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Texte zum Hagener Planetenmodell

Einführung
Versuch einer Rechtfertigung

Einführung

Als der vielseitig interessierte Stadtarchivar Walter K. B. Holz (Abb. 1) seine Idee zum Hagener Planetenmodell 1959 erstmals veröffentlichte, stand die gesamte Welt am Anfang des Wettlaufs der beiden Supermächte USA und Sowjetunion um den Vorsprung im Weltall. Die Sowjetunion (UdSSR) hatte gerade zwei Jahre zuvor den ersten künstlichen Erdsatteliten, den „Sputnik“, erfolgreich um die Erde manövriert, und im selben Jahr 1959 hatte die russische Raumsonde Lunik erstmals in der Geschichte der Menschheit Bilder der Mondrückseite zur Erde gefunkt. Offenbar hatte die UdSSR die Nase vorn, dennoch sollten die großen Errungenschaften der Raumfahrt wie der erste Mensch auf dem Mond und die bemannten Raumstationen noch folgen. Inmitten dieser Zeit der ersten Erfolge der Raumfahrt, fragte sich Walter Holz wie er unsere kosmische Nachbarschaft für eine breite Öffentlichkeit begreifbar machen könnte. Zu Beginn des Raumfahrtzeitalters wollte Walter Holz auf pädagogische und aufklärerische Weise ein breites Bewusstsein und Verständnis für die sprichwörtlich astronomischen Maßstäbe erzeugen. Der berühmte Astronom und Publizist Prof. Heinz Haber urteilte deshalb 1967: „In diesem Sinne entspricht Ihr Modell etwa einem Globus im Zeitalter der Entdeckungen.“

Abb. 1: Walter K. B. Holz mit einem Modell der Zentralplastik.
© Uni Witten/Herdecke.

Wie Walter Holz später berichtete, stellte er sich beim Blick auf das Hagener Rathaus (Abb. 2), während eines Ganges durch die Innenstadt, die Frage, wie groß die Planeten wohl maßstäblich seien, wenn die Kugel auf dem Rathausturm die Sonne sei. Ihm fiel auf, dass die architektonische Kugel auf dem Turm schon fast den Maßstab 1:1 Milliarde darstellte, den er nach einigen Überlegungen zum Maßstab eines Modells zum Sonnensystem als besten erachtete. Die Kugel auf dem Turm war knapp einen halben Meter zu groß, weshalb Holz senkrecht unter der Turmkugel im Ratskeller eine dem exakten Maßstab von 1:1 Milliarde entsprechende Kugel für die Sonne installieren ließ. Diese Kugel erhielt einem Durchmesser von 1,39 m und stellt seitdem das Zentrum für das Hagener Planetensystem dar. Sie wurde 1965 anlässlich der Vollendung des Rathaus-Neubaus eingeweiht. Alle Planeten unseres Sonnensystems umkreisen unsere Sonne, und genauso sollten es die künftigen Planeten im Hagener Modell mit der Sonnenkugel im Ratskeller machen.

Abb. 2: Hagener Rathausturm mit Kugel als Gebäudeabschluss.

Im Jahre 1971, passend zum 225-jährigen Jubiläum der Stadt Hagen, wurden die bronzenen Bodenplatten für die neun Planeten entsprechend ihren maßstäblichen Bahnen im Stadtgebiet installiert. Eine solche Bodenplatte ist in Abbildung 3 gezeigt. Im Planetenmodell ist jede dieser Platten 1 Meter breit. Die erdähnlichen Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars ließen sich hervorragend in das Gebiet der Innenstadt integrieren, die Platten der Gasplaneten Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun sowie des letzten Planeten Pluto liegen etwas außerhalb der Innenstadt bis in die Bereiche von Eilpe und Kabel. Wie Johannes Kepler zu Beginn des 17. Jahrhunderts feststellte, sind die wirklichen Planetenbahnen von der Kreisform meist nur leicht abweichende Ellipsen. Walter Holz benutzte für seine Planetenbahnen im Modell keine Ellipsenbahnen, sondern Kreisbahnen, denn Ellipsen ließen sich nur mit übermäßigem Aufwand ins Stadtgebiet einmessen. Die Kreisbahnen sind sogenannte Mittelkreise der wirklichen Ellipsenbahnen. Das heißt, für den Radius der Kreise nimmt man den (geometrischen) Mittelwert zwischen maximalem und minimalem Abstand zu einem der Brennpunkte. So bleibt der Fehler, den man bei der Näherung gegenüber der Realität macht, relativ gering. Lediglich Merkur und Pluto haben einen etwas größeren Fehler. Eine weitere praktische Näherung musste gemacht werden: in der Wirklichkeit laufen die Planeten nicht streng in einer Ebene um die Sonne, so ist etwa die Bahnebene des Extremfalls Pluto um 17° gegenüber der Erdbahnebene (Ekliptik) geneigt. Klar ist jedoch, dass man für ein solches Planetenmodell näherungsweise annehmen muss, dass alle Planeten in einer Ebene um die Sonne laufen.

Dennoch, durch beide genannten Approximationen, „Kreisbahnen anstatt Ellipsen“ und „alle Planeten in einer Ebene“, der Realitätsbezug des Modells wird nicht geschmälert.

Ebenfalls im Jahr 1971, allerdings schon vor der Verlegung der Bodenplatten, wurde ein Verein zur Förderung des Planetenmodells gegründet, der „Förderkreis Planetenmodell Hagen“. Vorsitzender dieser Vereinigung von interessierten Bürgern, Firmen und anderen Organisationen wurde Prof. Dr. Herbert Kersberg. In der Satzung des Förderkreises heißt es: "An der heutigen Schwelle der Raumfahrtzeit will dieses Modell als Prototyp dazu beitragen, welteinheitlich begreifbare Größenvorstellungen über die echten Entfernungen im eigenen Sonnensystem und in kosmischen Bereichen weit darüber hinaus prägen." (Satzung des Förderkreises Hagener Planetenmodell, §1).

Wenige Jahre später, im Oktober 1975, wurde im Astro-Center eine Sammelplatte für alle 9 Großplaneten angebracht, die neben den wesentlichen geometrischen Größen wie Durchmesser und Bahndaten auch Angaben zur Rotation der Planeten darstellt.

In den späten 1970er und frühen 1980er Jahren erlangte das Planetenmodell Hagen großes überregionales Ansehen, dass Holz als Berater für ähnliche Modelle in anderen Städten, wie z. B. Münster und Darmstadt, herangezogen wurde. Durch diese positive Bestätigung seiner Aktivitäten plante Walter Holz sogar den Bau eines Planetariums auf dem Dach des Parkhauses am Volkspark. Ein Vorab-Einverständnis des damaligen Halters hatte Holz schon erwirkt.
Die Installation der Sammelplatte im Astro-Center war die letzte größere Änderung am Planetenmodell zu den Lebzeiten von Walter K. B. Holz. Nach dem Tode des 85-jährigen wurde dort zu seinen Ehren eine Gedenkplatte installiert. Der Schöpfer des Planetensystems bedauerte zeit seines Lebens, dass der Planetoidengürtel zwischen der Mars- und Jupiterbahn im Planetenmodell nicht repräsentiert wurde. Erst im Mai 1998 - Holz hätte in diesem Monat seinen 90.sten Geburtstag gefeiert – wurde eine Bronzeplatte für die Planetoiden am Volkspark eingeweiht.

Seit den 1990er Jahren arbeitet der Förderkreis Planetenmodell Hagen sehr eng mit der Arbeitsgemeinschaft Volkssternwarte Hagen zusammen.

Abb. 3: Bronzene Bodenplatte für den Planeten Saturn.

Das Planetenmodell Hagen – Versuch einer Rechtfertigung

"Der Mensch ist das Maß aller Dinge."
(Protagoras, 5. Jahrhundert v. Chr.)

Seitdem es Menschen gibt, versuchen diese mit ihrem Geist die Umwelt, die sie wahrnehmen, zu erklären und zu verstehen. Seit Jahrtausenden entwickeln sie zu diesem Zweck Vorstellungen und Modelle von der Natur und der Welt. Man kann sich lebhaft vorstellen wie die ersten Steinzeitmenschen nachts vor ihren Höhlen über den Lauf der Gestirne spekuliert haben mögen.

Magie und Mythologie

In den ersten vorgeschichtlichen Vorstellungen wurde alles, was sich ereignete, allgegenwärtigen Geistern und Dämonen zugeschrieben. Diese Naturgeister waren es, die den Regen über die trockenen Felder schickten und die Pflanzen zum Blühen brachten. Auch heutzutage schreibt man in manchen Kulturkreisen dem Mond oder dem Wind magische Kräfte zu. Nach dem Zeitalter der Magie wurden die allgegenwärtigen Geister und Dämonen mit ihren Zauberkräften zu allmächtigen Göttinnen und Göttern. Es entstanden die ersten Mythen über die Entstehung der Welt und der in ihr herrschenden Kräfte. Ein Beispiel für eine mythologische Erklärung eines Naturphänomens ist die alte Idee, dass Donner und Blitz bei einem Gewitter durch Götter entstehen, die in ihren Wagen über den Himmel fahren und ihre Waffen schwingen. Diese Mythen wurden von Generation zu Generation überliefert und fanden Einzug in unsere Sprache. Der vierte Wochentag, Donnerstag, geht sprachlich auf den hammerschwingenden, nordischen Gott Thor zurück.

Geozentrische Weltbilder

Zwar waren die Götter der mythologischen Weltbilder unerreichbar weit entfernt und allmächtig, dennoch blieben die Menschen im Zentrum den Universums. Die Götter, so glaubte man, interagierten mit den Menschen, sie dienten ihnen, beschützten sie, rächten und belohnten menschliches Handeln. Unvergesslich und am Himmel in etlichen Sternbildern verewigt sind die Geschichten des Göttervaters Zeus aus der griechischen Mythologie, der die irdischen Schönheiten zu verführen suchte. In der Mythologie ging es immer um die menschliche Welt und ihre Bewohner. Kurzum, die Erde stand im Mittelpunkt des Universums. Genährt durch die mythologischen Vorstellungen und den Anschein, dass sich Sonne und Gestirne um eine feststehende Erde drehten, war es nicht verwunderlich, dass die ersten wissenschaftlichen Weltbilder des Aristoteles und des Ptolemäus, die Erde ebenfalls zum Zentrum des Universums machten. Man spricht von den geozentrischen Weltbildern.

Moderne Weltbilder

Erst im sechzehnten Jahrhundert setzte sich langsam das kopernikanische Weltbild durch, nach dem die Sonne im Mittelpunkt des Universums stand und die Planeten die Sonne umkreisten. Es ist in unserer Zeit kaum nachzuvollziehen, welch ein riesiger Schritt diese Idee für die damaligen Menschen darstellte: die Erde und damit der Mensch waren nicht mehr der Mittelpunkt der Welt und der göttlichen Schöpfung. Mehr noch: im Jahr 1610 veröffentlichte ein Mönch namens Johannes Kepler die Beobachtung, dass die Bahnen der Planeten keine Kreisbahnen sind, sondern Ellipsen. Seit der Antike galten Kreis und Kugel als die höchsten und perfektesten aller geometrischen Formen. Keplers Beobachtung bedeutete, der Schöpfer hatte nicht nur die Erde außerhalb des Zentrums des Weltalls plaziert, sondern auch noch unvollkommen und unpräzise gearbeitet.

Heute glauben wir nicht mehr, dass das Universum ein magischer Bereich ist, in dem sich Geister und Dämonen tummeln, Götter in ihren Wagen über das Himmelsgewölbe donnern oder die Erde im Zentrum des Alls steht. In den Naturwissenschaften ist man zudem skeptisch, ob dem Mensch in den riesigen Weiten des Universums überhaupt eine zentrale Bedeutung zukommt. Allerdings haben alle geschilderten Theorien zur Erklärung der Welt gemeinsam - und das gilt von der magischen bis zur naturwissenschaftlichen Theorie -, dass sie allesamt in den Köpfen der Menschen entstanden sind. Das gleiche wird für die künftigen Modelle über das Universum gelten, auch sie werden von der Menschheit erfunden werden. Aus diesem Grund sind alle diese Theorien anthropometrisch, d.h. an den Menschen bemessen. Um ein Beispiel für die Anthropometrie zu geben, kann man daran erinnern, dass die riesigen und unvorstellbaren Entfernungen im Weltall immer in Relation zur Laufzeit des Lichtes angegeben werden. Man sagt, dieser oder jener Stern ist so oder so viele Lichtjahre entfernt. Das Phänomen Licht ist uns allen seit früher Kindheit vertraut. Dass das Licht die größte Geschwindigkeit besitzt, die möglich ist, lernen wir in der Schule. Ein Jahr ist ein Zeitraum, den man schon als Kind zu überblicken lernt: Ein Jahr ist der Abstand zwischen zwei Sommern oder zwei Wintern, zwei Geburtstagen, usw. Wenn man also von einem Lichtjahr spricht, so ist dies eben die Entfernung, die das Licht in einem Jahr zurücklegt. Natürlich kann sich niemand die tatsächliche Weite der Entfernung eines Lichtjahres vorstellen - das sind knapp 10 Billionen Kilometer.

Ein ganz besonderes Beispiel für die Anthropometrie der Theorien über das Weltall ist das Hagener Planetenmodell. Der Gründer des Planetenmodells, Walter K. B. Holz, wollte die riesigen Entfernungen und Größenverhältnisse im Weltall anschaulich und - im ursprünglichsten Sinne des Wortes - für den Menschen begreifbar machen. Dazu mussten die kosmischen Dimensionen in menschlich erfahrbare Größen transformiert werden. Holz war weltweit der erste Autor, der die Idee veröffentlichte, die Entfernungen des Sonnensystems in Form eines begehbaren Modells in die Erfahrungswelt der Menschen zu integrieren. Will man bei der Auswahl des Maßstabs eines solchen Modells bei ganzzahligen Zehnerpotenzen bleiben, also z.B. 1:1000 oder 1:1000000, so gibt es eigentlich nur zwei Möglichkeiten: entweder 1:1 Milliarde oder 1:10 Milliarden. Bei letzterem wäre die Erde lediglich etwas größer als ein Stecknadelkopf (1,2 mm), weshalb es praktischer ist, den Maßstab 1:1 Milliarde zu wählen. Einem Meter im Modell entsprechen dann 1 Milliarde Meter in der Wirklichkeit, also 1 Million Kilometer. Dadurch musste Holz zwar in Kauf nehmen, dass sich die Plutobahn etwas weiter vom Modellmittelpunkt entfernte, aber die Größen der Erde und der anderen Planeten lagen im Bereich von Zentimetern.

Durch die Wahl dieses Maßstabes ließ sich das Planetenmodell hervorragend in das Hagener Stadtgebiet integrieren und steht seitdem inmitten der Erfahrungswelt der Bürger und der Öffentlichkeit. An dem Modell lassen sich die Größenverhältnisse in unserem Sonnensystem sehr anschaulich illustrieren. So kann man dem Planetenmodell entnehmen, dass bei dem gewählten Maßstab, die Erde gerade mal so groß ist wie ein 1-Cent-Geldstück, der Gasriese Jupiter etwas kleiner als ein (Jugend-)Handball ist und die Sonne einen Durchmesser von 1,4 Metern hat. Gerade für Kinder sind diese Vergleiche sehr eingängig (Abb. 4), aber auch für Erwachsene können sie in Bezug auf unsere kosmische Größe recht erhellend sein.

Oder: will man etwa die sonst nur schwer begreifliche Leere im Weltall darstellen, so kann man sich in den Maßstab des Planetenmodells versetzen und erkennt, dass außer der Sonnenkugel im Rathaus und den neun weniger als Handball-großen Planeten das gesamte Hagener Stadtgebiet vollständig leer ist - bis auf einige vereinzelte, winzige Staubkörnchen, den Planetoiden und Kometen.

Abb. 4: Die Durchmesser der Sonne, des Riesenplaneten Jupiter und unserer Erde entsprechen im Planetenmodell Hagen etwa der Größe des Kindes (1,4 m), eines Balls (14 cm) und einer 1-Cent Münze. (Grafik: Michaela Döpper)

Walter K. B. Holz ist es mit dem Hagener Planetenmodell gelungen, die Größenverhältnisse in unserem Sonnensystem in die Erfahrungswelt der Menschen zu bringen. Es ist möglich, das Planetensystem - oder zumindest Teile davon - zu durchwandern und dadurch zu begreifen. Unserer Sonnensystem fügt sich im Hagener Planetenmodell in unsere menschlichen Maßstäbe ein, denn "der Mensch ist das Maß aller Dinge".

(Ralph Brinks)