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Antike Astronomie

Planetenanzeiger des Antikythera-Mechanismus enträtselt

Antikythera-Mechanismus
Neue Rekonstruktion des Antikythera-Mechanismus (Bild: 2020 Tony Freeth)

Der 1901 in einem antiken Schiffswrack entdeckte Antikythera-Mechanismus gilt als das komplexeste Gerät der gesamten Antike – und als eine Art antiker Himmelscomputer. Doch wie die Planetenanzeige auf seiner Frontseite funktioniert, blieb bislang offen. Jetzt ist Forschern die Rekonstruktion der Darstellung und Mechanik dieses Geräteteils gelungen. Sie eröffnet neue Einblicke in das kosmische Weltbild und die Technologie der antiken Griechen.

Der Mechanismus von Antikythera stammt wahrscheinlich aus dem ersten Jahrhundert vor Christus, darauf lassen Merkmale der Inschriften und das Alter des Schiffswracks schließen, in dem dieses antike Gerät gefunden wurde. Von dem etwa schuhkartongroßen Instrument ist heute nur noch rund ein Drittel erhalten, in Form einer Handvoll stark verkrusteter größerer Fragmente und rund 70 Kleinteilen. Mittels Röntgenanalysen haben Archäologen in den letzten Jahren rund 30 Zahnräder und zahlreiche Inschriften und Skalen auf und in den Fragmenten sichtbar gemacht.

Dadurch gelang es unter anderem einer Forschergruppe um Michael Wright vom Londoner Wissenschaftsmuseum im Jahr 1989, die Funktionsweise und Anzeigen der Rückseite des Antikythera-Mechanismus zu entschlüsseln. Demnach zeigten die beiden übereinander liegenden Kreisskalen der Rückseite unter anderem Sonnen- und Mondfinsternisse an, dienten als Kalender und gaben auch die vierjährige Zeitspanne zwischen olympischen Spielen wieder. Doch die Vorderseite des Antikythera-Mechanismus gab mehr Rätsel auf. Aus den rekonstruierten Inschriften ging zwar hervor, dass dort die Bewegungen von Mond, Sonne und den fünf in der Antike bekannten Planeten aus geozentrischer Sicht angezeigt wurden. Welche Merkmale der Bahnbewegungen die Planetenanzeige erfasste und wie das Ganze mechanisch umgesetzt wurde, blieb aber unklar.

Inschriften
Inschriften zu den Planeten und ihre Platzierung im Mechanismus. (Bild: 2020 Tony Freeth)

Von Epizyklen und synodischen Perioden

Denn weil die Griechen von einem geozentrischen Weltbild ausgingen, vollführten die Planeten in ihren Himmelsmodellen keine einfachen Kreisbahnen, sondern zeichneten aus ihrer Sicht Schleifen und Kehrtwenden an den Himmel. Die antiken Astronomen erkannten aber, dass sich diese Zyklen durch die Kombination von zwei Kreisbewegungen – sogenannte Epizyklen – annähernd reproduzieren ließen. Eine kleinere Kreisbahn bewegt sich dabei um einen auf einer größeren Kreisbahn rotierenden Punkt. „Das war eine Erkenntnis von bemerkenswerter Tragweite“, erklärt Tony Freeth vom University College London.

Wie sich diese Erkenntnis im Mechanismus von Antikythera niederschlug und was das für die Mechanik der Frontanzeige bedeutet, haben Freeth und sein Team nun enträtselt. Möglich wurde dies durch Hinweise aus einigen Inschriften im Inneren des Instruments in Kombination mit mathematisch-astronomischen Berechnungen und einer mechanischen Rekonstruktion. Aus einer Inschrift ging hervor, dass die Positionen der Planeten entgegen bisherigen Annahme nicht durch Zeiger, sondern durch Ringe in der Frontplatte des Geräts angezeigt wurden. In einer weiteren Inschrift auf der Innenseite der Frontabdeckung stießen die Forscher auf Planetennamen in Kombination mit Zahlen – beispielsweise für die Venus 442, für Saturn 462. Der Vergleich mit astronomischen Daten ergab, dass diese Zahlen Abschnitte in den synodischen Perioden der Planeten kennzeichnen – die Intervalle, in denen sich bestimmte Positionen oder Begegnungen der Himmelskörper wiederholen.

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Der antike Kosmos in einem System

Daraus schließen die Wissenschaftler, dass die griechischen Schöpfer dieses Instruments die synodischen Perioden für die fünf damals bekannten Planeten Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn gekannt haben müssen. Schon dies ist erstaunlich: „Die klassische Astronomie im ersten Jahrtausend vor Christus hatte ihren Ursprung in Babylon, aber nichts in dieser Astronomie deutet darauf hin, wie die Griechen auf den hochgradig akkuraten 462-Jahres-Zyklus für Venus und den 442-Jahres-Zyklus für Saturn gekommen sind“, sagt Freeths Kollege Aris Dacanalis. Mithilfe dieser Zahlen und dem Wissen über die wahrscheinlich dargestellten astronomischen Konstellationen konnten Freeth und sein Team nun mathematisch ausrechnen, auf welche Weise und mit wie vielen Zahnrädern und Zähnen der Antikythera-Mechanismus diese Intervalle reproduzierte und anzeigte.

Das Ergebnis ist ein komplexes System aus sieben Zahnrädern mit Arretierungen und Verbindungsstreben, die ein variables und sowohl direktes wie indirektes Ineinandergreifen des Räderwerks ermöglichte – vergleichbar einem komplexen Schaltgetriebe. Durch diese Mechanik angetrieben, zeigte die Frontseite des Antikythera-Mechanismus die Phasen des Mondes und die Position der Sonne sowie die Umläufe und synodischen Phasen der Planeten an. „Unseres ist das erste Modell, dass alle physischen Belege mit den Beschreibungen der Inschriften auf dem Mechanismus in Einklang bringt“, sagt Freeth. „Frühere Forschung hat die Genialität der hinteren Skalenscheiben enträtselt, wir zeigen nun die Fülle des auf der Vorderseite gezeigten Kosmos.“

Quelle: University College London, Fachartikel: Scientific Reports, doi: 10.1038/s41598-021-84310-w

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