Ein Paar Bemerkungen über die neue Theorie in Herrn Professor Chr. Doppler’s Schrift

VIII. Ein Paar Bemerkungen über die neue Theorie in Herrn Professor Chr. Doppler’s Schrift: „Ueber das farbige Licht der Doppelsterne und einiger anderer Gestirne des Himmels“^[1];

von Dr. Bernhard Bolzano.

Während so manche Schrift in ihren Leistungen weit hinter dem zurückbleibt, was sie auf ihrem Titel verheißt, umfaßt die Abhandlung des Hrn. Prof. Doppler’s bedeutend mehr, als ihre Ueberschrift erwarten läßt. Sie handelt nämlich keineswegs bloß über das farbige Licht einiger Sterne; sie ist auch nicht, wie ihr zweiter in Klammern geschlossener Titel besagt, ein bloßer »Versuch einer das Bradley’sche Aberrationstheorem als integrirenden Theil in sich schließenden allgemeineren Theorie«; denn auch bei diesen Worten werden wir nur veranlaßt, an eine Lehre zu denken, welche die Astronomie oder höchstens die optischen Wissenschaften bereichert, während es doch eine zur allgemeinen Physik, näher zur Lehre von den Flüssigkeiten, oder noch genauer zur Wellenlehre gehörige Wahrheit ist, auf die und deren überraschend wichtige Anwendung auf die Akustik und Optik Hr. Doppler hier unsere Aufmerksamkeit der Erste hingeleitet zu haben das Verdienst hat. Auf welche Weise die Einwirkung, welche ein wellenauffangender Körper von diesen Wellen erfährt, geändert werde, wenn entweder er selbst oder der diese Wellen erzeugende Körper in Bewegung geräth, das ist die allgemeine Frage, zu deren Untersuchung uns dieser Aufsatz veranlaßt. Doch ist es keineswegs ihre vollständige Beantwortung, welche Hr. Doppler hierorts versucht, sondern nur einen einzigen, Jedem sehr leicht zu beantwortenden Umstand: welche Veränderung durch die Bewegung des die Wellen auffangenden oder auch sie erzeugenden Körpers bloß in der Zeit, in der zwei nächste Wellenschläge aufeinanderfolgen, hervorgebracht werde, faßt er in’s Auge, und indem er sofort Anwendungen hievon auf die Akustik sowohl als auf die Optik macht, leuchten uns alsbald zwei höchst merkwürdige, in diese Wissenschaften künftig für immer aufzunehmende Wahrheiten ein, an welche, meines Wissens, vor Hrn. Doppler noch Niemand gedacht hat. Die akustische lautet: daß ein Ton sich ändere (steige oder falle), so oft entweder der ihn erzeugende oder der ihn auffangende Gegenstand, d. h. das Ohr, mit einer angemessenen Geschwindigkeit einander näher rücken oder sich von einander entfernen. Die optische Wahrheit sagt ein ganz Aehnliches in Betreff der Farben aus, daß nämlich auch die Farbe eines Objectes sich ändern müsse, so oft sich Auge und Object mit einer hinreichenden Geschwindigkeit nähern oder entfernen. Nur bei Betrachtung des Letzteren verweilt der Verf. umständlicher, und leitet die interessantesten Folgerungen hinsichtlich der auf dem Titel genannten Gegenstände, nämlich des farbigen und wechselnden Lichtes der Doppelsterne sowohl als einiger anderer Gestirne ab. Alles so gedrängt und mit so viel neuen fruchtbaren Gedanken untermischt, daß der Leser, namentlich der Astronom, hier auf zwei Bogen des Stoffes zum Nachdenken und zu noch anzustellenden Beobachtungen mehr als in manchem dickleibigen Buche antreffen dürfte.

Gleichwohl sey mir erlaubt, gegen einiges in dieser Abhandlung Vorkommendes eine Erinnerung zu erheben.

I. Der Hr. Verf. scheint §. 1 zu glauben, daß seine Theorie so gut als umgestoßen wäre, sobald in der Lehre vom Lichte die Hypothese der transversalen Schwingungen sich als richtig bestätigen würde. Diesem muß ich nun zu des Verf. oder vielmehr zu seiner Theorie eigenem Vortheile widersprechen, indem ich behaupte, daß Alles, was er — nicht von den Aenderungen in der Intensität des Lichtes, wohl aber — von den Farben selbst vorträgt, mit sehr geringer Modifikation stehen bliebe, auch wenn jene Hypothese als eine unumstößliche Wahrheit erwiesen werden sollte. Denn sie betrifft ja bekanntlich nur die Erklärung der Intensität des Lichts; nur diese soll von der Größe der Excursion der Transversalschwingungen abhängen. Die Farbe des Lichts aber leiten die Urheber jener Hypothese — noch eben so wie alle übrigen Freunde des Undulationssystems und selbst die Anhänger der alten Newton’schen Emissionstheorie — lediglich ab von der Geschwindigkeit des Lichts in seiner fortschreitenden Bewegung. Die Transversalschwingungen also haben keinen andern Einfluß auf die Beschaffenheit der Farbe, als einen sehr mittelbaren bei dem gemischten Lichte, welches seine Farbe allerdings einigermaßen ändern muß, wenn einige der einfachen Farben, aus deren Vermischung es hervorgeht, ihre Intensitäten ändern. Doch selbst, was diese Intensität des Lichts belangt, steht es noch dahin, ob sich nicht auch bei der Voraussetzung, daß sie durch Transversalschwingungen erzeugt wird, begreifen ließe, daß eine hinreichend schnelle Bewegung des leuchtenden Objectes oder des Auges eine Aenderung in derselben bewirke; hier nämlich mit der wichtigen Modification, daß man die Aenderung nicht in dem Falle zu erwarten hätte, wenn Auge oder Object sich in der Geraden, die beide verbindet, bewegen, sondern nur in dem Falle, wenn diese Bewegung in derjenigen auf die erwähnte Gerade senkrechten Linie statt hat, in welcher die Transversalschwingungen eben vor sich gehen sollen. In diesem Falle, wo also Auge und Object sich in derjenigen Linie, in der die Intensitätsschwingungen erfolgen, einander nähern oder entfernen, müßte offenbar nur immer eines von beiden geschehen: entweder die nach rechts oder die nach links gehende Excursion des Aethertheilchens müßte in ihrer Einwirkung auf das Auge durch die besagte Bewegung verstärkt, die andere dagegen in einem gleichen Grade geschwächt oder gänzlich aufgehoben werden. Und nun früge es sich, ob eine so einseitige, nämlich nur nach der einen Seite hin mit Ueberwucht gerichtete Percussion des in der Netzhaut schwingenden Aethertheilchens in Hinsicht auf die Empfindung wohl ganz gleichgeltend sey mit einer solchen, die sich nach beiden Seiten mit gleicher Stärke äußert, wie es geschieht, wenn Auge und Object in Ruhe sind, oder sich jedenfalls nur mit einer Geschwindigkeit bewegen, welche mit jener, in der die Transversalschwingungen erfolgen, in gar keinem Vergleiche steht? — Allein man mag dieß entscheiden, wie man will, so bleibt es wenigstens dabei, daß sich die Farbe eines Objects mehr oder weniger verändern müße, so oft sich Auge und Object mit einer angemessenen Geschwindigkeit entfernen oder nähern.

II. Nicht so unbedingt, wie das so eben Gesagte, spricht, was ich jetzt noch zu sagen habe, zu Gunsten der neuen Theorie; es könnte vielmehr einige Zweifel gegen dieselbe erregen. Hr. Prof. Doppler berechnet nämlich §. 5, daß schon eine Geschwindigkeit von 33 Meilen in einer Secunde (wenn sie im Sinne der Annäherung oder Entfernung zwischen Object und Auge stattfindet) hinreiche, eine bemerkbare Farbenveränderung zu erzeugen. Dieß nun könnte Manchen veranlassen zu fragen, warum man dergleichen Farbenveränderungen am Himmel bisher so selten und fast ausschließlich bei den sogenannten Doppelsternen beobachtet habe? Denn daß Sich die meisten Himmelskörper mit Geschwindigkeiten, welche die Größe von 33 Meilen in der Secunde nicht nur erreichen, sondern weit übersteigen, in den verschiedenen Richtungen hin und her bewegen, also gar oft auch so, wie zur Erzeugung eines für uns bemerkbaren Farbenwechsels erfordert wird, ist doch mehr als wahrscheinlich zu kennen. Einmal die Annahme, daß irgend ein Himmelskörper, ja auch nur irgend ein einzelner Atom absolut stillstehe, würde voraussetzen, daß die Anziehungen, die er nach allen Seiten hin erfährt, einander genau das Gleichgewicht halten, oder vielmehr eine Resultante erzeugen, die seiner bisherigen Geschwindigkeit gerade entgegengesetzt in abnehmender Größe so lange fortdauert, bis sie diese Geschwindigkeit gerade vernichtet hat, worauf sie dann sogleich selbst aufhören müßte. Ist nun dieses nicht ein Fall, der, weil er unter einer unehelichen Menge anderer von gleicher Möglichkeit der einzige ist, eine, wie matt sagt, unendlich große Unwahrscheinlichkeit hat? Ist aber bei einem jeden Himmelskörper vorauszusetzen, daß er sich in dem Zustande der Bewegung befinde, und bemerken wir, daß die relative Geschwindigkeit, mit der sich ein Nebenplanet um seinen Hauptplaneten bewegt, bei weitem geringer sey, als diejenige, mit welcher der Hauptplanet um die Sonne kreist: so müssen wir schon hieraus allein schließen, daß die Sonne mit einer viel größeren relativen Geschwindigkeit, als z. B. die Erde um einen gewissen Centralpunkt (oder Körper) sich bewege. Da nun die absoluten, Geschwindigkeiten aus der Verbindung der relativen entspringen, und in einem meistens theilweisen, zuweilen aber auch völligen Addition derselben bestehen, so ist es höchst wahrscheinlich, daß schon in unserem Sonnensysteme einzelne Körper sich mit einer Geschwindigkeit bewegen, welche viel mehr als 33 Meilen in der Secunde beträgt. Da wir ferner bei so vielen Doppelsternen Bewegungen beobachten, welche mit einer die in Rede stehende tausend Mal übertreffenden Geschwindigkeit vor sich gehen, so müssen wir wohl glauben, daß auch unter den übrigen Fixsternen Bewegungen mit einer sehr großen Geschwindigkeit stattfinden. Und dieß hat man ja auch durch die directeste Beobachtung, die es hierüber geben kann, durch die gemessene Veränderung in ihrer Lage selbst gefunden. Allein man würde mich sehr mißverstehen, glaubte man, daß ich alle diese Bemerkungen für etwas mehr als einen bloß scheinbaren Einwurf gegen die Richtigkeit der neuen Theorie ansehe. Denn hat man wohl bis auf den heutigen Tag das Licht der Fixsterne genau und anhaltend genug beobachtet, um sagen zu können, daß es so ganz und gar keine Veränderung in seiner Farbe erleide? Gewiß nicht; und so ergiebt sich denn aus Hrn. Doppler’s Theorie eigentlich nur eine Aufforderung an alle Astronomen, solche bisher vernachlässigte Beobachtungen in Zukunft anzustellen. Das thue man denn, und versäume es überhaupt nicht, die neuen Lehrsätze der Akustik sowohl als der Optik auf jede nur mögliche Weise zu prüfen (denn man wird solcher Weise bald mehrere finden): und ich erwarte mit voller Zuversicht, jene Lehrsätze werden je länger je mehr sich bewähren, und endlich der Beweise so viele erhalten, daß man sich ihrer dereinst bedienen wird, um eben aus den Veränderungen, welche die Farbe des Lichts der Himmelskörper mit der Zeit erfährt, die Fragen, ob und in welchen Richtungen und mit welchen Geschwindigkeiten sie sich bewegen, welche Entfernungen von uns und unter einander sie haben, und noch viel Anderes zu entscheiden^[2].

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1. In den Abhandlungen der K. böhmischen Gesellschaft der Wissenschaften, Folge V Bd. 2; auch für sich erschienen in Commission bei Borrosch und André (Prag 1842).
2. Indem ich diesen kleinen Aufsatz schon aus der Hand gebe, kommt mir eine Beurtheilung der hier besprochenen Schrift in Gersdorf’s Repertorium, 1843, Heft 3, S. 107 ff., zu Gesichte; es freut mich zu sehen, daß auch dieser Beurtheiler die Wichtigkeit der Abhandlung anerkennt, und sie der Aufmerksamkeit der Astronomen sowohl als Physiker empfiehlt.