karolingische Forderung zu erfüllen, dass alle Priester den Computus studieren sollten, weist darauf hin, dass viele, wenn nicht die meisten Priester der Idee der Sphärizität der Erde ausgesetzt waren. Ælfric von Eynsham paraphrasierte Bede ins Altenglische und sagte: "Jetzt bilden die Rundung der Erde und die Umlaufbahn der Sonne das Hindernis dafür, dass der Tag in jedem Land gleich lang ist."

Bede war sich über die Sphärizität der Erde klar und schrieb: "Wir nennen die Erde eine Kugel, nicht als ob die Form einer Kugel in der Vielfalt von Ebenen und Bergen ausgedrückt würde, sondern weil, wenn alle Dinge in den Umriss eingeschlossen sind, der Umfang der Erde die Gestalt eines perfekten Globus darstellen... Denn wahrlich, es ist eine Kugel im Zentrum des Universums, in ihrer Breite ist sie wie ein Kreis und nicht kreisförmig wie ein Schild, sondern eher wie eine Kugel, und sie erstreckt sich von ihrer Zentrum mit perfekter Rundheit auf allen Seiten."

Anania Shirakatsi

Die armenische Gelehrte Anania Shirakatsi aus dem 7 .

Islamische Astronomie

Die islamische Astronomie wurde auf der Grundlage einer kugelförmigen Erde entwickelt, die von der hellenistischen Astronomie übernommen wurde . Der islamische theoretische Rahmen stützte sich weitgehend auf die grundlegenden Beiträge von Aristoteles ( De caelo ) und Ptolemaios ( Almagest ), die beide von der Prämisse ausgingen, dass die Erde kugelförmig ist und im Zentrum des Universums steht ( geozentrisches Modell ).

Frühe islamische Gelehrte erkannten die Sphärizität der Erde, was muslimische Mathematiker dazu veranlasste, sphärische Trigonometrie zu entwickeln, um die Messung weiter zu verbessern und die Entfernung und Richtung von jedem beliebigen Punkt auf der Erde nach Mekka zu berechnen . Dies bestimmt die Qibla , oder muslimische Gebetsrichtung.

Al-Ma'mun

Um 830 n. Chr. beauftragte Kalif al-Ma'mun eine Gruppe muslimischer Astronomen und Geographen , die Entfernung von Tadmur ( Pamyra ) nach Raqqa im modernen Syrien zu messen . Sie fanden heraus, dass die Städte durch einen Breitengrad getrennt waren und der Meridianbogenabstand zwischen ihnen 66 23 Meilen betrug und berechneten daher den Erdumfang zu 24.000 Meilen (39.000 km).

Eine andere Schätzung seiner Astronomen war 56 23 arabische Meilen (111,8 km) pro Grad, was einem Umfang von 40.248 km entspricht, sehr nahe an den heute modernen Werten von 111,3 km pro Grad bzw. 40.068 km Umfang.

Ibn Hazm

Der andalusische Universalgelehrte Ibn Hazm erklärte, dass der Beweis für die Sphärizität der Erde darin besteht, dass „die Sonne immer senkrecht zu einem bestimmten Punkt auf der Erde steht“.

Al-Farghānī

Al-Farghānī (lateinisch als Alfraganus) war ein persischer Astronom des 9. Jahrhunderts, der an der Messung des Erddurchmessers beteiligt war und von Al-Ma'mun in Auftrag gegeben wurde. Seine obige Schätzung für einen Grad (56 23 arabische Meilen) war viel genauer als die 60 23 römischen Meilen (89,7 km) von Ptolemaios. Christoph Kolumbus verwendete die Zahl des Alfragan unkritisch, als ob sie in römischen Meilen statt in arabischen Meilen wäre, um eine geringere Größe der Erde als die von Ptolemaios vorgeschlagene zu beweisen.

Biruni
Birunis Methode zur Berechnung des Erdradius

Abu Rayhan Biruni (973-1048) verwendete eine neue Methode zur genauen Berechnung des Erdumfangs , wodurch er zu einem Wert gelangte, der nahe an modernen Werten für den Erdumfang lag. Seine Schätzung von 6.339,6 km für den Erdradius lag nur 31,4 km unter dem modernen Mittelwert von 6.371,0 km. Im Gegensatz zu seinen Vorgängern, die den Erdumfang durch gleichzeitiges Anvisieren der Sonne von zwei verschiedenen Orten aus maßen, entwickelte Biruni eine neue Methode zur Verwendung trigonometrischer Berechnungen, die auf dem Winkel zwischen einer Ebene und einem Berggipfel basieren . Dies führte zu genaueren Messungen des Erdumfangs und ermöglichte es einer einzelnen Person, ihn von einem einzigen Ort aus zu messen. Birunis Methode sollte vermeiden, "durch heiße, staubige Wüsten zu laufen", und die Idee kam ihm, als er auf einem hohen Berg in Indien stand. Von der Spitze des Berges aus sah er den Winkel zum Horizont, der ihm zusammen mit der Höhe des Berges (die er zuvor berechnet hatte) die Erdkrümmung berechnete. Er benutzte auch Algebra, um trigonometrische Gleichungen zu formulieren, und benutzte das Astrolabium , um Winkel zu messen.

Laut John J. O'Connor und Edmund F. Robertson,

Wichtige Beiträge zur Geodäsie und Geographie lieferte auch Biruni. Er führte Techniken ein, um die Erde und Entfernungen darauf mittels Triangulation zu messen . Er stellte fest, dass der Erdradius 6339,6 km beträgt, ein Wert, der im Westen erst im 16. Jahrhundert erreicht wurde. Sein masudischer Kanon enthält eine Tabelle mit den Koordinaten von sechshundert Orten, von denen er fast alle direkte Kenntnis hatte.

Anwendungen

Muslimische Gelehrte, die an der Theorie der sphärischen Erde festhielten, verwendeten sie für einen typisch islamischen Zweck: um die Entfernung und Richtung von einem bestimmten Punkt auf der Erde nach Mekka zu berechnen . Dies bestimmte die Qibla oder muslimische Gebetsrichtung.

Eine Erdkugel (Kura-i-ard) war unter den Geschenken vom persischen muslimischen Astronomen geschickt Jamal-al-Din zu Kublai Khan ‚s Chinesen Gericht in 1267. Es macht war aus Holz , auf die„sieben Teile Wasser dargestellt in grün, drei Teile Land in Weiß, mit Flüssen, Seen etc." Ho Peng Yoke bemerkt, dass "es damals keine allgemeine Anziehungskraft auf die Chinesen zu haben schien".

Europa des Hoch- und Spätmittelalters

John Gower bereitet sich darauf vor, die Welt zu erschießen, eine Kugel mit Fächern, die Erde, Luft und Wasser darstellen ( Vox Clamantis , um 1400).

Während des Hochmittelalters wurde das astronomische Wissen im christlichen Europa über das hinaus erweitert, was direkt von antiken Autoren durch die Übertragung von Erkenntnissen aus der mittelalterlichen islamischen Astronomie übermittelt wurde . Ein früher Schüler dieser Gelehrsamkeit war Gerbert d'Aurillac, der spätere Papst Sylvester II .

Die heilige Hildegard ( Hildegard von Bingen , 1098–1179) hat in ihrem Werk Liber Divinorum Operum mehrmals die kugelförmige Erde dargestellt .

Johannes de Sacrobosco (ca. 1195 – ca. 1256 n. Chr.) schrieb ein berühmtes Werk über Astronomie namens Tractatus de Sphaera , basierend auf Ptolemäus, das hauptsächlich die Himmelssphäre betrachtet. Es enthält jedoch im ersten Kapitel klare Beweise für die Kugelförmigkeit der Erde.

Viele scholastische Kommentatoren von Aristoteles' Über die Himmel und Sacroboscos Abhandlung über die Sphäre stimmten einstimmig darin überein, dass die Erde kugelförmig oder rund ist. Grant bemerkt, dass kein Autor, der an einer mittelalterlichen Universität studiert hatte, dachte, die Erde sei flach.

Das Elucidarium von Honorius Augustodunensis (ca. 1120), ein wichtiges Handbuch für den Unterricht des niederen Klerus, das in Mittelenglisch , Altfranzösisch , Mittelhochdeutsch , Altrussisch , Mittelniederländisch , Altnordisch , Isländisch , Spanisch und mehrere übersetzt wurde Italienische Dialekte, bezieht sich explizit auf eine kugelförmige Erde. Auch die Tatsache , dass Bertold von Regensburg (Mitte des 13. Jahrhundert) , um die Erdkugel als Illustration in einer verwendete Predigt zeigt , dass er dieses Wissen unter seiner Gemeinde übernehmen könnte. Die Predigt wurde in der Volkssprache Deutsch gehalten und war somit nicht für ein gelehrtes Publikum bestimmt.

Dantes Göttliche Komödie , geschrieben in italienischer Sprache im frühen 14. Jahrhundert, porträtiert die Erde als Kugel, diskutieren Implikationen wie die verschiedenen Sterne sichtbar in der südlichen Hemisphäre , die veränderte Position der Sonne, und die verschiedenen Zeitzonen der Erde.

Die portugiesische Erforschung Afrikas und Asiens , Kolumbus ' Reise nach Amerika (1492) und schließlich Ferdinand Magellans Erdumrundung (1519–1521) lieferten praktische Beweise für die globale Gestalt der Erde.

Frühe Neuzeit

Weltumrundung

Die erste direkte Demonstration der Kugelform der Erde erfolgte in Form der ersten Weltumsegelung der Geschichte, einer Expedition unter der Leitung des portugiesischen Entdeckers Ferdinand Magellan . Die Expedition wurde von der spanischen Krone finanziert. Am 10. August 1519 verließen die fünf Schiffe unter Magellans Kommando Sevilla . Sie überquerten den Atlantik , passierten die heutige Magellanstraße , überquerten den Pazifik und kamen in Cebu an , wo Magellan von philippinischen Eingeborenen in einer Schlacht getötet wurde. Sein Stellvertreter, der Spanier Juan Sebastián Elcano , setzte die Expedition fort und erreichte am 6. September 1522 Sevilla, wo er die Weltumsegelung beendete. Karl I. von Spanien schenkte Elcano in Anerkennung seiner Leistung ein Wappen mit dem Motto Primus circumdedisti me (lateinisch: "Du bist zuerst um mich herumgegangen ").

Eine Weltumsegelung allein beweist nicht, dass die Erde kugelförmig ist: Sie könnte zylindrisch oder unregelmäßig kugelförmig sein oder keine von vielen anderen Formen. In Verbindung mit trigonometrischen Beweisen für die Form, die Eratosthenes 1700 Jahre zuvor verwendet hatte, beseitigte die Magellan-Expedition jedoch jeden begründeten Zweifel in gebildeten Kreisen in Europa. Die Transglobe-Expedition (1979-1982) war die erste Expedition, die eine zirkumpolare Weltumsegelung unternahm, bei der sie die Welt "vertikal" bereiste und beide Rotationspole nur mit Oberflächentransport überquerte.

Ming-China

Joseph Needham berichtet in seiner chinesischen Kosmologie , dass Shen Kuo (1031-1095) Modelle der Mondfinsternis und der Sonnenfinsternis verwendet, um auf die Rundheit von Himmelskörpern zu schließen.

Wenn sie wie Bälle wären, würden sie sich sicherlich gegenseitig behindern, wenn sie sich trafen. Ich antwortete, dass diese Himmelskörper sicherlich wie Kugeln seien. Woher wissen wir das? Durch das Zu- und Abnehmen des Mondes. Der Mond selbst gibt kein Licht ab, sondern ist wie eine silberne Kugel; das Licht ist das Licht der Sonne (reflektiert). Wenn die Helligkeit zum ersten Mal gesehen wird, geht die Sonne (-Licht fast) daneben, so dass nur die Seite beleuchtet wird und wie eine Sichel aussieht. Wenn sich die Sonne allmählich entfernt, scheint das Licht schräg, und der Mond ist voll, rund wie eine Kugel. Wenn die Hälfte einer Kugel mit (weißem) Pulver bedeckt ist und von der Seite betrachtet wird, sieht der bedeckte Teil wie eine Sichel aus; von vorne betrachtet erscheint es rund. Somit wissen wir, dass die Himmelskörper kugelförmig sind.

Shens Ideen fanden jedoch keine breite Akzeptanz oder Beachtung, da die Form der Erde für konfuzianische Beamte, die sich mehr mit menschlichen Beziehungen beschäftigten, nicht wichtig war. Im 17. Jahrhundert verbreitete sich die Idee einer kugelförmigen Erde, die heute von der westlichen Astronomie erheblich vorangetrieben wurde , schließlich nach Ming-China , als Jesuitenmissionare , die hohe Positionen als Astronomen am kaiserlichen Hof innehatten, erfolgreich den chinesischen Glauben in Frage stellten, dass die Erde flach sei und quadratisch.

Die 1648 veröffentlichte Abhandlung Ge zhi cao (格致草) von Xiong Mingyu (熊明遇) zeigte ein gedrucktes Bild der Erde als kugelförmigen Globus, mit dem Text, dass "die runde Erde sicherlich keine quadratischen Ecken hat". Der Text wies auch darauf hin, dass Segelschiffe nach einer Umrundung der Gewässer der Erde in ihren Ursprungshafen zurückkehren könnten.

Der Einfluss der Karte ist eindeutig westlich, da traditionelle Karten der chinesischen Kartographie die Graduierung der Kugel bei 365,25 Grad hielten, während die westliche Graduierung 360 Grad betrug. Bemerkenswert ist auch, dass auf der einen Seite der Welt hoch aufragende chinesische Pagoden zu sehen sind , während auf der gegenüberliegenden Seite (auf dem Kopf stehend) europäische Kathedralen standen . Die Übernahme der europäischen Astronomie, erleichtert durch das Scheitern der einheimischen Astronomie, wurde von einer sinozentrischen Neuinterpretation begleitet, die die importierten Ideen chinesischen Ursprungs erklärte:

Die europäische Astronomie wurde so bedenkenswert erachtet, dass zahlreiche chinesische Autoren die Idee entwickelten, dass die Chinesen der Antike die meisten Neuheiten, die von den Missionaren präsentiert wurden, als europäische Entdeckungen vorweggenommen hatten, zum Beispiel die Rundheit der Erde und das "himmlische kugelförmige Sternträgermodell". ." Mit geschicktem Einsatz der Philologie interpretierten diese Autoren die größten technischen und literarischen Werke der chinesischen Antike geschickt neu. Daraus entstand eine neue Wissenschaft, die sich ganz der Demonstration des chinesischen Ursprungs der Astronomie und ganz allgemein der gesamten europäischen Wissenschaft und Technologie widmete.

Obwohl die chinesische Mainstream-Wissenschaft bis zum 17. Jahrhundert die Ansicht vertrat, dass die Erde flach, quadratisch und von der Himmelssphäre umgeben sei , wurde diese Idee von dem Jin-Dynastie- Gelehrten Yu Xi (fl. 307–345) kritisiert, der vorschlug, dass die Die Erde kann entweder quadratisch oder rund sein, je nach Form des Himmels. Der Mathematiker Li Ye (ca. 1192-1279) aus der Yuan-Dynastie argumentierte mit Nachdruck, dass die Erde kugelförmig sei, ebenso wie die Form des Himmels nur kleiner, da eine quadratische Erde seiner Meinung nach die Bewegung des Himmels und der Himmelskörper behindern würde. Das im 17. Jahrhundert Ge Zhi cao Abhandlung verwendet auch die gleiche Terminologie , die Form der Erde zu beschreiben , dass die Ost-Han Gelehrte Zhang Heng (78-139 AD) verwendet hatte , um die Form der Sonne und des Mondes (dh , dass die ersteren zu beschreiben war rund wie eine Armbrustkugel und letztere hatte die Form einer Kugel).

Messung und Darstellung

Geodäsie , auch Geodätik genannt, ist die wissenschaftliche Disziplin, die sich mit der Vermessung und Darstellung der Erde, ihres Gravitationsfeldes und geodynamischen Phänomenen ( Polarbewegung , Erdgezeiten und Erdkrustenbewegung) im dreidimensionalen zeitvariablen Raum beschäftigt.

Die Geodäsie befasst sich hauptsächlich mit der Positionierung und dem Schwerefeld und geometrischen Aspekten ihrer zeitlichen Variationen, obwohl sie auch die Untersuchung des Erdmagnetfelds umfassen kann . Vor allem im deutschen Sprachraum, Geodäsie gliedert sich in geomensuration ( „Erdmessung“ oder „höhere Geodäsie“), die mit Messen der Erde auf globaler Ebene betrifft, und Vermessung ( „Ingenieurgeodäsie“), die mit den Messteilen angeht die Oberfläche.

Die Form der Erde kann man sich auf mindestens zwei Arten vorstellen;

  • als Form des Geoids der mittlere Meeresspiegel des Weltozeans; oder
  • wie die Form der Landoberfläche der Erde, wenn sie sich über das Meer erhebt und unter das Meer fällt.

Als die Wissenschaft der Geodäsie die Erde genauer vermaß, stellte sich zunächst heraus, dass die Form des Geoids keine perfekte Kugel war, sondern sich einem abgeplatteten Sphäroid annäherte , einer bestimmten Art von Ellipsoid . Neuere Messungen haben das Geoid mit beispielloser Genauigkeit vermessen und Massenkonzentrationen unter der Erdoberfläche offenbart .

Siehe auch

Verweise

zitierte Werke

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