Gauß als Astronom und die Göttinger Universitäts-Sternwarte

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Beitragsinhalt Gauß als Astronom und die Göttinger Universitäts-Sternwarte Seite 2 Seite 1 von 2 Gauss - Göttinger Physiker und Gelehrter Der 1777 in Braunschweig geborene Wissenschaftler Carl Friedrich Gauß gilt als Universalgenie. Neben Archimedes und Sir Isaac Newton wird er als einer der drei größten Mathematiker aller Zeiten bezeichnet, was ihm den Beinamen „Fürst der Mathematik“ oder „princeps mathematicorum“ eingebracht hat. Rangordnungen wie diese sind zwar nicht exakt zu belegen, allerdings hat Gauß in seinem Arbeitsleben ein kaum von einem anderen Wissenschaftler erreichtes Spektrum an neuen Forschungserkenntnissen erzielt. Bahnbrechend sind auch seine Leistungen als Physiker, Landvermesser und als Astronom, womit ganze Bände zu füllen wären. Deshalb sollen im folgenden hauptsächlich Gauß‘ astronomische Arbeiten und sein Wirken in der Göttinger Universitäts-Sternwarte betrachtet werden. Frühe Früchte des Ruhmes Gauß stammte aus einer kleinbäuerlichen Familie: Sein Vater arbeitete als Lehmmaurer und Gassenschlächter, und von seiner Mutter wird überliefert, dass sie als Tochter eines armen Steinmetzes weder lesen noch schreiben konnte. Gau_ehauptete scherzhaft von sich selbst, dem Rechnen früher mächtig gewesen zu sein als dem Sprechen. Einer Anekdote zufolge, entpuppte er sich schon als Dreijähriger als mathematisches Wunderkind, als er Fehler in den Lohnabrechnungen seines Vaters entdeckt haben soll. Im Alter von neun Jahren demonstrierte er seine Begabung in der dritten Volksschulklasse. Sein Lehrer Büttner hatte der Klasse die Aufgabe gegeben, die Zahlen von 1 bis 100 zu addieren. Anstatt alle hundert Zahlen zusammen zu zählen, bildete Gauß insgesamt 50 Zahlenpaare, die jeweils die Summe 101 betragen (also 1+100, 2+99,...). Mit dieser Überlegung konnte er die Additionsaufgabe in eine rechentechnisch weitaus einfachere Multiplikation (50*101) umwandeln.     Büttner machte daraufhin den Herzog Carl Wilhelm Ferdinand von Braunschweig auf das kleine Genie aufmerksam.  Dieser unterstützte Gauß ab dem 14. Lebensjahr finanziell, so dass er mit einem Stipendium von 1792 bis 1795 am Collegium Carolinum in Braunschweig studieren konnte. Neben der Mathematik eignete er sich dort auch in Sprachen und Philosophie ein breites Wissen an. Als Achtzehnjähriger wechselte Gauß an die Philosophische Fakultät der Georg-August-Universität in Göttingen. Von den dortigen Vorlesungen seines Mathematikprofessors Abraham Gotthelf Kästner, der wegen seines fortgeschrittenen Alters Gauß‘ Überlegungen nicht mehr ausreichend würdigen konnte, war er zwar nur mäßig begeistert, allerdings kam er durch Kästners Vorlesungen mit der Astronomie in Berührung. Aufgrund seiner Unzufriedenheit verließ Gauß‘ Göttingen zunächst bis 1799 für die Anfertigung seiner Dissertation an der Universität Helmstedt, wo er den Fundamentalsatz der Algebra bewies. Im Alter von 19 Jahren hatte er bereits mit seiner Konstruktion des regelmäßigen Siebzehnecks mit Zirkel und Lineal erste Früchte des Ruhmes geerntet, aber auch seine erste astronomische Arbeit im Jahr 1800 lieferte ein einschlägiges, noch heute gültiges Ergebnis: eine Formel zur Berechnung des Osterdatums. Mehr als zweihundert Jahre nach Papst Gregors XIII. Reform des Julianischen Kalenders war die Festlegung dieses Termins in den deutschen Kleinstaaten immer noch umstritten. Trotz dieser Tatsache wird seit dem Konzil von Nizäa im Jahre 325 nach Christus am Sonntag nach dem ersten Frühlingsvollmond das Osterfest gefeiert. Damit ist der 22. März der früheste Termin und der 25. April der letzte, auf den Ostern fallen kann. Von diesem Termin hängen auch alle anderen beweglichen christlichen Feiertage ab. Die „Gauß‘sche Osterformel“ basiert auf diesen Überlegungen (siehe Anhang). Sie wurde im Aufsatz „Berechnung des Osterfestes“ in der Zeitschrift Monatliche Correspondenz zur Beförderung der Erd- und Himmelskunde publiziert. {mosaddphp:google-annika.php}  Eine weitere von Gauß‘ frühen herausragenden Leistungen auf dem Gebiet der Astronomie ist die Bahnberechnung des Asteroiden Ceres im Jahr 1801, die ihn im Alter von 24 Jahren internationalen Ruhm bescherte. Im Januar des Jahres hatte der italienische Astronom Giuseppe Piazzi den Himmelskörper entdeckt, aber kurze Zeit später entzog dieser sich wieder den Blicken der Beobachter. Die von Piazzi gewonnenen Daten, die in der Monatlichen Correspondenz zur Beförderung der Erd- und Himmelskunde veröffentlicht worden waren, dienten Gauß zur Bahnberechnung von Ceres. Mit Hilfe eines revolutionären Rechenverfahrens, seiner „Methode der kleinsten Quadrate“ (kleinste Fehlerquadrate), wurde die Wiederentdeckung des Kleinplaneten überhaupt erst möglich. In diesem Verfahren wird zwischen die gegebenen Messpunkte eine beliebige Gerade G gelegt. Die Methode der kleinsten Quadrate bestimmt diejenige Gerade G, die die Summe der Abstandsquadrate zwischen Daten- und Modellpunkten minimiert. Wahrscheinlichkeitstheoretisch bedeutet dies, dass bei dieser Wahl der Gerade der normalverteilte Fehler im quadratischen Mittel minimal ist. Gauß legte dieses Rechenverfahren in seinem astronomischen Hauptwerk, der Theorie der Bewegung der Himmelskörper, 1809 nieder. Es ist bis heute eins der meistverwendeten Minimierungsverfahren in allen Bereichen der Naturwissenschaften. {mosaddphp:buecher-content.php,Geschichte Physik} Zurück - Vor >> » Keine Kommentare Es gibt bisher noch keine Kommentare. » Kommentar schreiben E-Mail (wird nicht veröffentlicht) Name Titel Kommentar  verbleibende Zeichen Eintragen

 

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