Giovanni Domenico Cassini – ein Titan der Astronomie

Als Giovanni Domenico Cassini (1625 - 1712) im italienischen Perinaldo nahe Nizza zur Welt kam, war ihm seine spätere Karriere als berühmter Mathematiker und Astronom wohl kaum in die Wiege gelegt. Dahin war es noch ein weiter Weg.

Zur Person:

Cassini durchlief seine schulische Laufbahn an den Jesuitenkollegien in Genua und in Bologna. Aufgrund des Einflusses des auf ihn aufmerksam gewordenen ehemaligen Generals und römischen Senators Cornelio Malvasia (1603 - 1664), der in päpstlichen Diensten stand und sich mit Astronomie beschäftigte, erhielt er 1650 den Ruf als Professor für den Lehrstuhl für Astronomie und Mathematik an der Universität von Bologna in der Nachfolge des Paters Bonaventura Cavalieri (ca. 1598 - 1647). Cassini lehrte dort in Übereinstimmung mit den katholischen Glaubensvorstellungen das ptolemäische Weltbild wie auch die euklidische Geometrie. Lange war Cassini eher dem geozentrischen Modell im Sinne des Tycho Brahe (1546 - 1601) denn demjenigen von Nikolaus Kopernikus (1473 - 1543), somit der heliozentrischen Weltsicht zugetan. Spätestens seit 1655 erlangte Cassini jedoch einen weit über Italien hinausreichenden Namen, als er die Neigung der Erdbahn, den Sonnendurchmesser und die Lichtbrechung in der Erdatmosphäre bestimmte. 1669 erreichte Cassini der Ruf an die von Ludwig XIV. von Frankreich (1643 - 1715) gegründete Académie des sciences. Seit 1673 war Cassini französischer Staatsbürger und schrieb seine Vornamen bevorzugt in der Sprache seiner neuen Heimat "Jean-Dominique". Große wissenschaftlich bedeutsame Entdeckungen und Leistungen schlossen sich an. Cassini war mit der reichen Frau aus angesehener Familie Geneviève de Laistre verheiratet und sein Sohn Jacques Cassini (1677 - 1756) wie auch der Enkel traten in die beruflichen Fußstapfen ihres Vaters und Großvaters. Cassini war von besonderem Arbeitseifer bis ins hohe Alter, doch erblindete er zwei Jahre vor seinem Tod. Sein Grab ist in der Kirche Saint-Jacques-du-Haut-Pas in Paris zu finden, wo er hoch geehrt und angesehen mit 87 Jahren verstarb.

Wissenschaftliche Leistungen:

Cassini, der sehr intensiv und genau den Himmel beobachtete, führte, nachdem er 1655 in der Kathedrale San Petronio von Bologna die Bestimmung der Neigung der Erdbahn vorgenommen hatte, wo noch heute der nach seinen Plänen angelegte Meridian im steinernen Boden bewundert werden kann, vorrangig Kometenbeobachtungen durch. 1663 erhielt Cassini von der päpstlichen Regierung den Auftrag, die Zitadelle von Urbino zu befestigen. In dieser Zeit beschäftigte sich Cassini unter anderem mit der Abplattung und Rotationsdauer des Jupiter sowie mit im Fernrohren erkennbaren Gebilden der Oberfläche auf dem Mars wie der Phasengestaltung der Venus. Die Entdeckungen wurden mit Hilfe der von Cassini angeschafften und für die damalige Zeit sehr leistungsfähigen Teleskopen von Eustachio Divini (1610 - 1685) und Giuseppe Campani (1635 - 1715) ermöglicht. 1665 bestimmte Cassini anhand des Großen Roten Flecks die Eigendrehung des Jupiter. Darüber hinaus konnte er die Rotationsdauer von Venus, Mars und Jupiter ermitteln. Für die Navigation sollte nach der Vorstellung Cassinis der regelmäßige Umlauf des Jupitermondes Io als Längengradbestimmung dienen. Er fertigte sehr genaue Tabellen, die er 1668 unter dem Titel "Ephemerides Bononienses mediceorum siderum" publizierte und die seinen internationalen Ruf weiter festigten. Nach dem Umzug nach Frankreich arbeitete Cassini als Direktor der königlichen Sternwarte und konnte durch geschicktes Vorgehen und Aufsehen erregende Planungen das Interesse des Sonnenköngis über Jahrzehnte fesseln.
Großartige Leistungen wurden vollbracht: Cassini entdeckte zwei weitere Saturnmonde, nämlich Iapetus (1671) und Rhea (1672). Dass Cassini jedoch auch den Saturnmond Titan entdeckt habe, ist falsch, aber ein häufig kolportiertes Gerücht. Diese Leistung ist dem niederländischen Astronomen und Physiker Christiaan Huygens (1629 - 1695) zuzurechnen, der schon 1655 Titan erblickt hatte. Cassini erkannte 1675 im Saturnring eine Lücke, die heute nach ihm benannt ist und als Cassinische Teilung in der Astronomie bekannt ist. An Iapetus stellte Cassini regelmäßig auftretende Veränderungen der jeweiligen Helligkeit fest. Darüber hinaus bemerkte Cassini, dass dieser Mond dem Saturn immer die gleiche Seite zeigt, mithin wie der Erdenmond gebunden rotiert. Ferner konnte Cassini dann noch zwei weitere Saturnmonde, nämlich Dione und Tethys entdecken. Cassini nahm sich vor, die genaue Form der Erde zu bestimmen, eine zutreffende geographische Karte Frankreichs zu erstellen und das Sonnensystem zu vermessen. Die Vermessung des französischen Gebiets mittels der sogenannten Triangulation ergab zum Missmut von Ludwig XIV. nicht die von ihm erhoffte Fläche, die bis dahin angenommen worden war. 1683 beschrieb Cassini das Zodiakallicht, dessen Erscheinung man sich zuvor nicht hinreichend erklären konnte. Der Astronom Jean Richer (ca. 1630 - 1696) ermittelte 1672 in Cayenne (Französisch Guayana in Südamerika) zusammen mit Cassini in Paris den Abstand Erde-Mars. Die Berühmtheit Cassinis als großer Astronom rief zahlreiche Interessenten auf den Plan, bei ihm in Dienste zu treten. Einer seiner Mitarbeiter wurde der dänische Astronom Ole Römer (1644 - 1710), der an der von Cassini geleiteten Sternwarte die zeitliche Aufeinanderfolge der Verfinsterungen der vier größten Jupitermonde beobachtete. Dabei konnte Römer feststellen, dass sich die Verfinsterungen sich jeweils verzögerten, wenn der Abstand von Jupiter zur Erde größer wurde und umgekehrt. Daraus zog Römer den Schluss und stellte die nahe liegende Hypothese auf, dass das Licht eine endliche Geschwindigkeit aufweisen muss, um den Weg vom Jupitermond zur Erde zurückzulegen. Diese 1676 von Römer angestellten Berechnungen ergaben aufgrund der bekannten Entfernung des Planeten einen ungefähren Wert von 227000 km/s. Dass der Wert von demjenigen, der heute gemessen wird, nicht unerheblich abweicht, ist den damals angewendeten Messmethoden geschuldet und nicht einem Fehler in den Überlegungen Römers, der als erster aufgrund eines wissenschaftlichen Ansatzes die Lichtgeschwindigkeit zu ermitteln suchte. Die Bemühungen Römers wurden zwar von Huygens und Edmund Halley (1656 - 1742) gewürdigt, nicht jedoch von Cassini, so dass Römer 1681 in seine Heimat Dänemark zurückkehrte, ohne von Cassini die gebotene Anerkennung für diese grundlegende Arbeit erfahren zu haben. Einer der Glanzpunkte der astronomischen Leistungen Cassinis besteht in den Erkenntnissen, die er in Bezug auf unseren einzigen Erdtrabanten, nämlich den Mond hatte und für dessen Umlauf 1693 die drei Cassinischen Gesetze formulierte:

1. Der Mond rotiert gleichmäßig gebunden an seinen Umlauf.

2. Der Mondäquator ist konstant um 1,5° gegen die Ekliptik geneigt.

3. Die Rotationsachse des Mondes liegt stets in der Ebene, die von seiner Bahnnormalen und der Normalen der Ekliptik aufgespannt wird, wobei die beobachtbare leichte Abweichung von dieser Regel als physische Libration bezeichnet wird.

Cassinis wissenschaftliche Irrtümer:

Aber nicht in allem hatte Cassini Recht. Cassini war ein Traditionalist und konnte sich schwer von einmal gewonnenen Ansichten selbst dann trennen, wenn die Mangelhaftigkeit geradezu auf der Hand lag. Er suchte nach Hilfskonstruktionen, um das geozentrische Weltbild eines Tycho Brahe zu retten, Kepler und Newton nur als Randfiguren des wissenschaftlichen Fortschritts erscheinen zu lassen und Erkenntisse (wie diejenige von Ole Römer) als nicht hinreichend durchdacht abzutun. Aufgrund des zusammen mit Richer erzielten Ergebnisses in Bezug auf die Entfernung von Erde zum Mars glaubte Cassini daraus die Parallaxe der Sonne mit 9,5'' angegeben zu können. Der Messwert war aber nicht hinreichend genau, nämlich um ca. 7% zu gering, so dass die Berechnung Cassinis insbesondere von Edmund Halley zurecht angezweifelt wurde. Cassini, der sich mit den Arbeiten des Astronomen und Mathematikers Jean Richer und des Mathematikers Philippe de La Hire (1640 - 1714, nach anderen Quellen 1718) zur Erdabplattung an den Polen nicht anfreunden konnte, vertrat wie sein Sohn und später noch sein Enkel die These, wonach diese Erscheinung vielmehr beim Äquator zu suchen sei. Jean Richer hatte jedoch zutreffend darauf hingewiesen, dass die Länge eines Sekundenpendels von der geographischen Breite abhänge. Er hatte deshalb auf eine Abplattung der Erde an den Polen geschlossen. Im Übrigen waren durch die Arbeiten Richer's und von de La Hire die Voraussagen von Isaac Newton (1643 - 1727) und Christiaan Huygens bereits 1683 bestätigt worden. Cassini ließ sich aber nicht überzeugen.
Die Schwäche Cassinis bestand - so sieht es zumindest die herrschende Physik und Astronomie heute - vor allem in der Ablehnung der Ellipsenbahnen nach Johannes Kepler (1571 - 1630) und der Gravitationstheorie Isaac Newtons. Cassini sprach vielmehr von einer Kurve vierter Ordnung, die er 1680 vorstellte. Genannt werden diese Gebilde heute (noch) Cassinische Ovale oder Cassinische Kurve(n), wobei wir an dieser Stelle außer Betracht lassen wollen, ob Cassini in dieser Frage vielleicht visionär aber sicher unbewusst die damals noch völlig unbekannte Raumkrümmung vorwegnahm. Inwieweit die teils heftige Kritik des ständigen Sekretärs (seit 1803) der französischen Akademie der Wissenschaften, nämlich von Jean Baptiste Joseph Delambre (1749 - 1822) an der Person, am Werk und an den Leistungen Cassinis in manchen Passagen überzogen oder aus durchsichtigen Gründen dem damaligen Zeitgeist geschuldet ist, braucht hier nicht näher behandelt zu werden.

Würdigung von Cassini:

Trotz aller Schwächen und Unzulänglichkeit gehört Cassini zu den großen Wissenschaftlern, der die Astronomie bereichert und vorangebracht hat. Cassini prägte darüber hinaus die Astronomie des ausgehenden 17. Jahrhunderts und war Huygens und Halley ebenbürtig, selbst wenn diese ihm in ihrer geistigen Fortschrittlichkeit sicherlich voraus waren. Er war trotz allem ein "richtiger" wissenschaftlicher Titan, wenn er auch den gleichnamigen Mond des Saturn nicht entdeckt hat. Nicht zu Unrecht wurde nach Cassini eine Sonde benannt, ein Mondkrater wie auch der Asteroid (24101).

Quellen u. a. : - Großes Lexikon der Astronomie, Joachim Herrmann, erschienen im Mosaik Verlag GmbH, München 1982; - Schütz, Michael: Cassinis Meridian in Bologna, Sterne und Weltraum, Bd. 28, Nummer 6, 1989, S. 362-366; - Wikipedia-Freie Enzyklopädie (Stand 29.09.2013) zu "Giovanni Domenico Cassini" etc.