Bereits griechische Gelehrte nutzten es 04.03.2024, 09:20 Uhr

Astrolabium: Einzigartiges Mess- und Recheninstrument aus der Maurenzeit entdeckt

Astrolabien gehören zu den wichtigsten Instrumenten in der Geschichte der Astronomie. Wir möchten sie uns einmal etwas genauer anschauen, zumal gerade ein einzigartiges Exemplar aus der Maurenzeit entdeckt wurde.

arabisches Astrolabium

Gut erhaltenes altes arabisches Astrolabium.

Foto: PantherMedia / cristiandxb

Astrolabien waren seit der Antike vor allem im Mittelmeerraum verbreitete astronomische Mehrzweckinstrumente. Sie besaßen bewegliche Scheiben, mit denen sich die Positionen von Sternen, Planeten und der Sonne bestimmen ließen. Daraus ließen sich Datum und Uhrzeit ableiten. Darüber hinaus konnten Astrolabien zur Bestimmung der geographischen Position verwendet werden, was sie vor allem in der Seefahrt lange Zeit unentbehrlich machte. Sie wurden von über 2.000 Jahren von griechischen Gelehrten entwickelt und im Verlauf der Jahrhunderte stetig verfeinert. Ganz aktuell wurde in einem Museum in Verona ein einzigartiges Exemplar entdeckt. Das Astrolabium aus der Maurenzeit enthält neben arabischen noch hebräische und lateinische Inschriften.

Was ist ein Astrolabium?

Astrolabien sind, vereinfacht gesagt, zweidimensionale Modelle des Himmels. Sie gehören zu den wichtigsten Instrumenten in der Geschichte der Astronomie. Zu ihrer Entstehung findet sich auf der Website des Deutschen Museums eine amüsante Anekdote: Ein griechischer Astronom soll einst einen Himmelsglobus auf seinem Esel transportiert haben. Als der Globus herunterfiel und der Esel darauf trat, sei das Astrolabium entstanden.

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Die tatsächlichen Ursprünge des Astrolabiums reichen jedoch bis in die Antike zu den alten Griechen zurück. Im Mittelalter wurde es von arabischen Gelehrten weiterentwickelt und gelangte über das islamische Spanien nach Europa. Seine größte Verbreitung erreichte das Astrolabium im 15. und 16. Jahrhundert, bevor es durch die Erfindung präziserer Instrumente für verschiedene Zwecke an Bedeutung verlor.

Zufallsfund in Verona: Einzigartiges Astrolabium aus der Maurenzeit

Bei Recherchen auf der Website des Museo Miniscalchi-Erizzo in Verona entdeckte die Historikerin Federica Gigante von der Universität Cambridge das Foto eines antiken Messing-Astrolabiums. Als die Forscherin daraufhin das Museum besuchte, fielen ihr neben den kunstvollen arabischen Inschriften auch feine hebräische Gravuren auf. Es stellte sich heraus, dass das Astrolabium, das im 11. Jahrhundert im maurischen Andalusien hergestellt wurde, ein besonders seltener Fund ist.

Das Astrolabium zeugt von der damaligen wissenschaftlichen Zusammenarbeit zwischen Muslimen, Juden und Christen. Die arabische Inschrift auf der Grundplatte enthält Angaben zu Córdoba und Toledo, muslimische Gebetszeiten und Formeln, was darauf hindeutet, dass das Instrument zur Bestimmung der korrekten Gebetszeiten verwendet wurde. Außerdem sind am Rand Gradeinteilungen und in der Mitte ein Linienraster zur Bestimmung der Höhe der Gestirne über dem Horizont eingraviert.

Das bewegliche Sternenmuster, die Rete, zeigt Sternpositionen des 11. Jahrhunderts und ähnelt auffallend dem des einzigen bekannten byzantinischen Astrolabiums von 1062, insbesondere in der Darstellung der Sternmarkierungen und eines zeigerartigen Vogelprofils für den Stern Wega.

Astrolabium Maurenzeit

Das Astrolabium aus der Maurenzeit hat neben arabischen auch hebräische (nur schwer zu erkennen) und lateinische (hier nicht zu sehen) Inschriften.

Foto: Federica Gigante

Arabische, hebräische und lateinische Inschriften

Richtig außergewöhnlich: Das Astrolabium trägt nicht nur arabische, sondern auch hebräische und lateinische Inschriften. Diese zeugen von seiner Reise von Spanien nach Nordafrika und weiter zur jüdischen Diasporagemeinde in Italien. Die hinzugefügten lateinischen Ziffern bezeugen den jahrhundertelangen wissenschaftlichen Austausch zwischen Arabern, Juden und Christen.

„Damit ist dies nicht nur ein unglaublich seltenes Objekt, es ist auch ein wertvolles Zeugnis des wissenschaftlichen Austauschs zwischen Arabern, Juden und Christen über Jahrhunderte hinweg“, sagt Gigante. „Dieses Astrolabium ist islamisch, jüdisch und europäisch zugleich, das kann man nicht trennen.“ Nicht zuletzt ist das Astrolabium eines der ältesten seiner Art.

Geschichte des Astrolabiums

Die Erfindung der ebenen Darstellung des Himmels wird allgemein Hipparchos von Nikaia in Bithynien (ca. 190/180 bis ca. 125 v. Chr.) zugeschrieben. Ptolemäus (ca. 80/100 bis 158/178 v. Chr.) erwähnt in seiner „Syntaxis“ das Armillarsphären-Astrolabium und verfasst eine Abhandlung über das Planisphärium, eine Methode, die Himmelskugel durch die Darstellung von Kreisen in einer Ebene darzustellen.

Theon von Alexandria (4. Jh. n. Chr.) verfasste Schriften über das Astrolabium, das er als erster als ebenes Instrument bezeichnete. Johannes Philoponos (Übergang vom 6. zum 7. Jh. n. Chr.) überlieferte unter anderem diese Texte und beschrieb um 625 ein Gerät mit einem Netz von 17 oder mehr Sternzeigern, die auf sieben Scheiben für die verschiedenen Klimazonen der Antike gedreht werden konnten. Bis heute wurde kein Instrument aus dieser Zeit gefunden.

Das älteste erhaltene islamische Astrolabium befand sich bis April 2003 im Besitz des Archäologischen Museums in Bagdad. Es zeichnet sich durch eine Rete mit 17 Sternen und Einlegescheiben für verschiedene Klimazonen aus, die Rückseite ist unbeschriftet. Die frühesten hochentwickelten Astrolabien aus dem ostislamischen Raum stammen aus der Zeit zwischen 900 und 1000, aber auch später wurden viele fortschrittliche Exemplare hergestellt.

Das derzeit älteste bekannte europäische Astrolabium ist das „Karolingische Astrolabium“ aus dem 10. Jahrhundert, das im Institut du Monde Arabe in Paris aufbewahrt wird. Wichtige frühe lateinische Abhandlungen über Astrolabien sind „Sententiae astrolabii“ von Lupitus von Barcelona (10. Jh.), „De utilitatibus astrolabii“ von Gerbert von Aurillac (Übergang vom 10. zum 11. Jh.) und „De mensura Astrolabii“ von Hermannus Contractus (um 1050). Ein herausragendes Werk dieser Tradition ist die „Elucidatio fabricae ususque astrolabii“ von Johannes Stöffler aus dem Jahr 1513 in Oppenheim.

Blick auf ein Astrolabium

Das Astrolabium ist ein vielseitiges astronomisches Instrument, das sowohl für Beobachtungen als auch für Berechnungen verwendet wird. Es kombiniert eine drehbare Sternkarte mit einem Visierinstrument zur Winkelmessung und einem astronomischen Rechenschieber. An einem Haltering aufgehängt, ermöglicht es das Anvisieren von Objekten und das Messen ihrer Richtungswinkel.

Das Instrument ist mit verschiedenen Skalen und einem drehbaren zweidimensionalen Himmelsmodell zur Zeit- und Ortsbestimmung ausgestattet. Die Umwandlung der dreidimensionalen Raumsituation in eine zweidimensionale Darstellung erfolgt durch die stereographische Projektion, ein Verfahren, das bereits den griechischen Gelehrten um 160 v. Chr. bekannt war und bei dem die Himmelskugel auf die Äquatorebene abgebildet wird.

Astrolabien bestehen in der Regel aus Messing. Der Rand der kreisförmigen Grundplatte ist mit einer Zeitskala in Stunden und einer Winkelskala versehen. In die Platte ist eine Scheibe mit einem Netz von Höhen- und Azimutlinien eingelassen, das für eine bestimmte geographische Breite ausgelegt ist. Darüber befindet sich die Rete, eine meist filigran gestaltete Scheibe, die um die Mittelachse drehbar gelagert ist. Sie zeigt die Positionen wichtiger Fixsterne (durch Spitzen markiert) und des Tierkreises. Ein Zeiger dient der Zuordnung zwischen den Skalen und den Positionspunkten.

Astrolabium

Vorderseite eines Astrolabiums mit der Zeitskala ganz außen, der sich anschließenden Rete, den Tierkreiszeichen und dem Zeiger.

Foto: PantherMedia /
liusaart

Rückseite des Astrolabiums

Auf der Rückseite eines Astrolabiums befinden sich feste Winkel-, Tierkreis- und Kalenderskalen sowie ein schwenkbares Lineal (Alhidade) mit zwei Visiermarken (Diopter). Zusätzlich sind oft ein Schattenquadrat zur Bestimmung von Längen in rechtwinkligen Dreiecken (z.B. die Höhe eines Berges bei bekannter Entfernung) und eine Reihe von Kurven zur Umrechnung der „ungleichen Stunden“ in „gleiche Stunden“ eingraviert.

„Ungleiche Stunden“ bezieht sich auf die historische Praxis, den Zeitraum zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang unabhängig von der Jahreszeit immer in zwölf Stunden einzuteilen, was zu unterschiedlichen Stundenlängen im Jahresverlauf führte. Im Sommer waren die Stunden länger, im Winter kürzer. Mit Hilfe des Astrolabiums konnten diese Stunden für genauere Zeitmessungen angepasst werden.

Gebrauch des Astrolabiums

Der arabische Astronom Abd al-Rahman al-Sufi berichtete im 10. Jahrhundert von über 1000 bekannten Verwendungsmöglichkeiten dieses hochkomplexen astronomischen Instruments, wobei diese Zahl auch religiöse Anwendungen einschließt und möglicherweise übertrieben ist. Unbestritten ist jedoch die enorme Vielseitigkeit des Astrolabiums, das als astronomisches Multitool Sternkarte, Rechenschieber und Messinstrument in einem war. Einige Anwendungsmöglichkeiten des Astrolabiums wollen wir hier kurz erklären:

Einstellen des aktuellen Himmels und Identifizieren von Sternen:

  • Zuerst wird der Zeiger (Ostensor) auf das aktuelle Datum entlang der Ekliptik eingestellt, um die Position der Sonne zu bestimmen. Befindet sich die Sonne über dem Horizont, ist es Tag.
  • Durch Drehen des Ostensors und des Sternennetzes (Rete) auf die aktuelle Sonnenzeit zeigt das Astrolabium Sterne innerhalb des Horizontkreises an. Ihre Positionen können anhand der Koordinaten auf dem Grundkreis (Mater oder Tympanon) abgelesen werden.

Bestimmen der Ortszeit:

  • Ein bekannter Stern wird mit der Alhidade, einem beweglichen Zeiger auf der Rückseite, angepeilt. Die Alhidade zeigt auf einer Skala den Höhenwinkel des Sterns.
  • Es wird ermittelt, ob der Stern im östlichen oder westlichen Himmelsteil steht, um zu bestimmen, ob er auf- oder absteigt.
  • Das Sternennetz wird so gedreht, dass der Sternzeiger über dem entsprechenden Kreis auf dem Grundkreis liegt, der die gemessene Höhe repräsentiert. Es gibt zwei mögliche Positionen, östlich oder westlich; die korrekte wurde zuvor festgelegt.
  • Durch Einstellen des Datums auf der Ekliptik zeigt der Ostensor auf der Zeitskala die wahre Ortszeit an.

Bestimmen von Himmelsrichtungen:

Die Himmelsrichtung, in der ein Stern steht, wird durch den Azimutbogen angegeben, über den der Sternzeiger während einer Messung bewegt wurde. Dieser schneidet den Horizont im entsprechenden Azimutwinkel. Einige Astrolabien verfügen über einen skalierten Horizontkreis für die Azimutwinkel.

Wichtig zu wissen bei der Benutzung von Astrolabien

Die ursprünglichen Astrolabien hatten zum Teil verschiedene auswechselbare Grundplatten, um an verschiedenen Orten einsetzbar zu sein. Ein spanisches Astrolabium z.B. liefert nur bei genau 41,25° nördlicher Breite genaue Ergebnisse und kann daher in Deutschland nicht als direkter Uhrenersatz verwendet werden. Ein Einwohner von Flensburg benötigt beispielsweise eine auf 54,47° nördlicher Breite geeichte Platte.

Selbst bei exakter Übereinstimmung mit dem Breitengrad weicht die vom Astrolabium angezeigte wahre Sonnenzeit von der heutigen standardisierten Zeit, wie der Mitteleuropäischen Zeit (MEZ), ab. Die MEZ basiert auf der mittleren Sonnenzeit am 15. östlichen Längengrad und gilt für ein großes Gebiet, während das Astrolabium die wahre Sonnenzeit für einen bestimmten Längengrad misst. Um die genaue Zeit zu ermitteln, müssen daher je nach Standort Minuten addiert oder subtrahiert und gegebenenfalls die Sommerzeit berücksichtigt werden.

Bis zum Ende des 19. Jahrhunderts wurde weltweit hauptsächlich die wahre Sonnenzeit verwendet. Mit der Verbreitung der Eisenbahn wurde es jedoch notwendig, innerhalb der Länder eine einheitliche Zeit festzulegen. In Deutschland wurde 1892/93 die Mitteleuropäische Zeit eingeführt, die sich an der mittleren Sonnenzeit des 15. östlichen Längengrades orientiert. Zwischen der mittleren Sonnenzeit und der wahren Sonnenzeit besteht aufgrund der nicht konstanten Geschwindigkeit der Erde auf ihrer Bahn um die Sonne eine geringe, veränderliche Differenz, die bis zu 15 Minuten betragen kann.

Ein Beitrag von:

  • Dominik Hochwarth

    Redakteur beim VDI Verlag. Nach dem Studium absolvierte er eine Ausbildung zum Online-Redakteur, es folgten ein Volontariat und jeweils 10 Jahre als Webtexter für eine Internetagentur und einen Onlineshop. Seit September 2022 schreibt er für ingenieur.de.

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