Antikythera-Mechanismus

Was steckt dahinter?

Um 1900 haben Schwammtaucher vor der griechischen Insel Antikythera ein Schiffswrack aus dem 1. Jahrhundert v. Chr. entdeckt. Neben Statuen und Amphoren lagen darin verkrustete Bronzeklumpen, in denen man später Zahnräder gefunden hat. Erhalten sind 82 Fragmente mit rund 30 Zahnrädern. Erst mit Röntgen-Computertomografie (ab 2005) konnte man die Zähne zählen und tausende winzige Buchstaben der Inschriften lesen.

Die Kurbel dreht das Hauptrad, einmal pro Jahr. Von dort führt der Mondzug über 64/38 · 48/24 · 127/32 = 254/19: In 19 Jahren läuft der Mond 254-mal durch den Tierkreis. Das ist die metonische Beziehung, und das 127er-Rad ist genau die Hälfte von 254. Dazu kommt ein Trick mit zwei Rädern zu je 50 Zähnen auf leicht versetzten Achsen, verbunden über einen Stift in einem Schlitz. Dadurch läuft der Mondzeiger mal schneller, mal langsamer, so wie der echte Mond. Die Kugel am Mondzeiger zeigt die Mondphase.

Auf der Rückseite sind zwei Spiralen. Oben der Meton-Kalender: 235 Mondmonate auf 5 Windungen, danach passen Mondmonate und Sonnenjahre wieder zusammen (19 Jahre). Unten der Saros: 223 Monate auf 4 Windungen, danach wiederholen sich Finsternisse. In die Monatsfelder waren Zeichen graviert, Σ (Selene) für Mond- und Η (Helios) für Sonnenfinsternisse. Ein Saros dauert etwa 8 Stunden länger als ganze Tage. Deshalb zeigt der kleine Exeligmos-Zeiger, ob man 0, 8 oder 16 Stunden zur Uhrzeit dazurechnen muss.

Der Meton-Kalender ist kein astronomischer, sondern ein ganz normaler Bürgerkalender: In den 235 Feldern stehen die Monatsnamen, und die sind korinthisch (Phoinikaios, Kraneios, Lanotropios …). Das Jahr begann im Frühherbst, und sieben der 19 Jahre hatten einen Schaltmonat. Solche Kalender benutzten Korinth und seine Kolonien, und für die Zeit, in der der Mechanismus wohl gebaut wurde (zweite Hälfte des 2. Jahrhunderts v. Chr.), kommt am ehesten Syrakus infrage, die Heimat von Archimedes. Sicher ist das aber nicht. Die kleine Olympiaden-Anzeige zeigt dazu, welche Spiele in welchem Jahr stattfinden: Isthmien, Olympia, Nemeen, Pythien und die Naa in Dodona. Sie ist übrigens die einzige Anzeige, deren Zeiger sich gegen den Uhrzeigersinn dreht.

Die Finsternis-Zeichen auf der Saros-Spirale lassen sich mit einem einfachen Modell nachrechnen, das Freeth und Kollegen 2008 gefunden haben: mittlere Mondmonate, und eine Finsternis wird vorhergesagt, wenn Vollmond oder Neumond nah genug an einem Mondknoten liegt. Diese Seite rechnet genau dieses Modell nach, und es trifft alle 18 Zeichen, die auf den Fragmenten erhalten sind, sogar ihre Indexbuchstaben. Um 150 v. Chr. lag das Muster fast perfekt: 64 von 65 Vorhersagen hatten wirklich eine Finsternis. Heute trifft keine einzige mehr, weil sich die Mondknoten pro Saros um etwa ein halbes Grad verschieben. Probier's aus: Vergleich die Zeile „Glyphe“ mit „Am Himmel“, einmal heute und einmal zur Zeit des Schiffbruchs.

Die Vorderseite zeigt außerdem die fünf Planeten, die man in der Antike kannte, jeder auf seinem eigenen Ring. Von der Erde aus scheinen sie manchmal stehen zu bleiben und eine Weile rückwärts zu laufen, weil die Erde sie überholt (oder sie die Erde). Das Modell von 2021 bildet auch das mit Zahnrädern nach. In der Mitte der Meton-Spirale sitzen zwei kleine Anzeigen: die Olympiaden-Anzeige für den Vierjahreszyklus der Spiele und der Kallippos-Zeiger, der vier Meton-Zyklen zählt (76 Jahre, minus einen Tag).

Was hier Rekonstruktion ist

• Die Zähnezahlen folgen Freeth et al. (2006, 2008). Einige davon sind aus beschädigten Zahnrädern geschätzt.
• Saros-Zeichen: 18 sind auf den Fragmenten gefunden (dunkel), die übrigen 33 sind nach dem Modell aus Freeth et al. (2008) rekonstruiert (heller). Die Uhrzeiten auf den Zeichen fehlen, weil bis heute niemand weiß, wie sie berechnet wurden.
• Startpunkte: Die Saros-Spirale beginnt wie im Modell 210 Monate nach einer totalen Mondfinsternis am Knoten, hier der vom 21. Mai 222 v. Chr. Das Meton-Jahr 1 beginnt mit dem ersten Neumond nach der Herbst-Tagundnachtgleiche und fällt auf ein Olympiadenjahr 1, hier im Herbst 181 v. Chr. Welche Daten das Original wirklich hatte, ist nicht sicher.
• Welcher Monat in den Schaltjahren doppelt vorkommt, ist unbekannt. Hier ist es Eukleios, die einfachste Annahme im Paper. Die „ausgelassenen Tage“ des Kalenders fehlen.
• Der Kallippos-Zeiger ist eine Hypothese: Auf einem Fragment steht nur „76 Jahre“. Auf dem Original liegen die beiden Spiralen übereinander, hier nebeneinander.
• Die Planeten folgen dem Modell von Freeth et al. (2021), das auf Periodenrelationen beruht: Venus 289 synodische Umläufe in 462 Jahren und Saturn 427 in 442 Jahren stehen auf dem Mechanismus, die für Merkur, Mars und Jupiter sind erschlossen. Hier laufen sie auf Kreisen, deshalb kommen zum Beispiel die Rückwärtsschleifen des Mars ein bis zwei Wochen zu früh.

Freeth, T. et al. (2006). Decoding the ancient Greek astronomical calculator known as the Antikythera Mechanism. Nature, 444, 587–591. · Freeth, T., Jones, A., Steele, J. M. & Bitsakis, Y. (2008). Calendars with Olympiad display and eclipse prediction on the Antikythera Mechanism. Nature, 454, 614–617, mit Supplementary Notes. · Freeth, T. et al. (2021). A Model of the Cosmos in the ancient Greek Antikythera Mechanism. Scientific Reports, 11, 5821. · Meeus, J. (1998). Astronomical Algorithms (2nd ed.). Willmann-Bell.