Wer fand heraus dass erde rund ist

Jedes Kind weiß, dass die Erde eine Kugel ist … oder? Und wie lässt sich das beweisen? Zum Beispiel mit einem einfachen Mitmach-Experiment, das ein Vorbild in der Antike hat.

Der griechische Gelehrte Eratosthenes bewies vor mehr als 2000 Jahren mit einem legendären Experiment, dass die Erde eine Kugel sein muss. Ihm war aufgefallen, dass die Sonne im Süden Ägyptens (in Assuan) zur Sommersonnenwende am 21. Juni mittags keinen Schatten warf. Weiter im Norden des Landes (in Alexandria) warf ein großer Obelisk aber zur gleichen Zeit sehr wohl einen (wenn auch nur kurzen) Schatten. Daraus folgerte er, dass die Erdoberfläche gekrümmt sein müsse – und aus der Schattenlänge und der Entfernung der beiden Orte berechnete er bereits den ungefähren Umfang der Erde.

Mit zwei Zahnstochern und einer Taschenlampe die Erdkrümmung erklären

Das Experiment stellt den historischen Versuch nach, indem der Schattenwurf von jeweils zwei Zahnstochern verglichen wird – einmal bei einer „Scheiben-Erde“ und einmal bei einer „Kugel-Erde“. Wenn Licht aus einer ausreichend großen Entfernung (in der Realität 150 Millionen Kilometer, im Experiment mindestens 50 cm) kommt, kann man sagen: Die Lichtstrahlen treffen parallel auf die Erde. Bei einer „Scheiben-Erde“ wäre die Position des Zahnstochers dann egal, er würde nirgends einen Schatten werfen. Nur die Kugelform der Erde führt dazu, dass der zweite Zahnstocher zur Richtung der Strahlen geneigt ist und daher einen Schatten wirft.

Hinweis: Dieses Experiment eignet sich eher für ältere Schüler*innen © Schülerforschungszentrum Südwürttemberg (SFZ)

Als Sonne dient eine Taschenlampe, die in mindestens (!) 50 cm Abstand genau über der Mitte des jeweiligen Erde-Modells platziert wird und es senkrecht von oben bescheint. Tipp: Wenn Sie zwei Taschenlampen zur Hand haben, können Sie beide Modelle parallel aufbauen und untersuchen. Die Taschenlampen kann man z.B. an einer Tischkante mit Klebeband befestigen und die Erde-Modelle darunter auf dem Boden platzieren.

Materialien

• Styroporkugel für die „Kugel-Erde“ (12 cm Durchmesser)
• dünne Styroporscheibe, kreisrund ausgeschnitten für die „Scheiben-Erde“ (ebenfalls 12 cm Durchmesser)
• 4 Zahnstocher
• Maßband oder Gliedermaßstab
• Klebebandrolle, Glas o. Ä. (als Halter für die Kugel)
• Schuhkarton o.Ä. (als Unterlage für die Styroporscheibe)
• eine (besser zwei) helle Taschenlampe(n)

So werden „Kugel-Erde“ und „Scheiben-Erde“ vorbereitet

„Scheiben-Erde“: Stechen Sie zwei Zahnstocher jeweils senkrecht in die Styroporplatte, einen in der Mitte, einen 4 cm davon entfernt. Beide Zahnstocher müssen 2 cm aus der Platte herausragen. Der Schuhkarton kann dabei als Unterlage dienen.

„Kugel-Erde“: Stechen Sie den ersten Zahnstocher an einer beliebigen Stelle ein und den zweiten Zahnstocher 4 cm davon in Richtung eines Pols. Beide Zahnstocher müssen zum Mittelpunkt der Kugel zeigen (!) und wiederum je 2 cm aus der „Erde“ herausragen.

Dieses Experiment mit Schülerarbeitsblatt lässt sich in der 5./6. Klassenstufe in einer Einzel- oder Doppelstunde bearbeiten (je nach Vorbereitung, Wissenstand der Schülerinnen und Schüler, Einbindung in unterschiedliche Unterrichtsfächer usw.).

Auch der Erdumfang lässt sich mit dem Experiment berechnen

Überlegungen zur Berechnung des Erdumfangs: Ein Stab steht senkrecht zur Sonne, die sich im Zenit über ihm befindet. Der Winkel des zweiten Stabes (dessen Höhe bekannt ist) zu den Sonnenstrahlen und damit auch zum ersten Stab lässt sich aus der Länge des Schattens (graues Kreissegment) ermitteln. Wenn der Abstand der beiden Stäbe zueinander (rotes Kreissegment) bekannt ist, lässt sich daraus der volle Kreisumfang berechnen. Dies entspricht der Vorgehensweise von Eratosthenes.

© Schülerforschungszentrum Südwürttemberg (SFZ)

Das Experiment ist im Rahmen der Zusammenarbeit von DLR, Klett MINT und dem SFZ entstanden. Das DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) mit Sitz in Köln hat zusammen mit Klett MINT und dem SFZ (Schülerforschungszentrum Südwürttemberg) bereits einige Themenhefte entwickelt und herausgegeben, darunter eines mit dem Titel „Erde und Mond“. Hier finden Sie weitere spannende Mitmach-Experimente. Das Heft können Sie kostenlos unter folgendem Link bestellen: www.mint-zirkel.de/dlr

Dass die Erde eine Kugel ist, war in der Frühzeit noch nicht so klar wie heute. Wer das beweisen will, muss allerdings kein Wissenschaftler sein.

Viele Kulturen im Altertum glaubten daran, dass die Welt eine Scheibe sei. Sie stellten sich das Land als schwimmende Insel auf einem Ozean vor. Das Firmament befinde sich innerhalb einer Glaskuppel, die in Form einer Halbkugel über die Scheibe gespannt sei. Der Mond und die Sonne befänden sich ebenfalls am Himmelsgewölbe und würden über der Scheibe kreisen. Diese Ansicht wird in der Bibel erwähnt, fand sich aber auch in der griechischen Mythologie und bei einigen frühen griechischen Philosophen wie Homer, Anaximander und Hekataios von Milet.

Die altertümliche Vorstellung eines halbkugelförmigen Firmaments. (Quelle: Camille Flammarion, L'Atmosphere: Météorologie Populaire (Paris, 1888), pp. 163 – Wikimedia Commons)

Von der Scheibe zur Kugel

Griechische Gelehrte wandten sich jedoch früh ab vom Erdscheiben-Modell. Sie fanden bereits viele Beweise, die auf eine Kugelgestalt unseres Planeten hindeuteten:

Schon Pythagoras, der um 500 v.Chr. lebte, unterstützte das Kugelmodell, genauso die Philosophen Platon und Aristoteles. Letzterer führte in einem Werk „Über den Himmel“ Argumente auf, die für die Kugelform der Erde sprachen.  Die antiken Gelehrten beobachteten, dass der Sternenhimmel auf der Nordhalbkugel anders aussieht als auf der Südhalbkugel. Sie vertraten damals noch die Ansicht, dass sich die Erde im Zentrum des Universums befindet. Alle Himmelskörper müssten deshalb gleichmässig um sie rotieren – sie sei deshalb kugelförmig. Es fiel ausserdem auf, dass jeweils bei einer Mondfinsternis ein kreisrunder Schatten auf den Mond fällt.

Der Grieche Eratosthenes berechnete im 3. Jh. v. Chr. erstmals den Erdumfang mithilfe des unterschiedlichen Sonneneinfallswinkels in den Städten Alexandria und Syene (heute Assuan, Ägypten) erstaunlich genau.

Plinius dem Älteren, der im ersten Jahrhundert lebte, fiel auf, dass der Rumpf vor dem Masten am Horizont verschwindet, wenn Schiffe wegfahren.

Ptolemäus erstellte im 2. Jh. n. Chr. den ersten Globus und führte Längen- und Breitengrade ein.

Fortan war – zumindest in gebildeten Kreisen – klar, dass die Erde eine Kugel ist. Entgegen der weitverbreiteten Meinung, im Mittelalter habe man sich wieder auf das Erdscheibenmodell gestützt, glaubte man auch dann noch an das Kugelmodell.

Auch Christoph Kolumbus vertraute bei seiner berühmten Entdeckungsreise im Jahr 1492 darauf, dass die Erde rund ist und er demnach nach Westen statt nach Osten segeln konnte, um nach Indien  zu gelangen.

Die Weltumsegelungen von Ferdinand Magellan von 1519-1522 und fünfzig Jahre später von Francis Drake bestätigten die Kugelform der Erde zusätzlich.

Moderne Beweise für die Kugelgestalt

Spätestens das berühmte Foto der NASA, das bei der ersten Mondlandung 1969 von der Erde geschossen wurde, lässt keine Zweifel offen. Die Wissenschaft kann sich die Kugelform aller grösseren Himmelskörper heute durch die Gravitationskraft erklären: Es ist eine radiale Kraft, die jeweils vom Zentrum eines Körpers ausgeht. Dadurch neigt ein schwerer Himmelskörper zur Kugelgestalt.

Die Kugelform im Alltag erkennen

Wir selbst sehen tagtäglich Beweise, dass die Erde rund ist:

• Wenn man an einem grossen See, zum Beispiel am Bodensee, immer näher zur Wasseroberfläche hinuntersteigt, kann man irgendwann das Ufer nicht mehr erkennen – ein Beweis für die leicht gekrümmte Erdoberfläche.
• Je höher man aufsteigt, desto grösser ist die Sicht. Wäre die Erde eine Scheibe, würde man immer gleich weit sehen (vorausgesetzt, es gibt keine Hindernisse wie Berge oder Siedlungen).
• Wir können die Erde von zwei Seiten umfliegen. Regelmässig werden ausserdem Flugrouten über die Pole genutzt.
• Wer im Flugzeug aus dem Fenster schaut, ist meistens genug hoch in der Atmosphäre, um die Erdkrümmung mit eigenen Augen zu sehen.
• Nicht nur die Mondfinsternis lässt auf die Kugelform der Erde schliessen: Die Mondsichel entsteht durch den runden Schatten, den unser Planet auf den Mond wirft.

Entgegen all diesen Indizien gibt es einige Menschen, die der Ansicht sind, dass die Erde flach ist – die sogenannten „Flacherdler“. Sie behaupten, all das sei eine Verschwörung der Wissenschaft und der Regierung – sogar NASA-Aufnahmen aus dem All halten sie für unecht. Wem man glaubt oder nicht, muss man selbst entscheiden. Es gibt aber genügend Beweise, die bezeugen, dass wir nicht auf einer Scheibe leben.

Quellen und weitere Informationen:
Mehr Beweise für die Kugelgestalt der Erde
Mythos zum Mittelalter: Wie die Erde zur Scheibe wurde