Hipparch von Nicäa
Was wissen wir über Hipparch? Er war ein großartiger Astronom; man könnte sagen: “der Einstein der Antike”. Das war’s aber auch schon.
Über ihn persönlich wissen wir ungefähr nichts: wir wissen nicht, ob er verheiratet war, wie viele Kinder er hatte und womit er sein Geld verdiente – nicht einmal sein Geburtstag oder Sterbedatum sind bekannt. Die frühesten überlieferte Portraits datieren ins 2. Jahrhundert n.Chr., also in die Zeit von Ptolemaios von Alexandria, dessen berühmtes Astronomie-Buch (Almagest(7)) 265 Jahre nach Hipparchs Sternbeobachtungen geschrieben wurde (sagt er selber). Alle Bilder, die aus der Antike überliefert sind, zeigen ihn als bärtigen, vollhaarigen (im Gegensatz zu vielen Philosophen nicht glatzköpfigen) Mann nach dem griechischen Schönheitsideal (athletisch – ohne den Vollbart wäre er auch heute noch ein echt schöner Mann), sitzend und auf einen Globus schauend: die Bilder sehen alle gleich aus, so dass sie alle auf die gleiche Vorlage zurück gehen müssen – vermutlich ein antikes Mosaikporträt oder eine Skulptur (ich spekulier’ mal: vllt. hat’s im “museion” = Bibliothek von Alexandria eine Art “Ahnengalerie” von Porträts früherer Astronomen gegeben?). Die früheste Abbildung datiert – wenig überraschend – in die Herrschaft von Antonius Pius (138 bis 160 CE), dem römischen Kaiser, den Ptolemaios im Almagest als “aktuell” nennt. Dessen Nachfolger Marc Aurel, Commodus, Severus Alexander, Valerian I und Gallenius nutzten dasselbe Bild – und zwar alle auf Münzen (hier ist eine wunderschöne Webseite, die sie alle zeigt).
Der Namenszusatz “von Nicäa” ist übrigens ebenfalls auf einigen der Münzen gedruckt. Das sagt relativ zuverlässig, dass Hipparch in Nicäa (heute “Bursa” in der Türkei) geboren wurde. Das “von” ist natürlich kein Adelstitel, sondern – wie in Europa – eine Herkunftsangabe (die in Zeiten, als die meisten Leute, wenn nicht adlig, in ihrem Dorf blieben, eben nur für besondere Personen wie Wissenschaftler, Politiker, Händler etc. eine Rolle spielte).
Wie sein Globus wirklich ausgesehen hat, hatte ich in meiner Doktorarbeit digital rekonstruiert: Der Globus muss einen markierten Horizont gehabt haben (ich habe ihn als Ebene modelliert, aber es kann auch ein Horizontring gewesen sein) und einen Meridiankreis. Das weiß ich sicher, denn für Hipparch war der Globus eben kein reines Anschauungsobjekt (wie das Porträt suggerieren könnte), sondern er war ein Art “Computer”, eine analoge Rechenmaschine zur Bestimmung von Auf- und Untergangsterminen der Sterne. Zudem ist im Almagest(7) eine Bauanleitung für Globen erhalten, die besagt, dass ein Himmelsglobus helle Punkte (Sterne) auf dunklem Grund zeigt. Die (hellen) Farben, die ein Globusmacher dazu zu verwenden hat, sind ebenfalls im Almagest(7) klar vorgegeben. Der fundamentale Unterschied von Hipparchs Globus zu dem im Almagest(7) von Ptolemaios beschriebenen ist, dass Hipparch keine Ekliptikkoordinaten verwendete, sondern äquatoriale “Länge” (heute “Rektaszension” genannt) und “Breite” (heute als “Deklination” bezeichnet).
Gerade zum Jahreswechsel erscheint eine neue Ausgabe der Zeitschrift “Der Globusfreund” (engl. “Globe Studies”), dem Journal der Internationalen Coronelli Gesellschaft für Globuskunde. Sie enthält einen Beitrag(2) von mir über die drei vollständig erhaltenen antiken Globen, deren Darstellungen ich mit meinen rekonstruierten Globen gemäß der Texte von Ptolemaios, Hipparch und Eratosthenes vergleiche.
In meiner Dissertation hatte ich den Sternkatalog des Hipparch zu 8% exakt, zu 40% mit weiteren Abschätzungen rekonstruiert. Ich war dabei Vogt (1925)(3) und Grasshoff (1990)(4) gefolgt, die das vor mir auch schon getan hatten, aber leider ihre Daten nicht publiziert haben, so dass ich es wiederholen musste. Der berühmte “verlorene Sternkatalog” des Hipparch ist als nicht ganz so verloren, wie manche Leute glauben. 😉
“Großer Liebhaber der Wahrheit”
Hipparch muss ein großer Gelehrter gewesen sein, denn aus dem einzigen aus seiner Feder erhaltenen Text geht hervor, dass er einem Schüler und Freund einige astronomische Sachverhalte schildert. In aller (expliziten!) Bescheidenheit und mit sachlich klaren, aber nicht offensiven Worten stellt er die Ungenauigkeiten eines damals populären Lehrgedichts heraus. Es liest sich, als würde jemand wie ich in eine moderne Planetariumsshow gehen (ohne selbst am Mikrofon zu sein), die Show einfach genießen und hinterher den eigenen Studierenden sagen, was in dieser Show wissenschaftlich nicht exakt oder korrekt war. So wenig wie wir von einer Planetariumsshow erwarten können, dass alle Moderatoren (w/d/m) der Welt stets bis in jedes i-Tüpfelchen auf dem aktuellsten Forschungsstand sind, erwartet das Hipparch von einem Lehrgedicht (der “Planetariumsshow der Antike”), das ca. zweihundert (200!) Jahre vor seiner Geburt verfasst worden war. Er weiß, dass dies für die meisten Leute als Bauernregeln hinreicht. Er hält es aber für sachdienlich, einem Astronomiestudenten (also jemandem, der es genauer wissen will) die verbesserungswürdigen Stellen darzulegen.
Ptolemäus(7) bezeichnet Hipparch (daher?) im Almagest als “großen Liebhaber der Wahrheit”.
Mysterien…
Weil aber andererseits so wenig über ihn bekannt ist, setzte eine gewissen Mythenbildung ein: er soll einen (Himmels)Globus erfunden haben, die Magnitudenskala für Helligkeitsangaben der Sterne entwickelt habe, die Präzession der Erdachse entdeckt haben und eine Nova oder Supernova beobachtet haben. Die letzte Behauptung …
“Hipparchs Nova”
geht auf John Herschel zurück, weil es im 19. Jahrhundert Mode wurde, sich mit Veränderlichen Sternen zu beschäftigen und auch nach Beobachtungen von solchen zu suchen, die nur einmal gesichtet wurden und keine periodischen Lichtwechsel zeigen (sog. “Transiente”). Was Hipparch von anderen Astronomen seiner Zeit unterschied war, dass er stur an seine Beobachtungen glaubte und sie nicht mithilfe irgendwelcher Dogmen als Sehfehler interpretierte (Palmström von Ch. Morgenstern). Wenn ein Stern mal da war und mal nicht, trug er ihn dennoch in seinen Sternkatalog ein. Plinius der Ältere (1. Jh. n.Chr., also 200 Jahre nach Hipparch, kein Zeitzeuge!) berichtet uns, dass Hipparch einen Stern gesehen habe, der erst in seiner Zeit “entstanden” sei. Nun meint Plinius hier sicher nicht Sternentstehung im heutigen Sinn, denn davon wusste damals niemand – er meint einen Stern, der plötzlich da war und zuvor noch nicht. Über ein Verschwinden dieses Sterns sagt er nichts, aber die Astronomen des 19. Jahrhunderts, für die der Terminus “neuer Stern” oder Latein “Nova” ein stehender Begriff war (ohne dass sie die Physik davon verstanden hätten: das war erst im 20. Jh. möglich), interpretierten die Hipparch zugeschriebene Beobachtung als eine Nova.
Als Historiker sehen wir also: Hier ist sehr viel Mysterienbildung im Spiel. Erst hatte Plinius nicht verstanden, was Hipparch beschreibt, dann hat er es in einem Wortlaut aufgeschrieben, der mehrdeutig interpretierbar ist und dann haben Astronomen des 19. Jahrhunderts das ganze im Kontext ihrer Zeit abermals missverstanden.
Heutige Nova-Spezialisten (= Leute, die sich auf kataklysmische Sterne spezialisiert haben; mit einem davon habe ich mehrere Artikel publiziert) würden also nach kataklysmischen Doppelsternen suchen, um “Hipparchs Nova” zu identifizieren. In Wahrheit könnte Hipparch aber vielleicht nur den Stern Mira im Maximum gemeint haben. Gesehen hat er Mira und auch in sein Sternverzeichnis übernommen. Ob also Plinius’ Erwähnung (ohne jegliche Positionsangabe) Mira oder einen Transiente meint, werden wir vllt. nie erfahren (und das habe ich auch in meinen Publikationen wie ein Uhrwerk wiederholt).
Hat Hipparch die Magnitudenskala erfunden?
Auch das wage ich zu bezweifeln, zumindest teilweise. Es gibt in dem einzigen erhaltenen Dokument aus seiner Feder genau keine Referenz auf Magnituden, d.h. es lässt sich darüber keine Aussage treffen, was er zu anderen Zeiten in seinem Leben möglicherweise erfunden haben könnte.
Die Magnitudenskala, die wir heute verwenden, ist ein exaktes Maß für die Helligkeit von Sternen: astronomische Photometer werden auf den Stern gerichtet und die Photonen (Lichtportiönchen) gezählt, die von diesem Stern in einem bestimmten Zeitintervall empfangen werden. Diese exakte Skala wurde von Pogson im 19. Jahrhundert festgelegt (tatsächlich noch mit visuellen Schätzmethoden der damaligen optischen Astrometrie, z.B. Argelander-Methode u.ä.), bevor 1913 in Potsdam die elektrische Photometrie erfunden und im 20. Jahrhundert flächendeckend (sogar in der Hobbyastronomie) mit elektronischen CCDs beobachtet wurde.
Die Magnituden, die Hipparch erfand und in antiken Sternkatalogen genutzt wurden, sind aber – entgegen der Behauptung von Plinius – (wie wir in einigen Publikationen 2019-22 nachwiesen)(5) nicht systematisch beobachtete Helligkeiten. Stellen Sie sich vor, Sie wollen als Astronom etwas von einem Globus ablesen. Dann sollte dieser Globus so nüchtern wie möglich gestaltet sein, also die Sternbilder sollten nur sehr dezent skizziert sein (damit sie zwar die Orientierung erleichtern, aber nicht ablenken oder gar wichtige Sternpünktchen verdecken). Wenn man aber nicht Sternbilderfiguren zur Mustererkennung & Orientierung verwenden kann: was dann? Am echten Himmel, wo auch keine Bilder gemalt sind, geht das durch die verschiedenen Helligkeiten der Sterne, also könnte man sie auf einem Globus unterschiedlich groß malen (“Größe” auf Latein heißt “Magnitude”). Moderne Sternkarten und Globen haben also jeweils eine Legende, die sagt, welche Schablone für welche Helligkeit verwendet wurde: Diese “Größen” sind hier gemeint: Magnituden sind die Größen der Schablonen.
Es handelt sich also bei den Magnituden um Hervorhebungsvorschläge für Sterne, damit der Astronom auf dem Globus (der für ihn eine Rechenmaschine war) durch Mustererkennung wusste, welcher Stern welcher ist. Hipparchs Magnituden waren also eine Anweisung für Globenhersteller(6,7) und die Daten dafür waren wohl keiner Messung entsprungen, sondern folgten einem kognitiven Prinzip (schlimmstenfalls seiner eigenen Schätzung aus dem Gedächtnis).
Zugegeben: in vielen Fällen trifft Hipparchs Magnitude recht gut die etwaige Sternhelligkeit (sonst würde ja auch die Mustererkennung nicht anschlagen), aber es eben nicht das, was wir heute unter “Magnitude für Helligkeitsangabe” verstehen. Daher ist auch die Umrechnung der antiken in die modernen Magnituden so kompliziert und daher haben antike Magnitudenangaben eine Unsicherheit von ±1.5 mag.
Präzession
Nicht Präzision (Genauigkeit), sondern Präzession (Taumelbewegung eines Kreisels). Das soll Hipparch entdeckt haben und ja: für ihn war die Erde eine Kugel (wie auch schon für Aristoteles und alle anderen antiken Gelehrten). Hipparch hat diesen Effekt wirklich entdeckt, aber weder wissen wir, ob er der erste war (möglicherweise hatte die Entdeckung babylonische Vorläufer), noch schrieb er diesen Effekt als Rotationseigenschaft der Erde zu.
Das Wort “Präzession”, lateinisch für “Voranschreiten” (nicht etwas “taumeln”), beschreibt eine lineare Bewegung, keine rotierende. Das Voranschreiten beobachtete Hipparch nämlich in den Koordinaten der Sterne. Nicht etwa, weil seine Positionsmessungen so gut gewesen wären (die hatten tatsächlich eine Messunsicherheit von ca 1°, zumindest die meisten von ihnen: es gibt mehrere Datensätze mit unterschiedlichen Fehlerbalken), sondern weil der Mond in Hipparchs Zeit einige Sterne nicht bedecken konnte, die im vorherigen Jahrhundert bedeckt wurden. Hipparch kannte die Mondbahn sehr genau, kannte auch die Knotenbewegung und den Fakt, dass der Mond nicht bei jedem Umlauf die gleichen Sterne bedeckt. Er konnte aber auch nachweisen, dass sich nicht nur die Mondknoten bewegen, sondern auch die Schnittpunkt zwischen Himmelsäquator und Ekliptik.
Wie genau er das gemacht hat, ist nicht überliefert – es ist nur im Almagest(7) klar geschrieben, dass er dafür die Sternbedeckungen ein bis zwei Jahrhunderte früher mit seinen eigenen Sternbedeckungsdaten verglich. Das Argument geht etwas so: “Astronom XY vor mir hat gesehen, dass der Mond Spica bedeckt, wenn er (Mond) x Grad vom Äquinoktium entfernt stand. Für mich ist der Mond bei der Bedeckung y Grad vom Äquinoktium entfernt, also hat sich die Koordinate des Sterns verändert.” Sternpositionen waren also nicht supergenau messbar, Mondpositionen aber sehr wohl. Dadurch erhielt Hipparch einen recht genauen Zahlenwert für diese Fortschrittsbewegung.
Vorlesung “Mysteries of Hipparchus”
Letztes Jahr habe ich über alle diese “Mysterien”, die Zuschreibungen und was wirklich hinter ihnen steckt, eine Vorlesung gehalten. Da das in China war, ist es leider auf Englisch, aber wer möchte, kann es hier nachhören.
Literatur
- Hoffmann, S.M. (2017). Hipparchs Himmelsglobus – Ein Bindeglied in der babylonisch-griechischen Astrometrie?, Reihe: Research, Springer Verlag, Wiesbaden/New York http://www.springer.com/de/book/9783658186821
- Hoffmann, S.M. (2024). Einige Ergebnisse zu den antiken Globen, Globusfreund, Vol. 69, Wien
- Vogt, H. (1925). Versuch einer Wiederherstellung von Hipparchs Fixsternverzeichnis. Astronomische Nachrichten 224(2), 17 https://doi.org/10.1002/asna. 19252240202
- Graßhoff, G. (1990). The History of Ptolemy’s Star Catalogue. Springer, New York
- Protte, Ph and Hoffmann S.M (2020), Accuracy of magnitudes in pre-telescopic star catalogues, AN, 341, 827-840
- Hoffmann, S.M. (2022). Essay: On Ptolemy’s stellar magnitudes, in Hoffmann and Wolfschmidt (eds.). Astronomy in Culture – Cultures of Astronomy, tredition/ OpenScienceTechnology, Hamburg/ Berlin, 426-429
- Toomer, G. J. (1984). Ptolemy’s Almagest. Princeton University Press, Princeton
