"nature and nature's laws lay hid in night; god said 'let newton be' and all was...

"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)