uhren und astronomie

astronomie ist die beschäftigung mit dem, was man am himmel und somit über der erde und dem horizont sieht und beobachten kann. dazu gehören von alters her in erster linie die sonne, der mond, die sterne und die planeten. zwei hauptbewegungen der gestirne fallen dabei auf. die tägliche um die erde und diejenige untereinander. die tägliche entsteht durch die rotation der erde um ihre achse und die untereinander durch die eigenbewegung der beobachteten gestirne. die rotation der erde ist sehr regelmässig, während die eigenbewegung der gestirne abhängig von ihrer bewegung auf ihren bahnen um ein zentralgestirn – der mond um die erde und die erde mit den anderen planeten um die sonne – ungleichmässig erfolgen kann. zwar kann bei der beobachtung der eigenbewegungen der gestirne über lange zeit eine mittlere umlaufzeit um ihr zentralgestirn ermittelt werden, aber zwischendurch gehen sie dieser theoretischen durchschnittsbewegung gegenüber einmal mehr oder weniger vor oder nach.

ein beispiel: der mond

die mittlere periode des mondes von vollmond zu vollmond beträgt 29,530589 tage. da er aber im verlaufe eines umlaufes um die erde zur sonne hin von dieser beschleunigt wird und von der sonne weg abgebremst und zudem das vorige überlagernd durch den umlauf auf einer ellipse einmal schneller und einmal etwas langsamer seine bahn durchläuft, können die abweichungen von seinem durchschnittswert bis zu 20h plus minus betragen. aufgrund der einflüsse der übrigen planeten vervielfältigen sich die abweichungen beim mond noch um etliches.

alle diese verschiedenen einflüsse auf den mond können in einem mechanischen modell, das die mondbewegung nachvollziehen sollte, wie etwa einer mondphasenanzeige auf einer uhr, gar nicht berücksichtigt werden. ein uhrmacher, der eine mondphase in die anzeigen einer uhr einbauen will, muss somit gemäss den ihm zur verfügung stehenden mitteln und gemäss der frage nach aufwand und ertrag abstriche an die genaue übertragung der mondbewegung in einer uhr machen, bzw. prioritäten setzen, was er von den verschiedenen bewegungsdaten des mondes bei seiner konstruktion noch berücksichtigen will. aufgelistet sind diese bewegungsdaten über:

• die mittlere durchschnittliche bewegung
• die bewegung auf der bahnellipse
• der einfluss der massenanziehung der sonne
• der multiple einfluss der massenanziehung der verschiedenen planeten
• weitere

bereits die ableitung der mittleren umlaufzeit von 29,530589 tagen von einer basisdrehung in einer uhr – wie z.b. der drehung des minutenzeigers in einer stunde oder des stundenzeigers in 12 oder 24 stunden – erfordert für das entsprechende räderwerk einigen mathematischen und konstruktiven aufwand, der sich durchaus lohnt. eine weitere verfeinerung der bewegungen mit berücksichtigung nur schon der beiden ersten unregelmässigkeiten ellipse und sonnenanziehung erfordert einen zusätzlichen konstruktiven und mechanischen aufwand, der sich lediglich noch in grossuhren vernünftig verfolgen lässt. so ist beispielsweise die türler-uhr, aber auch andere grossuhren von bürgi oder die strassburger münsteruhr mit entsprechenden mechanismen ausgestattet. in kleinuhren – taschenuhren und insbesondere armbanduhren – ist man schon stolz, wenn man ein gutes getriebe für die mittlere bewegung gefunden hat. allerdings kann ein besitzer einer solchen uhr dementsprechend auch nicht astronomische präzision – ausgenommen der mittleren umlaufzeit – von einer mondanzeige verlangen, da er doch mit einer abweichung von bis zu 20 stunden plus minus von einem kalendarischen voll- oder neumonddatum rechnen muss. dies kann so weit gehen, dass wenn der vollmond astronomisch an einem tag um 2300 erfolgt, auf der uhr dieser durchaus erst exakt am nächsten tag angezeigt werden kann. mehr als diese präzision zu verlangen, zeugt von der unkenntnis dieser sachverhalte.