Astronomie

Verwissenschaftlichung und Institutionalisierung

Komet über Zürich, Zeichnung aus der Schweizer Chronik aus dem Jahr 1576 von Christoph Silberysen (Aargauer Kantonsbibliothek, Aarau, MsWettF 16: 1, S. 455; e-codices). […]

Das kopernikanische System konnte sich in der Schweiz nur langsam durchsetzen. In Basel liess Christian Wurstisen (1544-1588) zwar eine Schrift über dieses System erscheinen; dessen Lehre an der Universität wurde ihm aber durch die protestantische Orthodoxie verboten. Ebenso erging es noch 1675 und 1681 dem Mathematikprofessor Peter Megerlin. In Zürich konnten Michael Zingg (1599-1676), Konstrukteur einer astronomischen Uhr, und Matthias Hirzgartner (1574-1653) sich als Kopernikaner bekennen, aber in späteren Jahren setzte auch hier die Gegenbewegung der Orthodoxie ein. Da sich die Astronomie zu der Zeit vor allem mit der Zeitbestimmung und dem Kalender beschäftigte, war die Konstruktion von Uhren und Beobachtungsinstrumenten ein verbreitetes Arbeitsgebiet, so etwa von Konrad Dasypodius (1531-1601), der in Strassburg eine astronomische Uhr konstruierte. Berühmtester Konstrukteur von Uhren und Himmelsgloben war wohl Jost Bürgi, der 1579 an die erste Sternwarte Europas in Kassel (Hessen) berufen wurde und in späteren Jahren mit Johannes Kepler am Kaiserhof in Prag zusammenarbeitete.

Von grösserer Bedeutung waren im späteren 17. und im 18. Jahrhundert astronomische Arbeiten theoretischer Art im Rahmen der Entwicklung von Mathematik und Physik, so etwa Jacob Bernoullis Kometentheorie oder Johann (1667-1748) und Daniel Bernoullis Berechnungen der Neigungen der Planetenbahnen. Johann Bernoulli (1744-1807) wurde 1767 Direktor der Sternwarte der Berliner Akademie. Vor allem ist auf die zahlreichen Arbeiten Leonhard Eulers zu verweisen. Jean Philippe Loys de Cheseaux bearbeitete zahlreiche astronomische Themen.

1771 wurde in Genf die erste Sternwarte der Schweiz unter der Direktion von Jacques-André Mallet gegründet. Neben meteorologischen Beobachtungen förderte das Institut durch seine Chronometer-Wettbewerbe ab 1790 die Genfer Uhrenindustrie.

In Bern wurde 1822 eine Sternwarte unter Johann Friedrich Trechsel, Professor der Physik an der Akademie, errichtet und von 1847 bis zu dessen Berufung an das Eidgenössische Polytechnikum in Zürich von Rudolf Wolf geleitet. Nachdem die alte, nur nebenher von Physikern betreute Sternwarte in den folgenden Jahrzehnten verkümmert war, wurde 1922 unter Sigmund Mauderli das neue Astronomische Institut der Universität Bern gegründet.

In Genf wurde 1830 eine neue Sternwarte auf der Bastion de Saint-Antoine erbaut. Ihr bedeutendster Direktor war Emile Plantamour. Als Mitarbeiter von Raoul Gautier und Georges Tiercy (Direktor 1928-1955) wirkte der Teleskopbauer Emil Schaer, der 1922 mit Beobachtungen auf dem Jungfraujoch begann, die schliesslich zur Errichtung des Observatoriums (Jungfrau) führten. Das 1858 gegründete Observatoire Cantonal in Neuenburg sah seine Hauptaufgabe im Zeit- und Chronometerdienst in Verbindung mit der Uhrenindustrie. Der erste Direktor Adolphe Hirsch förderte den Ausbau des Observatoriums durch sein Vermächtnis. Heute ist es vor allem auf dem Gebiet der Geophysik tätig (Zeitbestimmung, Rotationsschwankungen der Erde).

Bereits bei der Gründung des Polytechnikums (heute ETH) in Zürich (1855) wurde eine Professur für Astronomie geschaffen. 1860-1864 erfolgte unter Rudolf Wolf der Bau der Eidgenössischen Sternwarte nach den Plänen Gottfried Sempers. Hauptarbeitsgebiet war die Beobachtung der Sonnenaktivität (Zürcher Sonnenflecken-Relativzahlen nach Wolf). Unter Alfred Wolfer, William Brunner und Max Waldmeier war Zürich für Jahrzehnte internationales Zentrum der Sonnenforschung.

In Basel wurde eine Sternwarte zunächst im Rahmen des Physikalischen Instituts im Bernoullianum, ab 1880 mit eigener Professur (Albert Riggenbach), und ab 1895 als eigenes Institut geführt. Bis 1947 war dieses vor allem auf dem Gebiet der Geodäsie tätig (Theodor Niethammer).

Ausbau nach 1950

Die astronomische Forschung in der Schweiz hatte sich bis nach dem Zweiten Weltkrieg – mit Ausnahme des langjährigen Zürcher Programms zur Überwachung der Sonnenaktivität – in bescheidenem Rahmen gehalten. Von den 1950er Jahren an und beschleunigt in den 1960er Jahren wurden die Institute ausgebaut und neue Forschungsprogramme in Angriff genommen. Der Schwerpunkt der schweizerischen Forschung liegt im Gebiet der optischen Astronomie. Auf die in den 1950er Jahren neue Radioastronomie wurde bewusst verzichtet, um eine Zersplitterung der bescheidenen Mittel zu vermeiden. Nur in Zürich und Bern wurden radioastronomische Sonnenbeobachtungen durchgeführt. Hauptstütze der schweizerischen Forschung sind die Teleskope des European Southern Observatory (ESO). Die Schweiz trat dieser internationalen Organisation nach Aufgabe allzu kostspieliger Pläne für ein eigenes Nationalobservatorium auf dem Gornergrat 1981 bei. Von Anfang an hat sie auch bei zahlreichen Forschungsunternehmen der European Space Agency (ESA) teilgenommen (Raumfahrt).

Das Observatoire de Genève entwickelte sich seit etwa 1960 unter Marcel Golay mit dem Neubau in Sauverny bei Versoix und einem 1-m-Spiegelteleskop auf dem Gelände des Observatoire de Haute-Provence zum grössten schweizerischen Observatorium; das Astronomische Institut der Universität Lausanne profitierte von einer engen Zusammenarbeit mit dem Genfer Institut.

In Bern nahm das Physikalische Institut der Universität mehrere Richtungen astronomischer Forschung auf. Die Gruppe von Johannes Geiss untersuchte im erdnahen Raum in einer langjährigen Reihe von Satelliten-Experimenten (beginnend mit dem ersten bemannten Apollo-Mondflug) die Zusammensetzung und Eigenschaften des Sonnenwindes und des interplanetaren Gases. Das Astronomische Institut Bern mit seiner Beobachtungsstation in Zimmerwald arbeitete unter Max Schürer und Paul Wild auf den Gebieten der Satelliten-Geodäsie, der Bahnbewegungen von Kleinplaneten und der modernen Positionsastronomie.

Die Eidgenössische Sternwarte in Zürich setzte zunächst die Beobachtungen der Sonnenaktivität und der Sonnencorona fort. Für die Coronaforschung wurde 1939 eine Beobachtungsstation auf dem Tschuggen bei Arosa, für die Registrierung der Sonnenaktivität 1957 die Aussenstation Specola Solare in Locarno-Monti erbaut (seit der Aufgabe der optischen Sonnenflecken-Beobachtung in Zürich selbstständig als Specola Solare Ticinese). Die bis dahin als eigenständiges Institut geführte Eidgenössische Sternwarte wurde 1979 als Astronomisches Institut in die ETH Zürich integriert. Neben der weiter geführten radioastronomischen Beobachtung der Sonnenaktivität wurden neu die theoretische und beobachtungsgestützte Analyse der physikalischen Eigenschaften der Sonnenatmosphäre (Oszillationen der Sonnenoberfläche) und der Sternatmosphären aufgenommen. Zur Förderung dieser Aufgaben ist das Astronomische Institut einer der Hauptinitianten des internationalen Projekts Large Earthbound Solar Telescope (LEST) auf den Kanarischen Inseln. Sonnen- und Atmosphärenbeobachtungen im Mikrowellenbereich werden auch vom Physikalischen Institut Bern, Messungen der Intensität der Sonnenstrahlung vom World Radiation Center in Davos durchgeführt.

Theoretische Modelle des Aufbaus und der Entwicklung von Sternen werden in Genf berechnet; das Hauptgewicht der Arbeiten liegt aber in der Beobachtung und Auswertung fotometrischer Beobachtungen (Helligkeitsmessungen in verschiedenen Bereichen des Spektrums) zur Analyse der physikalischen Eigenschaften von Sternen. Genf hat eine Pionierrolle in der Entwicklung neuartiger Instrumente für solche Aufgaben (u.a. Ballonteleskope für Infrarot- und Ultraviolettbeobachtungen). Statistische Auswertungen solcher Messungen werden vor allem vom Astronomischen Institut der Universität Lausanne in Zusammenarbeit mit dem Internationalen Astronomischen Datenzentrum in Strassburg durchgeführt. Die Fotometrie der Sterne, insbesondere im Hinblick auf die Erforschung des Aufbaus des Milchstrassensystems, ist auch Arbeitsgebiet des Astronomischen Institut Basel, das unter Emanuel von der Pahlen und dann besonders unter Wilhelm Becker (seit 1952) die Milchstrassenforschung vorantrieb (Beobachtungsstation in Metzerlen). Hier werden vor allem Methoden der synthetischen Fotometrie (theoretische Strahlungsverteilung im Spektrum von Sternen verschiedener physikalischer Eigenschaften und von Sternsystemen sowie Vergleich mit Beobachtungsresultaten) entwickelt. Neben dem Aufbau des Spiralsystems und des Halos der Milchstrasse sollen auch deren Entwicklung und chemische Zusammensetzung ergründet werden. Über den Bereich des Milchstrassensystems hinaus arbeitet das Astronomische Institut in Basel auf dem Gebiet der Kosmologie mit Untersuchungen zur Distanzbestimmung und Bewegung aussergalaktischer Sternsysteme und der Expansion des Universums. In Genf werden die Theorie der Bewegung (Dynamik) des Milchstrassensystems und anderer Sternsysteme entwickelt und die explosiven Vorgänge im Zentrum dieser Systeme beobachtet. Die Untersuchung der von solchen Objekten ausgesandten kosmischen Strahlung und Röntgenstrahlung ist schliesslich ein Spezialgebiet des Physikalischen Instituts Bern.