Ein mittelalterliches Pergament aus einem ägyptischen Kloster hat einen überraschenden Schatz ans Licht gebracht. Versteckt unter christlichen Texten haben Wissenschaftler einen Teil des lange verschollenen Sternenkatalogs des Astronomen Hipparchos entdeckt, der als der früheste bekannte Versuch gilt, den gesamten Himmel zu kartieren.
Wissenschaftler suchen seit Jahrhunderten nach Hipparchos‘ Katalog. James Evans, Astronomiehistoriker an der University of Puget Sound in Tacoma, Washington, bezeichnet den Fund als „selten“ und „bemerkenswert“. Der Auszug wurde diese Woche online im Journal for the History of Astronomy veröffentlicht. Laut Evans beweist er, dass Hipparchos, der oft als der größte Astronom des antiken Griechenlands angesehen wird, den Himmel tatsächlich Jahrhunderte vor anderen bekannten Versuchen kartiert hat. Es beleuchtet auch einen entscheidenden Moment in der Geburtsstunde der Wissenschaft, als die Astronomen dazu übergingen, die Muster, die sie am Himmel sahen, nicht mehr nur zu beschreiben, sondern sie zu messen und vorherzusagen.
Das Manuskript stammt aus dem griechisch-orthodoxen Katharinenkloster auf der Sinai-Halbinsel in Ägypten, aber die meisten der 146 Blätter oder Folios befinden sich heute im Besitz des Bibelmuseums in Washington DC. Die Seiten enthalten den Codex Climaci Rescriptus, eine Sammlung syrischer Texte aus dem 10. oder 11. Jahrhundert. Der Codex ist jedoch ein Palimpsest: Pergament, das vom Schreiber von älterem Text befreit wurde, damit es wiederverwendet werden konnte.
Man vermutete, dass die ältere Schrift weitere christliche Texte enthielt, und 2012 bat der Bibelwissenschaftler Peter Williams von der Universität Cambridge (Großbritannien) seine Studenten, die Seiten im Rahmen eines Sommerprojekts zu untersuchen. Einer von ihnen, Jamie Klair, entdeckte unerwartet eine Passage in griechischer Sprache, die oft dem Astronomen Eratosthenes zugeschrieben wird. Im Jahr 2017 wurden die Seiten mit modernster multispektraler Bildgebung neu analysiert. Forscher der Early Manuscripts Electronic Library in Rolling Hills Estates, Kalifornien, und der University of Rochester in New York nahmen 42 Fotos von jeder Seite in verschiedenen Lichtwellenlängen auf und suchten mithilfe von Computeralgorithmen nach Kombinationen von Frequenzen, die den verborgenen Text hervorheben.
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Sternzeichen
Neun Blätter wiesen astronomisches Material auf, das nach der Radiokohlenstoffdatierung und dem Stil der Schrift wahrscheinlich im 5. oder 6. Jahrhundert niedergeschrieben wurde. Es enthält Mythen über den Ursprung der Sterne von Eratosthenes und Teile eines berühmten Gedichts aus dem 3. Jahrhundert vor Christus namens Phaenomena, in dem die Sternbilder beschrieben werden. Bei der Durchsicht der Bilder während einer Coronavirus-Sperre bemerkte Williams dann etwas viel Ungewöhnlicheres. Er alarmierte den Wissenschaftshistoriker Victor Gysembergh vom französischen Forschungszentrum CNRS in Paris. „Ich war von Anfang an sehr aufgeregt“, sagt Gysembergh. „Es war sofort klar, dass wir Sternkoordinaten hatten.“
Die erhaltene Passage, die Gysembergh und sein Kollege Emmanuel Zingg von der Pariser Universität Sorbonne entziffert haben, ist etwa eine Seite lang. Sie gibt die Länge und Breite des Sternbilds Corona Borealis, der nördlichen Krone, in Grad an und enthält Koordinaten für die Sterne im äußersten Norden, Süden, Osten und Westen.
Mehrere Indizien deuten auf Hipparchos als Quelle hin, angefangen bei der eigenwilligen Art und Weise, in der einige der Daten ausgedrückt werden. Und, ganz entscheidend, die Präzision der Messungen des antiken Astronomen ermöglichte es dem Team, die Beobachtungen zu datieren. Das Phänomen der Präzession – bei der sich die Erde alle 72 Jahre langsam um ein Grad um ihre Achse dreht – bedeutet, dass sich die Position der „Fixsterne“ am Himmel langsam verschiebt. Die Forscher konnten dies nutzen, um zu überprüfen, wann der antike Astronom seine Beobachtungen gemacht haben muss, und fanden heraus, dass die Koordinaten etwa 129 v. Chr. passen – in die Zeit, in der Hipparchos tätig war.
Bislang, so Evans, war der einzige Sternenkatalog, der aus der Antike überlebt hatte, derjenige, den der Astronom Claudius Ptolemäus im 2. Jahrhundert nach Christus in Alexandria, Ägypten, zusammengestellt hatte. In seinem Traktat Almagest, einem der einflussreichsten wissenschaftlichen Texte der Geschichte, stellte er ein mathematisches Modell des Kosmos – mit der Erde im Zentrum – auf, das mehr als 1 200 Jahre lang akzeptiert wurde. Er gab auch die Koordinaten und Helligkeiten von mehr als 1.000 Sternen an. In den antiken Quellen wird jedoch mehrfach erwähnt, dass derjenige, der als Erster die Sterne vermessen hat, Hipparchos war, der drei Jahrhunderte zuvor, etwa zwischen 190 und 120 v. Chr., auf der griechischen Insel Rhodos arbeitete.
Standort, Standort, Standort
Babylonische Astronomen hatten bereits zuvor die Positionen einiger Sterne im Tierkreis gemessen, d. h. die Sternbilder, die entlang der Ekliptik liegen – der jährlichen Bahn der Sonne gegenüber den Fixsternen, von der Erde aus gesehen. Hipparchos war jedoch der erste, der die Positionen der Sterne anhand von zwei Koordinaten definierte und die Sterne am gesamten Himmel kartierte. Unter anderem entdeckte Hipparchos selbst die Präzession der Erde und modellierte die scheinbaren Bewegungen von Sonne und Mond.
Gysembergh und seine Kollegen nutzten die von ihnen entdeckten Daten, um zu bestätigen, dass die Koordinaten für drei andere Sternbilder (Ursa Major, Ursa Minor und Draco), die in einem separaten mittelalterlichen lateinischen Manuskript, dem Aratus Latinus, enthalten sind, ebenfalls direkt von Hipparchos stammen müssen. „Das neue Fragment macht dies viel, viel deutlicher“, sagt Mathieu Ossendrijver, Astronomiehistoriker an der Freien Universität Berlin. „Dieser Sternenkatalog, der in der Literatur als eine fast hypothetische Sache herumgeisterte, ist sehr konkret geworden.“
Die Forscher gehen davon aus, dass Hipparchos‘ ursprüngliche Liste, ebenso wie die von Ptolemäus, Beobachtungen von fast allen sichtbaren Sternen am Himmel enthielt. Da er kein Teleskop besaß, so Gysembergh, muss er ein Visierrohr, eine so genannte Dioptra, oder einen Mechanismus namens Armillarsphäre verwendet haben. „Das bedeutet unzählige Stunden Arbeit.“
Die Beziehung zwischen Hipparchos und Ptolemäus war schon immer undurchsichtig. Einige Gelehrte haben behauptet, dass der Katalog des Hipparchos nie existiert hat. Andere (angefangen mit dem Astronomen Tycho Brahe aus dem 16. Jahrhundert) argumentierten, dass Ptolemäus die Daten von Hipparchos gestohlen und als seine eigenen ausgegeben habe. „Viele Leute denken, dass Hipparchos der wirklich große Entdecker war“, sagt Gysembergh, während Ptolemäus „ein erstaunlicher Lehrer“ war, der die Arbeit seiner Vorgänger zusammenstellte.
Aus den Daten in den Fragmenten schließt das Team, dass Ptolemäus nicht einfach die Zahlen von Hipparchos kopiert hat. Aber vielleicht hätte er das tun sollen: Hipparchos‘ Beobachtungen scheinen wesentlich genauer zu sein, denn die bisher abgelesenen Koordinaten stimmen bis auf ein Grad genau. Und während Ptolemäus sein Koordinatensystem auf die Ekliptik stützte, verwendete Hipparchos den Himmelsäquator, ein System, das in modernen Sternkarten üblicher ist.
Die Geburt eines Feldes
Die Entdeckung „bereichert unser Bild“ von Hipparchos, sagt Evans. „Sie gibt uns einen faszinierenden Einblick in das, was er tatsächlich getan hat“. Und damit wirft sie ein Licht auf eine Schlüsselentwicklung in der westlichen Zivilisation, die „Mathematisierung der Natur“, in der Gelehrte, die das Universum zu verstehen suchten, von der einfachen Beschreibung der Muster, die sie sahen, zu dem Ziel übergingen, zu messen, zu berechnen und vorherzusagen.
Hipparchos war die Schlüsselfigur, die dafür verantwortlich war, dass die Astronomie zu einer prädiktiven Wissenschaft wurde“, so Ossendrijver. In seinem einzigen erhaltenen Werk kritisierte Hipparchos frühere astronomische Autoren dafür, dass sie bei ihren Visionen von Bahnen und Himmelskugeln nicht auf numerische Genauigkeit achteten.
Man nimmt an, dass er durch seinen Kontakt mit den babylonischen Astronomen inspiriert wurde und Zugang zu deren jahrhundertelangen, präzisen Beobachtungen hatte. Die Babylonier hatten kein Interesse daran, die Anordnung des Sonnensystems in drei Dimensionen zu modellieren, aber aufgrund ihres Glaubens an himmlische Omen machten sie genaue Beobachtungen und entwickelten mathematische Methoden, um den Zeitpunkt von Ereignissen wie Mondfinsternissen zu modellieren und vorherzusagen. Mit Hipparchos verschmolz diese Tradition mit dem griechischen geometrischen Ansatz, so Evans, und „die moderne Astronomie begann wirklich“.
Die Forscher hoffen, dass sie mit der Verbesserung der bildgebenden Verfahren weitere Sternkoordinaten aufdecken werden, so dass sie einen größeren Datensatz untersuchen können. Mehrere Teile des Codex Climaci Rescriptus sind noch nicht entziffert worden. Möglicherweise sind in der Bibliothek von St. Katharinen, die mehr als 160 Palimpseste enthält, noch weitere Seiten des Sternkatalogs erhalten. Die Bemühungen, diese zu entziffern, haben bereits bisher unbekannte griechische medizinische Texte zutage gefördert, darunter Arzneimittelrezepte, chirurgische Anleitungen und ein Handbuch über Heilpflanzen.
Darüber hinaus eröffnet die multispektrale Bildgebung von Palimpsesten einen neuen Reichtum an antiken Texten in Archiven auf der ganzen Welt. „Allein in Europa gibt es buchstäblich Tausende von Palimpsesten in großen Bibliotheken“, sagt Gysembergh. „Dies ist nur ein sehr aufregender Fall einer Forschungsmöglichkeit, die auf Tausende von Manuskripten angewendet werden kann und jedes Mal zu erstaunlichen Entdeckungen führt.“
Originalpublikation
Gysembergh, V., Williams, P. J. & Zingg, E. J. Hist. Astron. 53, 383–393 (2022).
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-022-03296-1
Nach Pressemeldungen des CNRS und von Nature.
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