Friedrich Wilhelm Bessel

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Friedrich Wilhelm Bessel (Porträt von Johann Eduard Wolff 1834)
Bessel Namenszug.jpg

Friedrich Wilhelm Bessel (* 22. Juli 1784 in Minden, Westfalen; † 17. März 1846 in Königsberg i. Pr.) war einer der bedeutendsten deutschen Wissenschafter des 19. Jahrhunderts. Seine Tätigkeit erstreckte sich auf die Gebiete Astronomie, Mathematik, Geodäsie und Physik.

Während der Ausbildung zum Kaufmann in Bremen entstand sein Interesse für die Astronomie. Die zum Verständnis benötigten mathematischen Grundlagen eignete er sich im Selbststudium an. Mit einer selbständig erarbeiteten Bahnbestimmung des Halleyschen Kometen gewann er 1804 die Aufmerksamkeit des Astronomen Wilhelm Olbers, der ihm daraufhin eine Stellung als Inspektor an der privaten Sternwarte Lilienthal von Johann Hieronymus Schroeter vermittelte. 1810 erhielt er einen Ruf als Professor für Astronomie an die Universität Königsberg und wurde mit der Leitung der dort geplanten Sternwarte betraut, wo er bis zu seinem Tode 1846 tätig blieb.

Bessels hauptsächliches Interessengebiet war die Positionsastronomie, deren Genauigkeit er durch bahnbrechende Arbeiten verbesserte. Er bestimmte genaue Werte für die Grundkonstanten der Präzession, Nutation und Aberration, erarbeitete eine Theorie zur Reduktion von Beobachtungen, entwickelte Rechenwege und erstellte Hilfstafeln zur praktischen Ausführung. Bessel bezog die Eigenheiten der Instrumente in die Fehleranalyse ein und erweiterte die Methoden der Fehlerrechnung.

In einem jahrelangen Durchmusterungsprogramm sammelte er Beobachtungsdaten von 75.000 Sternen. Seine bekannteste Einzelleistung ist die erstmalige Bestimmung der Entfernung eines Sterns (61 Cygni) im Jahre 1838.

Eine nachhaltige Frucht seiner auf praktische Ziele gerichteten mathematischen Tätigkeit stellt die Untersuchung der nach ihm benannten Bessel-Funktion dar, die die mathematische Beschreibung zahlreicher physikalischer Phänomene ermöglicht.

Die von Bessel geplante und geleitete Ostpreußische Gradmessung wurde vorbildlich für nachfolgende Triangulationen in Deutschland. Es gelang ihm, aus den Messdaten und weiteren neun Gradmessungsbögen in Europa, Russland, Indien und Südamerika Werte für die Dimensionen des Erdellipsoids herzuleiten, die bis ins 20. Jahrhundert die genauesten blieben. Das Bessel-Ellipsoid wird bis heute für die Landesvermessung vieler Staaten verwendet.

Die Gravitation als wirksame Kraft der Himmelsmechanik erforschte Bessel experimentell mit Hilfe eines von ihm entwickelten Pendelapparates. Es gelang ihm, die Äquivalenz von träger und schwerer Masse sowie die Materialunabhängigkeit der Gravitation nachzuweisen. Die von ihm bestimmte Länge des Sekundenpendels wurde zur Grundlage der Längendefinition des preußischen Maßsystems.

Eine Besonderheit für die damalige Zeit war Bessels Engagement, die Naturwissenschaften weiten Kreisen durch populäre Vorträge und Aufsätze nahezubringen.[1][2]

Leben[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Vorfahren[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Friedrich Wilhelm Bessels Vorfahren lassen sich anhand einer Ahnentafel über vierzehn Generationen zurückverfolgen. Sie gehörten als Juristen, Verwaltungsbeamte, Kaufleute, Lehrer und Theologen überwiegend der bürgerlichen Mittelschicht an.[An 1] Ein Mathematiker oder Naturwissenschaftler ist unter ihnen nicht nachweisbar. Über eine illegitime Verbindung eines Schaumburger Grafen im 16. Jahrhundert besitzt Bessel auch hochadelige Ahnen.[An 2] Seine väterlichen Vorfahren waren seit dem 16. Jahrhundert Verwaltungsbeamte des Fürstbistums Minden, einige davon in leitender Stellung.[3]

Familie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Friedrich Wilhelm Bessel 1810 (Gipsplakette von Leonhard Posch)

Friedrich Wilhelm Bessel[An 3] wurde am 22. Juli 1784[An 4] als zweiter Sohn einer kinderreichen Familie mit sechs Töchtern und drei Söhnen geboren. Seine Mutter Friederike Ernestine Bessel geborene Schrader (1753–1814) war Tochter eines Pastors in Rehme. Der Vater Carl Friedrich Bessel (1748–1828) war als Jurist ausgebildet und zu dieser Zeit als Regierungssekretär im preußischen Staatsdienst beschäftigt;[An 5] auf Grund einer Nebentätigkeit als Justitiar an der Johanniter-Kommende Wietersheim trug er den Titel Justizrat. 1816 wurde er als Kanzleidirektor an das neugegründete Oberlandesgericht in Paderborn versetzt. Bessels Brüder schlugen ebenfalls die juristische Laufbahn ein: Der ältere Bruder Moritz Carl (1783–1874) wurde später Landgerichtspräsident in Kleve, der jüngere Bruder Theodor Ludwig (1790–1848) erhielt das gleiche Amt in Saarbrücken.

Im Jahre 1810 übersiedelte Bessel mit seiner Schwester Amalia (1786–1821) nach Königsberg. Dort heiratete er im Oktober 1812 Johanna Hagen (1794–1885), eine Tochter von Karl Gottfried Hagen (1749–1829).[4] Das Paar hatte fünf Kinder, von denen vier das Erwachsenenalter erreichten: Wilhelm (1814–1840); Johanne Marie (1816–1902), verheiratet mit Georg Adolf Erman (1806–1877); Friederike Elisabeth (Elise) (1820–1913), verheiratet mit Heinrich Lorenz Behrend Lorck (1816–1877), und Johanna (1826–1856), verheiratet mit Adolf Hermann Hagen (1820–1890). Nach dem Tode von Bessels Sohn Wilhelm erließ König Friedrich Wilhelm IV. eine Verfügung, wonach die männlichen Enkel und deren Nachkommen den Namen „Bessel“ als Zwischennamen führen konnten, damit er nicht ausstirbt; daraus entstanden später die Nachnamen „Bessel-Lorck“ und „Bessel-Hagen“.[5]

Bessel hatte über seinen Schwiegersohn Erman verwandtschaftliche Beziehungen zur Berliner Gelehrtenfamilie Erman[6] und darüber hinaus zu den dortigen Familien Hitzig, Mendelssohn[7] und Baeyer[8]; 1835 wurde er Pate von Adolf Baeyer, einem Sohn seines Mitarbeiters Johann Jacob Baeyer.[9] Eine jüngere Schwester von Johanna Hagen war mit dem Königsberger Physiker Franz Ernst Neumann verheiratet, mit dem Bessel eng zusammen arbeitete.[10] Bessels Nichte Aletta Fallenstein heiratete Wilhelm Gauß, den jüngsten Sohn seines Kollegen und Freundes Carl Friedrich Gauß.[11]

Von seinen Enkeln wurden als Wissenschaftler bekannt die Brüder Wilhelm Erman (Bibliothekar), Adolf Erman (Ägyptologe) und Heinrich Erman (Jurist) sowie die Brüder Ernst Bessel Hagen (Physiker) und Fritz Karl Bessel-Hagen (Chirurg). Der Mathematiker Erich Bessel-Hagen, der Geograf Hermann Hagen und der Jurist Walter Erman waren seine Urenkel.

Schulzeit und Lehrjahre[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Kenntnisse über Bessels Jugendzeit bis zum Beginn seiner Tätigkeit entstammen seiner fragmentarischen Autobiografie sowie dem veröffentlichten Briefwechsel mit seinem älteren Bruder Moritz Carl Bessel.[12][13]

Nach eigener Aussage war es eine starke Abneigung gegen den Lateinunterricht, die zum Schulabbruch führte, nachdem er das Mindener Gymnasium bis zur Untertertia besucht hatte. Bessel verließ mit 14 Jahren die Schule und erhielt Privatunterricht in Mathematik und Französisch.[14]

Schon als Schüler kannte Bessel die Sternbilder. Durch sein außergewöhnliches Sehvermögen konnte er den Doppelstern Epsilon Lyrae im Sternbild Leier in zwei Komponenten auflösen. Dieser Stern diente ihm später dazu, die altersgemäße Abnahme seiner Sehschärfe zu kontrollieren.[15]

Zum Jahresbeginn 1799 wurde er Lehrling im angesehenen Handelshaus Kulenkamp & Söhne in Bremen, wo er sich zu sieben Jahren unentgeltlichen Lehrdienstes verpflichtete. Er erwarb rasch das Vertrauen seiner Vorgesetzten und erhielt ab dem zweiten Jahr eine Gratifikation, die er unter anderem in Bücher investierte. Er arbeitete auf dem Gebiet des Überseehandels und strebte die Stelle eines Cargadeurs (Frachtbegleiter) an, um an einer Expedition nach Übersee teilnehmen zu können. Deshalb versuchte er, sich jenes Wissen anzueignen, das ihm für diese Tätigkeit nützlich erschien – das schloss Fremdsprachen wie Englisch und Spanisch ein sowie Kenntnisse in der Nautik, insbesondere der Navigation. Die Beschäftigung mit der Steuermannskunst brachte ihn schließlich zur Astronomie.[16]

Bessels Weg zur Astronomie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Besselei in Bremen

Um sich in der Navigation kundig zu machen, studierte Bessel eine Anleitung zur geografischen Ortsbestimmung.[17] Die zum Verständnis nötigen mathematischen Grundlagen, die ihm zunächst fehlten, eignete er sich mit Hilfe einiger mathematischer Lehrbücher in kurzer Zeit selbstständig an.

In der Praxis ist ein Navigator auf Instrumente für die Messung von Höhenwinkeln von Sternen angewiesen, die für Bessel finanziell unerschwinglich waren. Mit Hilfe eines Tischlers und eines Uhrmachers baute er sich einen Sextanten selbst und erdachte zur Zeitbestimmung die – später so genannte – Zirkummeridian-Methode mit zwei Sternen in etwa gleicher Höhe. Seine ersten Messungen führte er im August 1803 durch. Als er mit seinem kleinen Fernrohr eine Sternbedeckung am dunklen Mondrand beobachtete, bestimmte er den Zeitpunkt der Bedeckung und verglich ihn mit Angaben, die er in der Fachzeitschrift Monatliche Correspondenz und dem Berliner Astronomischen Jahrbuch fand. So gelang es ihm, die geografische Länge von Bremen mit nur kleinem Fehler selbst zu bestimmen.[18]

Bei seinen Studien stieß Bessel auf Thomas Harriots Beobachtungsdaten zum Kometen von 1607, der später als Halleyscher Komet bekannt wurde. Dies erweckte in ihm den Wunsch, die Bahn dieses Himmelskörpers zu berechnen. Die dazu nötigen Kenntnisse fand er in einem Lehrbuch von Jérôme Lalande[19] und in der von Wilhelm Olbers 1797 veröffentlichten Abhandlung zur Bahnbestimmung von Kometen.[20]

Olbers lebte ebenfalls in Bremen, wo er als Arzt praktizierte. So ergab sich für Bessel die Möglichkeit, mit Olbers direkt in Kontakt zu treten. Am 28. Juli 1804 sprach er ihn auf der Straße an und bat ihn, ihm seine Berechnungen vorlegen zu dürfen. Bessel stieß beim aufgeschlossenen Olbers auf Interesse und gewann in ihm einen Mentor. Olbers erkannte Bessels Talent und förderte ihn, indem er ihm astronomische Schriften zukommen ließ. Als Kometenexperte erfasste Olbers sofort die Bedeutung von Bessels Abhandlung und veranlasste ihre Publikation in der Monatlichen Correspondenz.[21]

Bessel als Astronom[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Sternwarte Lilienthal[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Nachdem er seine Lehrzeit ordnungsgemäß beendet hatte, schlug Bessel das Angebot für eine Weiterbeschäftigung zu einem Jahresgehalt von 700 Talern in der Firma Kulenkamp aus und gab den Kaufmannsberuf auf. Im März 1806 nahm er die Tätigkeit als Inspektor an der privaten Sternwarte von Johann Hieronymus Schroeter im nahegelegenen Lilienthal an, wofür er mit jährlich 100 Talern entlohnt wurde.[22] Er wurde dort der Nachfolger Karl Ludwig Hardings, der eine Berufung an die Universität Göttingen erhalten hatte.

Schon vor seiner Übersiedlung nach Lilienthal gab es im Jahre 1805 Überlegungen, Bessel als Observator an eine neu zu errichtende öffentliche Sternwarte im westfälischen Teil Preußens, in Münster oder Paderborn, zu verpflichten. Das Projekt zerschlug sich jedoch durch den Ausgang des Krieges gegen Frankreich 1806/1807, als Preußen die westfälischen Gebiete verlor.[23] Der Plan, Bessel in Düsseldorf bei der von Johann Friedrich Benzenberg geleiteten Vermessung des Großherzogtums Berg eine Stellung zu verschaffen, konnte ebenso wenig realisiert werden wie eine Beschäftigung auf der Seeberg-Sternwarte.[24]

Als Bürger des 1807 gegründeten Königreichs Westphalen wurde Bessel 1808 wehrpflichtig, da er der Altersgruppe von 20 bis 25 Jahren angehörte; die tatsächlich Einzuberufenden wurden durch das Los ermittelt.[25] Bessel hatte zwar das Glück, von der Einberufung freigelost zu werden, aber schon vorher war durch Intervention von Gauß[26], Olbers[27] und Schroeter[28] eine Dispensation erwirkt worden für den Fall eines ungünstigen Auslosungsergebnisses.

Der preußische Bildungsreformer Wilhelm von Humboldt erwähnte erstmals im Dezember 1809 konkrete Pläne zur Gründung einer Sternwarte in Königsberg und die Verhandlungen mit Bessel über die Berufung als Professor für Astronomie.[29] Er ließ sich beraten von Johann Georg Tralles, Physiker und Mitglied der Berliner Akademie, der ihm als mögliche Kandidaten Johann Georg Soldner und Friedrich Wilhelm Bessel vorschlug, für den sich Humboldt entschied. Es war ein Hintergedanke der Berufung, dass der künftige Astronom einen erheblichen Teil der Mathematik-Ausbildung an der Universität mit übernehmen sollte.[30]

Am 6. Januar 1810 wurde Bessel vom preußischen König Friedrich Wilhelm III. zum ersten Professor für Astronomie an der Albertus-Universität Königsberg und zum Direktor der neu zu errichtenden Sternwarte ernannt, ohne die oberen Klassen eines Gymnasiums besucht, eine Abiturprüfung abgelegt, studiert, promoviert oder habilitiert zu haben. Ein gleichzeitiges Angebot zur Übernahme der bereits bestehenden Sternwarte der Universität Leipzig zu wesentlich schlechteren Bedingungen lehnte Bessel ab.[31]

Sternwarte Königsberg[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ehrendoktordiplom von 1811

Bessel traf am 11. Mai 1810 in Königsberg ein und nahm noch im laufenden Sommersemester seine Lehrtätigkeit auf mit Vorlesungen in Astronomie und Mathematik. Wegen seines fehlenden akademischen Abschlusses bestritten ihm die Professoren der Philosophischen Fakultät das Recht auf Abhaltung mathematischer Vorlesungen. Bessel ignorierte die Einwände und setzte im nächsten Semester seine mathematische Lehrtätigkeit fort. Um die Sache nicht eskalieren zu lassen, wandte er sich schließlich an Gauß mit der Bitte, ihm ein Abschlussdiplom der Universität Göttingen zu verschaffen – was diesem auch gelang: Bessel erhielt mit Urkunde vom 30. März 1811 die Doktor- und Magisterwürde honoris causa.[An 6] Für seine Tätigkeit erhielt er ein Gehalt von anfangs 1000 Talern pro Jahr.[32]

In wissenschaftlicher Hinsicht konnte Bessel zunächst nur seine theoretischen Untersuchungen aus Lilienthal weiterführen. Neben dem akademischen Unterricht standen die Bemühungen um die neu zu errichtende Sternwarte im Mittelpunkt seiner Tätigkeit. Er wählte den Bauplatz aus und entwarf einen Plan für die Raumstruktur des Gebäudes, den er gegen andersartige Pläne der Berliner Regierung durchzusetzen wusste.[33] Am 10. November 1813 konnte er in die fertiggestellte Sternwarte einziehen. Deren instrumentelle Erstausstattung bestand vorwiegend aus gebrauchten Geräten, die Friedrich von Hahn in seiner Sternwarte Remplin benutzt hatte und die vom preußischen Staat 1809 aus dessen Nachlass erworben worden waren.[34]

Bessel hielt der Königsberger Universität die Treue. Im Laufe der Zeit konnte er die instrumentelle Ausstattung erweitern. Zur Durchführung des von ihm geplanten Beobachtungsprogramms benötigte er einen Meridiankreis,[35] den er 1818 erhielt; ein zweiter folgte 1841. Diese Instrumente stellten optische und mechanische Spitzenleistungen dar, genauso wie das 1829 gelieferte Heliometer.[36] Im Jahre 1825 lehnte er es ab, als Nachfolger von Johann Elert Bode die Leitung der veralteten Sternwarte der Königlich-Preußischen Akademie der Wissenschaften in Berlin zu übernehmen.

Nachdem der Sternwartenbetrieb angelaufen war, zog Bessel in zunehmendem Maße fähige Studenten zur praktischen Beobachtungstätigkeit heran, unter anderen seinen eigenen Sohn Wilhelm, der zunächst in Königsberg Astronomie studierte,[37] das Studium aber nach zwei Jahren aufgab und an der Berliner Bauakademie, die von Schinkel geleitet wurde, eine Ausbildung zum Baukondukteur erhielt. Sein Tod im Oktober 1840 war für Bessel ein sehr schmerzhafter Verlust.

Der Ausbruch einer Choleraepidemie in Königsberg führte im Juli 1831 zu tumultartigen Ausschreitungen, bei denen der Verdacht geäußert wurde, Bessel habe mittels silberner Kugeln, die auf der Sternwarte zur Signalübermittlung angebracht worden waren, die Cholera herangezogen. Als die Königsberger Stadtverwaltung zudem in der unmittelbaren Nähe der Sternwarte einen Begräbnisplatz für die Choleratoten einrichtete, zog Bessel es vor, die Sternwarte zu versiegeln und die Stadt für zwei Monate zu verlassen.[38]

Friedrich Wilhelm Bessel auf einem Gemälde von Christian Albrecht Jensen, 1846

1842 trat Bessel in Begleitung seiner Tochter Elise, seines Schwiegersohnes Georg Adolf Erman und des befreundeten Mathematikers Carl Gustav Jacob Jacobi seine erste und einzige Auslandsreise an, die ihn nach Großbritannien führte, wo er in Manchester an der Jahrestagung der British Association for the Advancement of Science teilnahm.[39]

Bessels Gesundheitszustand verschlechterte sich danach so stark, dass er ab Oktober 1844 seine Beobachtungs- und Lehrtätigkeit aufgeben musste und kaum noch wissenschaftliche Arbeit leisten konnte. Als Zeichen seiner Wertschätzung veranlasste Friedrich Wilhelm IV. eine zeitweise Behandlung durch seinen Leibarzt Schönlein. Bessel starb am 17. März 1846 und wurde auf dem Gelehrtenfriedhof in Königsberg beerdigt.[40] Die Gedenkrede in der Albertina hielt der Rektor Karl Rosenkranz.[41] Eine Obduktion ergab, dass Bessel einer Geschwulstkrankheit erlegen war, die Repsold (1919) als Darmkrebs bezeichnete.[42][An 7] Einer neueren Auswertung seiner Krankengeschichte zufolge verstarb Bessel an einer Retroperitonealfibrose.[43] Nach einem 1810 ausgestellten Pass hatte Bessel eine Körpergröße von 1,68 m.[44]

Bessel war schnell in die Königsberger Gesellschaft integriert. Er war Mitglied der Gesellschaft der Freunde Kants und soll der Urheber des dortigen Brauchs gewesen sein, einen jährlichen „Bohnenkönig“ zu wählen.[45] Seit seiner Lilienthaler Zeit verschaffte sich Bessel einen Ausgleich für seine Tätigkeit durch die Jagd. In Ostpreußen schloss er sich der Königsberger Jagdgesellschaft um den General Oldwig von Natzmer an.[46] Weiterhin gehörte er der Physikalisch-ökonomischen Gesellschaft an und hielt dort in den 1830er Jahren eine Reihe von populärwissenschaftlichen Vorträgen, die posthum veröffentlicht wurden.[47]

Wissenschaftliche Leistungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Astronomie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Kometen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Halleyscher Komet

Friedrich Wilhelm Bessel begann seine wissenschaftliche Arbeit im Jahre 1804 mit der Berechnung von Kometenbahnen. Sein Erstlingswerk über den Halleyschen Kometen[48] lieferte eine Bahnberechnung für dessen Sonnenannäherung im Jahre 1607 auf der Basis der Beobachtungsdaten von Thomas Harriot und Nathaniel Torporley. Denn die Berechnung früherer Durchläufe kann aktuelle Bahnbestimmungen von Kometen sicherer machen und wichtige Hinweise über Bahnstörungen durch Planeten geben. Weiters verfeinerte Bessel die Berechnungsmethode für parabelnahe elliptische Kometenbahnen.[49][24][50] Für eine Arbeit über den Kometen von 1807 erhielt er den Lalande-Preis des Jahres 1811.[51]

Die Wiederkehr des Halleyschen Kometen im Jahre 1835 veranlasste Bessel, den Wandel seiner Erscheinungsform intensiv zu beobachten. Die daraus entstandene Publikation[52] ist seine einzige, die das Aussehen einer Himmelserscheinung zum Gegenstand hat. Über frühere Kometenbeobachter hinausgehend entwarf er eine Hypothese zur Entstehung der Kometenschweife. Er nahm an, dass bei der Annäherung an die Sonne feinstes Kometenmaterial verdampfe und dieses durch die Wirkung von „Polarkräften“, die von der Sonne ausgingen, in der Bewegungsrichtung beeinflusst werde.[53]

Sternschnuppen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Sternschnuppen sind für die messende Astronomie als Beobachtungsobjekte nur schwer fassbar. Johann Friedrich Benzenberg und Heinrich Wilhelm Brandes konnten im Jahre 1800 die ungefähre Höhe der Leuchterscheinungen über der Erdoberfläche bestimmen und hielten einen terrestrischen Ursprung für möglich. Bessel widerlegte diese Auffassung durch kritische Würdigung der Beobachtungsgenauigkeit. Auch entwarf er ein Beobachtungsprogramms für Sternschnuppen, das zur Gewinnung von zuverlässigem Datenmaterial geeignet wäre, ohne es selbst durchzuführen.

Auf seine Anregung hin wurden von Hauptmann Schwinck 1843 kleinmaßstäbige Himmelskarten in stereografischer Projektion hergestellt, die zur Kartierung der Sternschnuppenbahnen geeigneter waren als die bisher verwendeten Karten. Über die Natur der Sternschnuppen wurde zur Zeit Bessels nur spekuliert. Er hielt es für möglich, dass sie „schon in höheren Luftschichten gänzlich verbrennen“.[54][55]

Der Mond[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

The Moon Luc Viatour.jpg

Bessel entwickelte ein neues Verfahren zur Bestimmung der Libration des Mondes.[56] Mit dem Heliometer bestimmte er die Winkelabstände verschiedener Punkte des Mondrandes von einem kleinen, kreisrunden Krater im Zentrum der Mondscheibe, der heute als Mösting A bezeichnet wird. Daraus erhielt er dessen selenografische Koordinaten und erste genaue Parameter für die Libration. Mösting A wurde seitdem Bezugspunkt des selenografischen Koordinatensystems.[57]

Drei Jahrzehnte nach seinen ersten Versuchen in der geografischen Ortsbestimmung kehrte er wieder zurück zu einem Hauptprobleme der astronomischen Navigation, der Längenbestimmung in der Seefahrt. Durch ein verbessertes Verfahren konnte er den Rechenaufwand verringern.[58]

Die mögliche Existenz einer Mondatmosphäre wurde zur Zeit Bessels diskutiert; so glaubte Johann Hieronymus Schroeter, eine Atmosphäre von sehr geringer Dichte bemerkt zu haben. Dagegen wurde angeführt, dass kurz vor und nach Sternbedeckungen durch den Mond keine refraktionsbedingten Veränderungen des Sternlichts erkennbar waren. Bessel ging der Frage nach und überprüfte einen möglichen täuschenden Störeinfluss des Mondreliefs auf die Lichtausbreitung. Er konnte durch die Auswertung seiner heliometrischen Mondbeobachtungen zeigen, dass die Annahme einer Mondatmosphäre in der von Schroeter angenommenen Dichte nicht mit den Messdaten vereinbar ist. Damit entzog er auch den seinerzeit noch verbreiteten Spekulationen über die Lebensbedingungen von Mondbewohnern, wie sie seinen Münchner Kollegen Gruithuisen beschäftigten, die naturwissenschaftliche Grundlage.[59][57]

Planeten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Saturn

Zu Bessels ersten Objekten in der praktischen Beobachtung gehörten neben dem 1801 entdeckten Kleinplaneten Ceres auch die 1804 in Lilienthal von Harding entdeckte Juno und die 1807 in Bremen von Olbers entdeckte Vesta.

Bessels erste Publikation, die nicht die Beobachtungen von Kometen und Kleinplaneten zum Inhalt hatte, bezog sich auf den Planeten Saturn.[60] Auf theoretischem Wege zeige er, dass die Beobachtung Wilhelm Herschels, der Saturn besitze seinen maximalen Durchmesser nicht genau in der Äquatorebene, auf einer optischen Täuschung beruhen müsse.

In zwölf weiteren Arbeiten zu diesem Planeten untersuchte er die Wechselwirkungen zwischen dem Saturn, seinem Ringsystem und den Trabanten. Bessel maß mit dem Heliometer die Bewegung des Titans, des massereichsten Saturnmondes, und berechnete daraus die Umlaufdaten sowie einen genauen Wert für die Masse des Saturns.[61][62][An 8] Seine letzte Arbeit, eine breit angelegte Theorie des Saturn-Systems, blieb unvollendet und wurde als Fragment posthum veröffentlicht.[63]

Die Masse des Jupiters konnte Bessel durch Bahnbestimmung seiner vier Satelliten berechnen, die er von 1832 bis 1836 heliometrisch beobachtete. Darin bestätigte er einen schon von Airy (1837) auf anderem Wege gefundenen Wert, der die bis dahin publizierten erheblich verbesserte und dem heutigen sehr nahe kommt.[An 9]

Im Mai 1832 beobachtete Bessel den Merkurdurchgang vor der Sonne. Er bestimmte den scheinbaren Durchmesser des Merkurs, konnte aber keinerlei Abplattung feststellen.[64][65]

Die Sonne[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Königsberger Heliometer

Zur Größenbestimmung bei Sonnen-, Mond- und Planetenbeobachtungen kaufte Bessel für die Sternwarte Königsberg ein Heliometer aus dem Münchener Feinmechanischen Institut von Utzschneider und Fraunhofer, für das ein Zubau an der Sternwarte erforderlich wurde. Bessel war der erste Astronom, der ein solches Instrument für eine systematische Messreihe einsetzte.[66] Seine wichtigsten Arbeiten zum Heliometer und die damit durchgeführten Untersuchungen fasste er 1841–42 in den Astronomischen Untersuchungen zusammen.

Bessel nutzte den Merkurtransit von 1832 nicht nur, wie andere Astronomen, um die Ein- und Austrittszeiten des Planeten vor der Sonnenscheibe zu messen. Durch die hohe Genauigkeit des Heliometers konnte er den Einfluss der Irradiation bestimmen, der die Sonne dem Beobachter optisch etwas größer erscheinen lässt, als es den tatsächlichen Verhältnissen entspricht. Gemeinsam mit dem in Königsberg weilenden Argelander beobachtete Bessel den Transit mit zwei verschiedenen Instrumenten. In dem einen zeigte die Merkurscheibe kurz nach bzw. vor den inneren Berührungen eine längliche Verformung, die schon von den Venustransits bekannt war und heute als „Tropfenphänomen“ bezeichnet wird. Diese Formveränderung war mit dem anderen, höher auflösenden Instrument, dem Heliometer, nicht zu sehen, wodurch das Phänomen als instrumentenabhängig erkannt war.

Die Formveränderung deutete Bessel als eine durch den Planeten veränderte Irradiation an der Kontaktstelle zum Sonnenrand. Eine atmosphärische Ursache, die bei den Venustransits lange Zeit diskutiert wurde, schied damit aus, da Merkur keine nennenswerte Atmosphäre besitzt.[67] Durch neuere Untersuchungen während der Merkurdurchgänge von 1999 und 2003 mit dem Weltraumteleskop TRACE konnten diese Beobachtungen insoweit bestätigt werden.[68]

Bessel stellte weiterhin fest, dass sein Heliometer praktisch ohne Irradiations-Effekt die Sonnenscheibe in ihrem wahren Durchmesser zeigte und demnach seiner eigentlich Bestimmung, die in der Namensgebung zum Ausdruck kommt, voll gerecht wurde. Dadurch gelang ihm die Bestimmung eines genauen Wertes für den scheinbaren Sonnendurchmesser.[64]

Finsternisse[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Totale Sonnenfinsternis

Zu den Standardaufgaben der Astronomen gehört traditionell die Berechnung des zeitlichen Verlaufs und des Sichtbarkeitsgebietes von Sonnenfinsternissen. Bessel kombinierte zwei bis dahin praktizierte Rechenverfahren, die auf Johannes Kepler und Joseph-Louis Lagrange zurückgehen, zu einer erweiterten Methode. Darin führt die Verwendung tabellierter Zwischengrößen, der Besselschen Elemente, zu einer erheblichen Vereinfachung der Berechnung. Dieses Verfahren kann ebenfalls bei der Berechnung von Mondfinsternissen, von Bedeckungen von Sternen und Planeten durch den Mond und von Planetentransiten vor der Sonne angewandt werden. Mit später eingearbeiteten Verbesserungen ist es noch heute ein Standardverfahren.[69][70]

Stellarastronomie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Sternkataloge

An der Sternwarte Lilienthal begann Bessel auf Anregung Wilhelm Olbers’ mit der Erarbeitung eines Sternkatalogs, der 1818 veröffentlicht wurde.[71] Sein Ausgangsmaterial war eine Liste von über 3000 Sternen, deren Positionen der englische Astronom James Bradley in den Jahren 1750 bis 1761 mit einem Mauerquadranten gemessen hatte. Die Rohdaten der gelisteten Sternörter konnten noch nicht als Sternkatalog gelten, da sie durch zahlreiche Einflüsse mit Fehlern behaftet waren: erstens himmelsmechanische durch die Bewegung der Erde im Sonnensystem (Präzession, Nutation, Aberration), zweitens durch die atmosphärische Refraktion und drittens durch Ungenauigkeiten der benutzten Messgeräte (Mauerquadrant, Uhr). Außerdem verändern die Sterne langfristig durch Eigenbewegung ihre Position zueinander. Bessel ermittelte diese Einflussfaktoren aus Bradleys Datenmaterial und reduzierte damit dessen Daten. Die so berechneten wahren Sternörter für das Jahr 1755 gab er unter dem Titel Fundamenta Astronomiae 1818 heraus.[An 10] Schon vorab hatte Bessel eine Abhandlung über die Bestimmung der Präzessionskonstanten aus Bradleys Daten veröffentlicht. Diese Schrift wurde von der Preußischen Akademie der Wissenschaften 1813 preisgekrönt.[72]

Bessel erarbeitete eine Theorie der Reduktionen mit den zugehörigen Reduktionstermen und erstellte hierzu Tafeln für die astronomische Praxis (Tabulae Regiomontanae) mit der Gültigkeitsdauer 1750 bis 1850; diese Arbeit wurde später von Julius Zech und Jakob Philipp Wolfers weitergeführt; die zeitabhängigen Terme wurden später Besselsche Tageszahlen genannt. In den Sternkatalogen sind alle Daten auf einen bestimmten Zeitpunkt reduziert. Bessel führte dazu ein fiktives Jahr (Bessel-Jahr) mit der Länge eines tropischen Jahres ein, dessen Beginn er auf den Zeitpunkt setzte, an dem die mittlere Länge der Sonne genau 280° beträgt (Besselsche Epoche).[73][74]

Die säkulare Veränderung der Positionen von 36 Fundamentalsternen, die Nevil Maskelyne am Greenwicher Observatorium beobachtet und katalogisiert hatte, konnte Bessel mit großer Zuverlässigkeit für den Zeitraum eines Jahrhunderts (1750–1850) angeben, indem er für diese Sterne die Bradley-Daten aus den Fundamenta Astronomiae sowie selbst gemessene Daten von 1815 und 1825 heranzog. So entstand 1830 mit den Tabulae Regiomontanae der erste Fundamentalkatalog der Astronomie.[75]

Zonenbeobachtungen

Nachdem Bessel für die Königsberger Sternwarte einen Meridiankreis aus der Werkstatt von Georg von Reichenbach angeschafft hatte, der mit einem Fraunhofer-Refraktor ausgestattet war, begann er die Beobachtungsarbeit zu einem Sternverzeichnis, das die bisher vorhandenen an Fülle und Genauigkeit übertreffen sollte. Er teilte den Himmel in Zonen von jeweils 2 Grad Deklination ein, in denen er systematisch die gefundenen Sterne bis zur 9. Größenklasse „beobachtete“; das heißt, er maß die Koordinaten für Rektaszension und Deklination. Bessel beschränkte den räumlichen Bereich der Beobachtungen zunächst auf Deklinationen von −15° bis +15°, den engeren Bereich um den Himmelsäquator. Diese Region war schon dadurch interessant, dass in ihr am ehesten die Entdeckung neuer Kleinplaneten zu erwarten war. Später dehnte Bessel den Beobachtungsbereich bis auf +45° Deklination aus. Das Programm, bei dem insgesamt 75.000 Sterne registriert wurden, nahm den Zeitraum von 1821 bis 1833 in Anspruch; die Daten wurden in den Bänden VII bis XVII der Königsberger Beobachtungen veröffentlicht.[76] Aus den bis 1825 vorliegenden Zonenbeobachtungen fertigte der Leiter der Krakauer Sternwarte, Maximilian Weisse, einen Sternkatalog für die knapp 32.000 Sterne von −15° bis +15° Deklination an, der 1846 erschien.[77] Friedrich Georg Wilhelm Struve stellte auf der Grundlage der Daten stellarstatistische Untersuchungen über den räumlichen Aufbau der Milchstraße an, die als Vorwort zum Weisse-Katalog veröffentlicht wurden.[78]

Die Besselschen Zonenbeobachtungen fanden später ihre Fortsetzung in der Bonner Durchmusterung von Argelander, der in der Anfangszeit der Zonenbeobachtungen Bessels Assistent war.

Akademische Sternkarten

Für die astronomische Arbeit ist es hilfreich, die Sternpositionen nicht nur in Listen, sondern auch kartografisch zur Verfügung zu haben. Bessel regte 1825 bei der Preußischen Akademie der Wissenschaften an, das in den Sternkatalogen gelistete Material in Sternkarten nach einheitlichem Muster zu drucken, wozu er ein Musterblatt seines Schülers Carl August Steinheil vorlegte.[An 11] Damit das Projekt wegen des enormen Umfangs in überschaubarer Zeit fertig gestellt werden konnte, wurde die Arbeit an den einzelnen Blättern unter der Leitung der Berliner Akademie auf verschiedene in- und ausländische Sternwarten verteilt. Dieses Unternehmen stellte somit ein frühes Beispiel für eine gelungene internationale Kooperation auf wissenschaftlichem Gebiet dar. Bessel beteiligte sich wegen seiner anderen laufenden Arbeitsprogramme nicht am Projekt, doch wurden einzelne Blätter von ehemaligen Schülern (Argelander, Steinheil, Luther) und von Karl Ludwig Harding, seinem Göttinger Kollegen und Vorgänger in Lilienthal, erarbeitet. Bessel täuschte sich anfangs über den Zeitbedarf; die Berliner Akademischen Sternkarten lagen erst 1859 vollständig vor.[79][80]

Weitere stellarastronomische Arbeiten

Bessel maß die Koordinaten zahlreicher Plejaden-Sterne und wies die Eignung dieses Sternhaufens zur Bestimmung der Präzision astronomischer Beobachtungsinstrumente nach.

Weiterhin benutzte Bessel das Heliometer zur Beobachtung von Doppelsternen. 1833 publizierte er einen kleinen Katalog mit relativen Distanzen und Positionswinkeln von 38 Objekten.[81][62] Die gleichen Sterne wurden nach Verabredung von Struve in Dorpat durch Mikrometermessungen mit einem ebenfalls von Fraunhofer geschaffenen Refraktor gemessen, woraus sich Rückschlüsse auf die Messgenauigkeit beider Instrumente ergaben.

Kosmische Entfernungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Prinzip der Sternparallaxe

Als Bessels Pionierarbeit[82] gilt die erste Entfernungsbestimmung eines Fixsterns durch Messung seiner jährlichen Parallaxe. Schon Kopernikus und Kepler hatten erkannt, dass im Rahmen des heliozentrischen Systems ein Parallaxeneffekt auftreten müsste: Nahe gelegene Sterne müssten vor dem Hintergrund entfernterer Sterne infolge der jährlichen Erdbahn um die Sonne eine periodische Ortsveränderung zeigen. Trotz intensiver Suche konnte dieser Effekt bis zum Beginn des 19. Jahrhunderts nicht nachgewiesen werden. 1802 schätzte Johann Hieronymus Schroeter den oberen Grenzwert der Parallaxen für die nächsten Sterne recht zuverlässig mit 0,75 Bogensekunden.[83]

Auch Bessel stellte sich dieser Herausforderung, die aus drei Teilproblemen besteht: Es musste

  1. ein dem Sonnensystem möglichst nahe gelegener Stern gefunden werden, der einen hinreichend großen Parallaxenwert versprach,
  2. die Messung wegen der Kleinheit des Effekts mit höchster Präzision durchgeführt werden und
  3. der Parallaxenwert aus den Beobachtungsdaten herausgerechnet werden.

Beim Vergleich des Bradley-Katalogs mit anderen Sternkatalogen stellte Bessel fest, dass der Stern 61 Cygni (Cygnus = Sternbild Schwan) die größte Eigenbewegung aller gemessenen Sterne aufweist.[84] Des Weiteren fand er heraus, dass es sich um einen physischen Doppelstern handelt, für den er die Umlaufzeit um den gemeinsamen Schwerpunkt ermittelte.

Der relativ große Winkelabstand der Komponenten von 61 Cygni sprach ebenso für eine große Nähe zum Sonnensystem wie seine große Eigenbewegung, so dass er dieses lichtschwache System mit der scheinbaren Helligkeit von 5 mag als aussichtsreiches Objekt beobachtete. Günstig war auch, dass es als Zirkumpolarstern fast ganzjährig beobachtet werden konnte. Bessel arbeitete nach dem Prinzip der relativen Parallaxenmessung, das von Galileo Galilei 1632 in seinem Dialog über die beiden hauptsächlichen Weltsysteme vorgeschlagen worden war:[85] Er maß nicht die absoluten Sternpositionen, sondern die Positionsveränderungen von 61 Cygni relativ zu zwei scheinbar benachbarten Vergleichssternen, von denen man eine weit größere Entfernung annehmen konnte. Die kreuzförmige Lage der zwei Sterne erlaubte, sie mit dem Mikrometerokular jeweils genau zur Mitte des Doppelsternsystems einzumessen, wofür sich das Heliometer ideal eignete.

Wegen der großen Eigenbewegung dieses Schnellläufers am Sternhimmel genügte keine Positionsmessung zweimal in halbjährlichem Abstand. Erforderlich war vielmehr eine mindestens einjährige Messreihe, aus der die Parallaxe herauszurechnen war. Bessel begann die Messreihe im August 1837 und beendete sie im Oktober 1838. Er ermittelte den Parallaxenwert von 0″,3136 bei einem mittleren Fehler von 0″,0202.[86][87] Als anschaulichen Größenvergleich für die Distanz von 61 Cygni berechnete Bessel „die Zeit, welche das Licht gebraucht, um diese Entfernung zu durchlaufen“, zu 10,28 Jahren.[An 12][An 13] Der bislang (2015) genaueste Parallaxenwert für 61 Cygni wurde vom Astrometriesatelliten Hipparcos mit 0″,286 gemessen, was einer Distanz von 11,4 Lichtjahren entspricht.[88] Bessels Ergebnis ist damit im Rahmen der angegebenen Genauigkeit bestätigt.

Struve hatte schon 1835 begonnen, mit seinem Fraunhofer-Refraktor die Parallaxe der Wega (Sternbild „Leier“) zu bestimmen, und 1837 vorläufige, noch unzuverlässige Werte vorgelegt.[89] Der königliche Astronom Thomas James Henderson publizierte 1839 in Edinburgh einen Parallaxenwert für das Doppelsternsystem Alpha Centauri (Sternbild „Zentaur“), das er 1832/1833 in Kapstadt beobachtet hatte. Einen Prioritätsstreit gab es zwischen den drei freundschaftlich verbundenen Forschern nicht; dieser wurde erst Jahrzehnte später durch Wissenschaftshistoriker aufgeworfen.[90] Mit diesen Ergebnissen hatten die Astronomen nicht nur die Vorstellung über die kosmischen Größenordnungen erweitert, sondern auch nach der 1728 von James Bradley entdeckten jährlichen Aberration einen zweiten empirischen Beweis für die Richtigkeit des heliozentrischen Systems gewonnen.[91]

„Unsichtbare“ Objekte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Neptun

Mit den genaueren Sternkatalogen und -karten standen nun die Mittel zur präzisen Bahnbestimmung schnell beweglicher Himmelskörper (Planeten, Kometen) zur Verfügung. Dabei erwies sich der von Wilhelm Herschel 1781 entdeckte Uranus als schwierig, weil seine beobachtete Bahn nicht mit himmelsmechanischen Berechnungen in Einklang zu bringen war. Bessel befasste sich eingehend mit diesem Problem und entwarf 1823 eine hypothetische Modifizierung des Gravitationsgesetzes.[92] Da diese Überlegung in eine Sackgasse führte, verzichtete er auf eine Publikation und äußerte schon 1828 die Meinung: „Ich glaube an einen Planeten über Uranus.“[93] Ab 1837 ließ er seinen Studenten Wilhelm Flemming (1812–1840) die Uranusbahn neu berechnen. Dessen früher Tod und Bessels eigene Krankheit verhinderten eine Fortführung des Projekts. Als jedoch Urbain Le Verrier und John Couch Adams den vermutlichen Ort dieses Himmelskörpers, des Neptuns, berechnet hatten, wurde er von Johann Gottfried Galle am 23. September 1846 gefunden. Galle benutzte dazu ein schon gedrucktes, aber noch unveröffentlichtes Blatt von Bessels Berliner Akademischen Sternkarten.

Weiße Zwerge

Sirius A und B (Sirius B im Verhältnis zu groß dargestellt)

Bei der Analyse der Eigenbewegungen der kosmischen Schnellläufer Sirius (Sternbild „Großer Hund“) und Prokyon (Sternbild „Kleiner Hund“) entdeckte Bessel jeweils eine langperiodische Abweichung von der geradlinigen Bewegung. Zur Deutung dieses zunächst unerklärlichen Effekts postulierte er 1844 für beide Sterne die gravitative Einwirkung eines bislang unerkannten Begleitsterns. Die seit Christian Mayer (1779) bekannten Doppelsternsysteme bestanden durchweg aus zwei sichtbaren Komponenten. Doch Bessel meinte, dass auch dunkle, nichtleuchtende Himmelskörper Wirkungen auf die Sternpositionen ausüben könnten. Sein zunächst umstrittenes Postulat wurde erst anerkannt, als sein Königsberger Nachfolger Christian August Friedrich Peters 1851 den genauen Wert der Abweichung für Sirius berechnet und 1862 Alvan Graham Clark den Begleitstern „Sirius B“ gefunden hatte.[94] Er gehört mit der scheinbaren Helligkeit von 8,5 mag, aber vergleichsweise großer Masse zu den Weißen Zwergen und ist das erste entdeckte Exemplar seiner Gattung.[95] Auf ähnliche Art entdeckte John Martin Schaeberle 1896 den Weißen Zwerg Prokyon B. Wegen der großen Leuchtkraft von Sirius A (mit −1,46 mag der hellste Stern am Nachthimmel) konnte Bessel zu seiner Zeit den Begleitstern nicht sehen.[94]

Bessel erkannte sofort die Tragweite seiner Sirius-Messungen. Die von ihm selbst in den Fundamenta Astronomiae bis zur Perfektion ausgearbeitete Methode, die Sternörter auf einen bestimmten Zeitpunkt zu reduzieren, musste von nun an für ungenau gelten, solange man den Einfluss dieser systematischen Schlingerbewegungen einiger Sterne nicht mitberücksichtigte.[94]

Die Polbewegung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Polhöhe, die den Winkelabstand des nördlichen Himmelspols zum Horizont und damit die geografische Breite des Beobachtungsortes angibt, galt bis ins 19. Jahrhundert für einen bestimmten Ort als unveränderlich. Bessel erörterte 1818[96] die theoretische Fragestellung, inwieweit sich Massenverlagerungen im Innern der Erde oder auf deren Oberfläche, etwa durch den Transport von Handelsprodukten, auf die Polhöhe auswirken könnten. Für eine Änderung von einer Bogensekunde errechnete er den hundertmillionsten Teil der Erdmasse, was aber als Resultat menschlichen Einflusses nicht vorstellbar ist.

Schon im 18. Jahrhundert entwickelte Leonhard Euler eine Theorie des Kreisels und leitete für die Erde als einen angenommenen starren Körper, der nicht völlig kugelsymmetrisch ist, eine Kreiselbewegung mit einer Phase von etwa 300 Tagen ab. Für die rotierende Erde konnte diese postulierte Bewegung zunächst nicht astronomisch verifiziert werden.

In den Jahren 1842 bis 1844 kontrollierte Bessel die Polhöhe von Königsberg mit dem neuen Meridiankreis von Repsold. Im Juni 1844 teilte er Alexander von Humboldt brieflich mit, dass er eine systematische Veränderung der Polhöhe von 0,3 Bogensekunden entdeckt habe. Als Grund für diese Bewegung nahm Bessel „innere Veränderungen des Erdkörpers“ an. In den 1880er Jahren konnte Karl Friedrich Küstner mit ausgedehnten Untersuchungen den Effekt der Polbewegung verifizieren.[97] Seth Carlo Chandler ermittelte für die Bewegung eine Periode von ungefähr 430 Tagen. Bessels späterer Königsberger Nachfolger Erich Przybyllok erklärte nach einer erneuten Datenauswertung Bessel zum „Entdecker der Polhöhenschwankungen“.[98] Eine neue präzise Analyse der Besselschen Daten ergab, dass aus ihnen eine signifikante Polbewegung noch nicht zuverlässig abgeleitet werden konnte.[99] Bessel selbst hatte seinen „Verdacht gegen die Unveränderlichkeit der Polhöhen“ Humboldt gegenüber als „noch unreif“ bezeichnet und nichts darüber publiziert; seine Krankheit hinderte ihn an weiterführenden Untersuchungen.

Die „Persönliche Gleichung“[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Königsberger Sternwarte mit Heliometerturm um 1830

Der intensive Austausch von astronomischen Beobachtungsdaten in persönlichen Briefen der Astronomen und Zeitschriftenaufsätzen machte zu Beginn des 19. Jahrhunderts deutlich, dass die astronomischen Zeitbestimmungen gleicher Himmelsobjekte, die auf verschiedenen Sternwarten beobachtet wurden, unterschiedliche Resultate ergaben. Für diese Abweichungen machte man zunächst die unterschiedlichen Bauarten der verwendeten Geräte verantwortlich.

Seit 1818 vertrat Bessel die Ansicht, dass auch die Person des Beobachters in die Datenauswertung einbezogen werden müsse.[100][101] Bessel überprüfte die personale Zuverlässigkeit der Datenerhebung im Jahre 1821 durch gemeinschaftliche Beobachtungen mit seinem Assistenten Walbeck und stellte eine systematische Abweichung beider Beobachter bei der Registrierung der Durchgangszeiten von Sternen im Meridiankreis fest. Später überprüfte er den Effekt mit anderen Astronomen (Argelander, Struve, Peter Andreas Hansen) bei ihren Besuchen auf der Königsberger Sternwarte, wo sich bei Zeitmessungen gleicher Sterne am gleichen Instrument jeweils unterschiedliche Differenzen zwischen den Werten offenbarten, die von je zwei Beobachtern gemessen wurden. Bei der langjährigen Verfolgung dieses Phänomens stellte er überdies fest, dass die Zeitdifferenzen zweier bestimmter Beobachter auch einer zeitlichen Entwicklung unterliegen und nicht konstant sind.[102]

Er kam zu dem Schluss, dass „kein Beobachter sicher sein kann, absolute Zeitmomente sicher anzugeben“.[103] Besonders nachteilig wäre es in einem Messprogramm, wenn verschiedene Beobachter das gleiche Objekt beobachteten und die gewonnenen Messwerte in der Auswertung zu einer Messreihe vermischt würden. Bessel gilt damit als Entdecker des später als Persönliche Gleichung bekannt gewordenen Phänomens.[An 14] Der in der Astronomie historisch gebräuchliche Ausdruck „Gleichung“ ist hier im Sinne von „Korrektur“ zu verstehen. Weil schwer quantifizierbar, fand die Persönliche Gleichung in der astronomischen Auswertungspraxis nur zögernd Eingang; auch Bessel versuchte lediglich, ihren Einfluss so gering wie möglich zu halten.

Die besselschen Versuche zur Bestimmung der persönlichen Reaktionszeit wurden erst Jahrzehnte später von der entstehenden Experimentellen Psychologie aufgegriffen und weiter geführt, vor allem durch Wilhelm Wundt.

Zur Zeit der Entdeckung der Persönlichen Gleichung untersuchte der Königsberger Philosoph und Pädagoge Johann Friedrich Herbart Möglichkeiten einer Quantifizierung der menschlichen Wahrnehmung. Die von ihm dazu formulierten mathematischen Gleichungen entwickelte er in Zusammenarbeit mit Bessel.[104]

Mathematik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Friedrich Wilhelm Bessel steht in der Tradition jener Forscher, deren mathematische Tätigkeit sich aus der Bearbeitung naturwissenschaftlicher und technischer Probleme begründete.[105] Die Mathematik entwickelte sich erst zu Beginn des 19. Jahrhunderts zu einer eigenständigen wissenschaftlichen Disziplin im akademischen Betrieb; im Zuge der preußischen Universitätsreform wurden spezielle Mathematik-Professuren eingerichtet.[106] In der damals beginnenden Aufspaltung in reine und angewandte Mathematik sah sich Bessel als Vertreter der letzteren.[105] Als ihn August Crelle, der Herausgeber des Journals für die reine und angewandte Mathematik, um Mitarbeit an seiner Zeitschrift bat, lehnte Bessel ab mit den Worten: „Allein Sie wissen, dass meine Thätigkeit ausschließlich der Astronomie gewidmet ist, dass selten Zeit übrig bleibt, etwas Mathematisches zu treiben, außer wenn es in unmittelbarer Verbindung mit astronomischen Geschäften steht.“[107]

Bessels Leistungen lagen darin, die Probleme auf zweckmäßige Ansätze zurückzuführen und die Berechnungen so darzulegen, dass sie zur unmittelbaren Anwendbarkeit geeignet waren. Er formte die Gleichungen so weit um, dass sie eine möglichst bequeme Rechnung erlaubten. Unterstützt wurde dies durch zahlreiche Hilfstafeln, die er seinen Schriften beifügte.

Fehlerrechnung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Umgang mit großen Datenmengen machte eine konsequente Fehleranalyse unumgänglich. Von Bessel stammt die heute noch geltende Klassifizierung in zufällige und systematische Beobachtungsfehler.[108] Bessel bewies, dass die zufälligen Fehler einer Messung, wenn sie von zahlreichen Ursachen abhängen, weitgehend dem Fehlerverteilungsgesetz gehorchen, das Gauß in seiner Fehlertheorie postuliert hatte.[109][110] Er vereinfachte die Anwendung der Methode der kleinsten Quadrate.[111]

Auf Bessel geht eine grundlegende Beziehung der mathematischen Statistik zurück. Die Varianz einer Stichprobe vom Umfang n erhält im Nenner den Term (n − 1), der als Bessel-Korrektur (Bessel correction) bezeichnet wird, und wird dadurch zur erwartungstreuen Schätzfunktion für die Varianz der Grundgesamtheit dieser Stichprobe.

Bessel-Funktionen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

80-Pf-Sondermarke der Deutschen Bundespost (1984) mit einer Darstellung der Bessel-Funktion

Bei der Beschäftigung mit der Kepler-Gleichung zur Planetenberechnung sowie der Analyse planetarischer Störungen entwickelte Bessel die Funktion des Radiusvektors in eine Reihe, für deren Koeffizienten er spezielle Hilfsfunktionen in Integraldarstellung formulierte. Deren Untersuchung zeigte ihm, dass es sich um ein eigenes System von Funktionen handelte, zwischen denen er Rekursions- und Symmetriebeziehungen herausarbeitete sowie Aussagen über die Verteilung der Nullstellen ableiten konnte. In Würdigung der Besselschen Arbeiten wurden diese Funktionen zuerst 1857 von Schlömilch als Bessel-Funktionen bezeichnet.[112] Schon im 18. Jahrhundert waren die Mathematiker Daniel Bernoulli, Euler und Lagrange auf Funktionen dieses Typs gestoßen, und etwa zeitgleich mit Bessel hatten Fourier und Poisson Integraldarstellungen für diese gegeben. Nach Bessel wurde die von ihm gefundene lineare Differentialgleichung zweiter Ordnung benannt, deren Lösungen die Bessel-Funktionen darstellen; der zugehörige Differentialoperator heißt Bessel-Operator.

Die Bessel-Funktionen sind eine Klasse der Zylinderfunktionen; sie spielen bei der mathematischen Beschreibung zahlreicher physikalischer Phänomene eine wesentliche Rolle, wie zum Beispiel bei zweidimensionalen Schwingungen, der Wärmeleitung in festen Körpern oder der Röntgenstrukturanalyse.[113] Astronomische Bedeutung hat die mit Bessel-Funktionen beschreibbare Lichtbeugung, die das Auflösungsvermögen der Teleskope begrenzt.

Namensgebend wurden die Bessel-Funktionen für einige technische Nutzungen. Als Bessel-Filter wird in der Regelungstechnik ein Typ analoger Filter bezeichnet, der ein optimales Übertragungsverhalten von Rechtecksignalen garantiert. Der Bessel-Strahl ist ein Laserstrahl mit einer Art der Lichtausbreitung, die durch besondere Formstabilität und „Selbstheilung“ gekennzeichnet ist, wodurch sich die Form des Strahls nach Kontakt mit einem Hindernis regeneriert. Bessel-Strahlen werden zum Beispiel bei Optischen Pinzetten und in der höchstauflösenden Mikroskopie verwendet.[114][115]

Sonstige Leistungen in der Mathematik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zur Lösung seiner Berechnungen musste Bessel ausgedehnte Näherungsrechnungen durchführen, bei denen er die Funktionen meist in Reihen entwickelte. Die Suche nach geeigneten trigonometrischen Reihen und die Bestimmung ihrer Koeffizienten waren mehrfach Gegenstand eigener Untersuchungen. Er fand eine Darstellung eines trigonometrischen Polynoms n-ten Grades, bei welcher sich für ein gegebenes n durch Hinzufügen neuer Summanden die bisher berechneten Koeffizienten nicht mehr ändern, so dass sich mit dieser Approximation die Genauigkeit beliebig steigern lässt.[116] Bessel untersuchte die Güte der Approximation durch die Summenbildung unter Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate und gelangte zu einem Kriterium, das heute in der Funktionalanalysis als Besselsche Ungleichung bezeichnet wird.

Aus seinen Reduktionsberechnungen resultiert die in der numerischen Mathematik angewendete Besselsche Interpolationsformel.[117]

Zu Beginn seiner Zeit in Königsberg, als ihm wegen der noch unfertigen Sternwarte die Beobachtungsmöglichkeiten fehlten, erarbeite Bessel zwei Studien zur reinen Mathematik. Die erste betraf den Integrallogarithmus, der eine Schätzfunktion für die Anzahl der Primzahlen darstellt. Bessel lieferte durch geeignete Reihenentwicklungen einen Fortschritt in der numerischen Berechnung der Funktionswerte.[118] In der zweiten Arbeit beschäftigte sich Bessel mit einer Theorie des Mathematikers Christian Kramp über die Fakultäten, die er verbesserte und erweiterte. Über beide Probleme tauschte sich Bessel mit Carl Friedrich Gauß brieflich aus, der sich ebenfalls damit beschäftigte und die Arbeiten teilweise verallgemeinernd weiterführte.[119]

Bessel befasste sich mehrfach mit Problemen der Elementargeometrie. Unter anderem lieferte er einen Beweis für den Satz von Pascal[120] sowie eine Lösung der Pothenotschen Aufgabe (Rückwärtsschnitt).[121][118]

Schon in seinem ersten Königsberger Jahrzehnt befasste sich Bessel mit grundsätzlichen Fragen der mathematischen Auswertung geodätischer Daten. Damit legte er eine Grundlage für die Auswertungstätigkeit bei der von ihm ab 1830 geleiteten Ostpreußischen Gradmessung und bei der Bestimmung des mittleren Erdellipsoids.[122]

Geodäsie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die ostpreußische Gradmessung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bis zum 19. Jahrhundert war es üblich, dass Astronomen großräumige Landesvermessungen ausführten – wegen der teilweise ähnlichen Messverfahren, der umfangreichen mathematischen Auswertungen und der Einarbeitung astronomischer Daten. Auf eigene Initiative unternahm Bessel im Jahre 1817, assistiert von Gotthilf Hagen, eine kleinere Vermessung in der Region Königsberg, um die Genauigkeit der früheren Schroetterschen Landesaufnahme einer Prüfung zu unterziehen, womit er die Unvollkommenheit der angewandten Methoden aufdeckte.[123]

1830 ließ sich Bessel die Leitung der Vermessung Ostpreußens übertragen,[124] deren eigentliches Ziel darin bestand, die Müfflingsche Triangulation der westlichen Landesteile Preußens mit jenem Netz zu verbinden, das General Tenner in den baltischen Provinzen des Russischen Reiches gemessen hatte. Beim klassischen Verfahren der Triangulation müssen die Lagebeziehungen weit entfernter Punkte zueinander durch Winkelmessung mittels Theodolit bestimmt werden. Zur praktischen Durchführung konnte Bessel auf die Unterstützung der preußischen Armee zurückgreifen, die für Vermessung und Kartografie zuständig war. Als überaus erfolgreich gestaltete sich die Zusammenarbeit mit dem damaligen Hauptmann Johann Jacob Baeyer.[125] Die Messungen wurden in den Jahren 1832 bis 1835 vorgenommen, der Arbeitsbericht erschien 1838.[126]

Die Dreieckspunkte I. Ordnung der Trigonometrischen Abtheilung der Königlich Preußischen Landesaufnahme

Schwieriger als die Winkelmessung gestaltete sich vor der Erfindung der heutigen optoelektronischen Geräte die Streckenmessung. Die Länge mindestens einer Dreiecksseite musste bekannt sein, war aber über Dutzende Kilometer nicht genau messbar. Als Lösung wurde ein Basisvergrößerungsnetz angelegt, mit dem – ausgehend von einer kurzen, sehr genau vermessenen „Basis“ – die Länge einer Hauptdreiecksseite bestimmt wurde. Zur Streckenmessung ließ Bessel nach eigenen Vorstellungen einen Basisapparat anfertigen und bestimmte damit vom 11. bis 16. August 1834 nordwestlich von Königsberg zwischen den Orten Mednicken und Trenk mit äußerster Genauigkeit eine Grundlinie, deren Länge 1822,330 m betrug. Im Gegensatz zu anderen Gradmessungen, bei denen zwecks hoher Genauigkeit wesentlich längere Grundlinien gemessen wurden, wählte Bessel eine vergleichsweise kurze Strecke, die er aber dreimal messen ließ. Sein Basisapparat wurde in den nächsten Jahrzehnten zum Standardgerät der Längenmessung in der Geodäsie; in der Preußischen Landesaufnahme blieb er bis 1914 in Gebrauch.[127][128][129]

Dieses Projekt bildete als Verbindungstriangulation das letzte Glied einer durchgehenden Vermessungskette von Spanien bis zum nördlichen Eismeer. Bessel gestaltete die Arbeit von vornherein als eigenständige Gradmessung, bei der die Koordinaten einiger Messpunkte durch astronomische Messungen unabhängig voneinander mit größtmöglicher Genauigkeit bestimmt wurden. Es waren die Endpunkte der Kette in Trunz bei Elbing und Memel sowie die Königsberger Sternwarte. Bessel entwickelte dafür ein Verfahren zur Ausgleichung unvollständiger Richtungssätze, wodurch die Notwendigkeit entfiel, von einem Triangulationspunkt alle Zielpunkte zügig zu beobachten; die langen Wartezeiten auf atmosphärisch günstige Beobachtungslagen wurden dadurch erheblich verringert.[127] Als Ergebnis konnte Bessel die Abstandslänge eines Breitengrads in der Lage Ostpreußens berechnen.

Die Genauigkeit der besselschen Arbeit machte die Ostpreußische Gradmessung zum Vorbild und Ausgangspunkt einer Serie weiterer Triangulationen in Preußen und anderen deutschen Staaten. Seine Auswertungspraxis der Triangulationen blieb bis in die 1870er Jahre maßgebend, als sie durch die einfachere Methode von Oskar Schreiber ersetzt wurde.[130] Das Projekt einer Mitteleuropäischen Gradmessung wurde später von Johann Jacob Baeyer verwirklicht.[131]

Die Erdfigur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Quasi als Nebenprodukt des Projekts gelang es Bessel 1837, die Dimensionen der Erdfigur zu bestimmen. Aus den Resultaten der ostpreußischen und neun weiterer, weltweit verteilter Gradmessungen konnte er die Maße eines mittleren Rotationsellipsoids ableiten, das allen Messungen bestmöglich nahe kommt.[132][133] Ein in der französischen Gradmessung (1792–1798) im Jahr 1841 entdeckter Fehler nötigte Bessel, diese neu zu berechnen, um damit seine Werte zu korrigieren. Er ermittelte die Länge des Erdmeridianquadranten, des Abstands des Pols vom Äquator, zu 10.000,565 km, den Äquatorradius zu 6377,397 km und die Abplattung zu 1/299,15.[134][131] Das Bessel-Ellipsoid diente bis in die zweite Hälfte des 20. Jahrhunderts als Referenzellipsoid für die Landesvermessung und die topografischen Karten in Deutschland, Österreich, Ungarn und zahlreichen anderen Staaten. In Deutschland wurde es als Bezugsfläche des Deutschen Hauptdreiecksnetzes (DHDN 1990) verwendet. Genauere Werte konnten erst durch die moderne Satellitengeodäsie gewonnen werden.

Es war Bessel bewusst, dass die beste Anpassung der geodätischen Messergebnisse für die Erde weder die Form der Kugel noch die des Rotationsellipsoids ist. Als „geometrische Oberfläche“ der Erde bezeichnet er im Gegensatz zur physischen Oberfläche diejenige Fläche, auf der die Schwerkraft in allen Teilen senkrecht steht; sie ist für Bessel in der völlig ruhigen Oberfläche des Meeres realisiert. Damit nahm er begrifflich das Geoid als Niveaufläche und idealisierten Erdfigur vorweg.[135][136][An 15]

Physik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Friedrich Wilhelm Bessel beschäftigte sich zwei Jahrzehnte lang mit physikalischen Untersuchungen, die in enger Beziehung zu seinen Hauptaktivitäten in der Astronomie und Geodäsie standen. Die zentrale Bedeutung der Gravitation für die Astronomie veranlasste ihn, den Gültigkeitsbereich des Gravitationsgesetzes experimentell nachzuprüfen. Wie andere Physiker vor ihm griff er dabei zu dem Mittel des Pendels. Das als Standardgerät geltende Reversionspendel von Henry Kater hielt Bessel auf Grund seiner Bauweise für nicht hinreichend genau[137], so dass er einen eigenen Pendelapparat nach dem Prinzip des Fadenpendels entwarf, das er von dem Hamburger Mechaniker Johann Georg Repsold bauen ließ.[138] Neuartig an diesen Untersuchungen war weiterhin die Art, wie der Einfluss der Luft auf die Messungen berücksichtigt wurde. Vor Bessel hatte man nur den hydrostatischen Effekt des Luftwiderstandes betrachtet, der die Amplitude der Schwingung herabsetzt. Bessel behandelte erstmals das hydrodynamische Phänomen, dass durch die mitschwingende Luft das Trägheitsmoment des Pendels vergrößert und damit die Zeit der Schwingung beeinflusst wird.[139][140]

Da sein Pendelapparat mit dem Fadenpendel nur schwer transportierbar war, entwarf Bessel für den mobilen Einsatz ein Reversionspendel, welche sich „durch Neuheit und Originalität“ auszeichnete.[141][142] Geräte dieses Typs wurden später von der Firma Repsold & Söhne produziert.

Pendelmessungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die erste große physikalische Untersuchung betraf die Bestimmung der Pendellänge. Nach der Pendelgleichung hängt die Schwingungsdauer eines Pendels nur von seiner Länge und dem örtlichen Wert der Schwerkraft ab. Dementsprechend versuchte Bessel in den Jahren 1825 bis 1827 zunächst, die genaue Länge eines Pendels mit der Halbschwingungsdauer von einer Sekunde unter Berücksichtigung aller unvermeidlich verbliebenen apparatetechnischen Fehlerquellen zu ermitteln.[143] Für den Ort der Königsberger Sternwarte erhielt er als Länge des Sekundenpendels den Wert von 440,8147 Pariser Linien (= 994,390 mm), auf den Meeresspiegel reduziert von 440,8179 Linien (= 994,397 mm).

Mit seinem zweiten Forschungsprojekt, das Bessel mit dem Pendelapparat in Angriff nahm, knüpfte er an Versuchsreihen von Isaac Newton an. Die Forschungen zum Uranusproblem führten ihn auf die Idee, die Gültigkeit des Gravitationsgesetzes mit großer Genauigkeit experimentell zu überprüfen, insbesondere ob die Art des Materials der sich anziehenden Körper einen Einfluss ausübt. Bessel verglich die Schwingungsdauer des Pendels, nachdem er Proben aus unterschiedlichen Materialien an diesem angebracht hatte. Um zu prüfen, ob sich kosmische Materie gravitativ genau so wie irdische verhält, verwendete er dafür zusätzlich Meteoritenmaterial. Als Resultat zeigte sich die Unabhängigkeit der Schwingungsdauer des Pendels von der Art des Materials. Damit bestätigte Bessel mit einer um mehrere Zehnerpotenzen größeren Genauigkeit die Materialunabhängigkeit der Gravitation.[143] Spätere Untersuchungen konnten keine Abweichungen hiervon belegen. Somit konnte das Äquivalenzprinzip der Gleichwertigkeit von träger und schwerer Masse als experimentell bewiesen gelten.[144]

Das preußische Längenmaß[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Friedrich Wilhelm Bessel (Porträt von Christian Albrecht Jensen 1839)

Eine praktische Anwendung der Pendelmessungen ergab sich durch das Bedürfnis, das Längenmaß gesetzlich festzulegen. Der Preußische Fuß wurde 1816 definitorisch an das französische Längenmaß gekoppelt (1 Fuß = 139,13 Pariser Linien).[145][146] Der Preußischen Akademie der Wissenschaften oblagen die Anfertigung eines praktisch unveränderlichen Urmaßes und die Herstellung von Kopien desselben. Außerdem sollte sichergestellt werden, dass dies Urmaß jederzeit reproduziert werden konnte.

Das Projekt wurde zunächst dem Physiker Johann Georg Tralles übertragen, dessen Tod die Erledigung verhinderte. Schließlich übernahm Bessel die Weiterführung, der die Anwendung seines eigenen Pendelapparates durchsetzte. Damit ermittelte er 1835 an der Berliner Sternwarte die Länge des Sekundenpendels für Berlin (440,739 Linien) und koppelte damit die Länge des Urmaßes direkt an die Länge des Pendels. Für Bessel war es von großer Bedeutung, dass er für die gesetzliche Maßeinheit die Möglichkeit der jederzeitigen Reproduktion eröffnet hatte. Er ließ das Urmaß nach eigenen Plänen technisch anfertigen; dieses galt als die beste damalige Maßverkörperung.[147] Der Besselsche Maßstab erhielt am 10. März 1839 in Preußen Gesetzeskraft.[148] Durch die Zusammenarbeit mit Heinrich Christian Schumacher wurde es auch in Dänemark als Grundmaß eingeführt. Bessel stand in einem intensiven wissenschaftlichen Austausch mit seinem Schüler Carl August von Steinheil, der als Mitarbeiter der Bayerischen Akademie der Wissenschaften ab 1836 mit der Regulierung des bayerischen Maßwesens beauftragt war.[149]

Dem metrischen Längenmaß stand Bessel völlig ablehnend gegenüber. Er kritisierte daran, dass man zwar ein Naturmaß, die Länge des Erdquadranten, als Bezugsgröße definiert hatte, dessen Größe aber nur durch Teilmessungen bestimmt und im Übrigen durch Berechnung erlangt hatte. Weiterhin habe man wegen der fehlerbehafteten Messungen per Dekret eine konkrete Länge als Normal definiert und sei damit vom selbst gesteckten Ziel, das Meter an ein Naturmaß zu binden, abgewichen.[150][151] Da die verwirrende Vielfalt verschiedener Maßsysteme in den europäischen Ländern und deutschen Territorien Handel, Verkehr und technische Entwicklung immer stärker behinderte, wurden zahlreiche Initiativen zur Vereinheitlichung ergriffen. Innerhalb Deutschlands wurde die preußische Position, die auf Einführung des preußischen Fußes als allgemeines Längenmaß gerichtet war, von Gotthilf Hagen 1849 vor der Nationalversammlung und in späteren Kommissionen vorgetragen, wobei er seine gegen das Meter gerichtete Argumentation weitestgehend auf die Besselschen Ansichten stützte. Gegen die praktischen Vorteile des Meters, die von den anderen deutschen Staaten betont wurden, konnte sich das preußische Maß trotz seiner besseren wissenschaftlichen Definition aber nicht durchsetzen, so dass 1868 im Norddeutschen Bund das Meter als gesetzliche Einheit eingeführt wurde.[152][153]

Sonstige Leistungen in der Physik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Verbiegung (stark überhöht) eines gleichmäßig belasteten Balkens für verschiedene Paare von Auflagepunkten; blau: Lagerung in den Bessel-Punkten

Im Rahmen der Arbeit zur Regulierung des Maßwesens löste Bessel rechnerisch das Problem, die optimalen Auflagepunkte einer zweifach gelagerten Messstange zu bestimmen, bei der die Veränderungen der Stange durch die Schwerkraft möglichst gering werden (Bessel-Punkt). Er fand für eine Stange der Länge 1 die geringste Durchbiegung mit Auflagepunkten bei 0,22031, die geringste Längenänderung auf der Oberfläche mit Auflagepunkten bei 0,2113 der Gesamtlänge.[154][155]

Als Nutzer optischer Instrumente interessierte sich Bessel für deren Aufbau. Bei der Untersuchung seines Heliometers entwickelte er das Bessel-Verfahren zur Bestimmung der Brennweite von Linsen und Linsensystemen, das ohne die Kenntnis der Lage der optischen Hauptebenen auskommt.[156]

Mit Hilfe der an verschiedenen Orten gemessenen Luftdruckunterschiede lassen sich die Höhenunterschiede zwischen ihnen mittels einer barometrischen Höhenformel berechnen. Bessel stellte sich in die mit Edmond Halley beginnende Reihe der Forscher, die diesen Effekt formelmäßig zu erfassen suchten.[157] Er beschäftigte sich mit Grundsatzfragen der barometrischen Höhenmessung und gab dazu eine praxisgerechte Rechenformel, die erstmals den unterschiedlichen Wasserdampfgehalt der Luft berücksichtigte. Des Weiteren skizzierte er eine Methode, wie man durch Aufbau eines barometrischen Basismessnetzes den Höhenmessungen durch mobile Barometer eine größere Zuverlässigkeit geben könnte.[158][159]

Da die atmosphärische Refraktion, die die Positionen der scheinbaren Sternörter verändert, durch die Temperatur beeinflusst wird, lag es für Bessel nahe, sich mit der Genauigkeit von Thermometern zu beschäftigen und eine eigene Methode zur Kalibrierung von Quecksilberthermometern zu entwickeln.[160]

Über das Phänomen der Irrlichter, dessen Existenz lange Zeit bestritten wurde und das kausal noch nicht abschließend geklärt ist, gab Bessel 1838 eine eindrückliche Schilderung einer Beobachtung, die er 1807 im Teufelsmoor gemacht hatte.[161]

Obwohl er selbst nicht auf dem Gebiet des Erdmagnetismus forschte, wie die ihm nahestehenden Forscher Gauß, Humboldt und Erman, erarbeitete Bessel im Jahre 1842 einen gemeinverständlichen Bericht über den Forschungsstand dieses sich zu der Zeit entwickelnden geophysikalischen Fachgebiets.[162]

Lehrtätigkeit[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Friedrich Wilhelm Bessel (Zeichnung von Heinrich Joachim Herterich, 1825)

Friedrich Wilhelm Bessel nahm schon kurz nach seiner Ankunft in Königsberg, noch während des Sommersemesters 1810, seine Vorlesungen auf, ohne vorher jemals eine Lehrtätigkeit ausgeübt zu haben. Er schrieb dazu: „Mein Collegium, welches ich publice vor vielen Zuhörern lese, macht mir wenig oder gar keine Mühe, denn ich lese ganz frei und notiere mir nur kurz die Punkte, über die ich in der Stunde etwas zu sagen denke; …“[163]

Über die Wirkung seiner Vorlesungen stellte Bessels ehemaliger Schüler Carl Theodor Anger fest: „Sein klarer lebendiger Vortrag gewinnt ihm bald eine grosse Anzahl von Zuhörern […]“ und „[…] dass der Unterricht […] durch häufige, mündlich und schriftlich zu beantwortende Fragen und Aufgaben, eine Lebendigkeit erhielt, die ihm in den Augen der Zuhörer einen seltenen Reiz zu verleihen geeignet war.“[164] Bei seinen Zuhörern setzte Bessel erhebliche mathematische Kenntnisse voraus, die in der Realität oft nicht vorhanden waren. Nach Ansicht von Hans Victor von Unruh, der 1824 Bessels Vorlesungen hörte, „fehlte [ihm] der Maßstab für leicht und schwer“ in seinem akademischen Vortrag.[165]

Bis zur Berufung von Carl Gustav Jacob Jacobi im Jahre 1826 trug Bessel den Hauptteil der mathematischen Ausbildung an der Universität, weil der dortige Lehrstuhlinhaber für Mathematik und Naturgeschichte Ernst Friedrich Wrede sich hauptsächlich physikalischen und geologischen Fragen widmete.[166] Zur Förderung der Ausbildung wurde von Jacobi und Franz Ernst Neumann an der Albertina 1834 das „Mathematische-Physikalische Seminar“ gegründet, an dem nach dem Vorbild von Bessels astronomischem Ausbildungskonzept Studenten in die Fachpraxis eingeführt wurden. Das Zusammenwirken von Bessel, Jacobi und Neumann in der mathematisch-physikalischen Ausbildung wird als die „Königsberger Schule“ bezeichnet.[167][168]

Als Astronom war Bessel von 1823 bis 1839 ehrenamtliches Mitglied der „Königlichen Prüfungs-Kommission der Seeschiffbauer und Seeschiffsführer“ und nahm in dieser Funktion den astronavigatorischen Teil der Schiffsführerprüfung ab.[169]

Im Zuge der von Wilhelm von Humboldt initiierten Reform des höheren Schulwesens in Preußen wurden ab 1810 an allen preußischen Universitäten „Wissenschaftliche Deputationen“[170] (ab 1816: „Wissenschaftliche Prüfungskommissionen“) gegründet, deren Aufgabe darin bestand, die höheren Schulen zu reorganisieren, die Unterrichts- und Erziehungsmethoden zu begutachten, Lehrpläne zu entwerfen, Lehrbücher und wissenschaftliche Schriften zu beurteilen und angehende Gymnasiallehrer zu prüfen („Examen pro facultate docendi“). Friedrich Wilhelm Bessel wurde 1810 außerordentliches, von 1811 bis 1834[171] ordentliches Mitglied der Wissenschaftlichen Deputation bzw. Prüfungskommission in Königsberg; als Nachfolger von Johann Friedrich Herbart war er 1820/1821[172] deren Direktor. Bereits 1811 unterbreitete Bessel dort einen Vorschlag über die Anordnung des mathematischen Unterrichts.[173]

Von Bessel sind nur wenige Äußerungen zu gesellschaftlichen Themen überliefert. Er galt als unbedingter Anhänger der preußischen Regierung und des Königshauses; Zeitgenossen, unter anderem Alexander von Humboldt, bezeichneten seine Einstellung als „superroyalistisch“.[174] Die wenigen kritischen Stellungnahmen betreffen neben einer Bemerkung über den unzureichenden Stand der Judenemanzipation[175] vor allem das Bildungswesen.[176] Seine Ansicht über die zeitgenössische pädagogische Diskussion fasste er in den Worten zusammen: „Viele von denen, welche so eifrig über pädagogische Sachen streiten, mögen wohl wie Blinde von der Farbe reden, ohne Kinder aufmerksam und anhaltend beobachtet zu haben.“[177]

In einem ausführlichen Brief an den mit ihm befreundeten Theodor von Schön, damals Oberpräsident der Provinz Preußen, formulierte Bessel 1828 seine Kritik an der Konzeption des Gymnasiums neuhumanistischer Prägung, einem Kernstück der preußischen Bildungsreform. Darin vertrat er die Ansicht, es sei nicht erwiesen und zu bezweifeln, dass „Bildung des Geistes“ nur durch Beschäftigung mit alten Sprachen zu erhalten sei. Vielmehr könne sie „durch jedes ernstlich wissenschaftliche Studium erlangt werden“. Er deckte innere Widersprüche des neuhumanistischen Konzepts auf und forderte die Einrichtung einer Schulform, in der Mathematik und Naturwissenschaften die „Hauptsache“ darstellen. Diese Schule solle gleichberechtigt neben den Gymnasien stehen und ebenfalls zur Universitätsreife führen.[178] Theodor von Schön ließ einen Plan für eine derartige Schulform ausarbeiten, der aber gegen die Widerstände, die Bessel vorhersah, zunächst nicht durchsetzbar war. Erst 1859 wurde mit der Realschule 1. Ordnung – später Realgymnasium genannt – in Preußen eine Schulform im Sinne der Besselschen Gedanken eingerichtet.[179]

Bessel äußerte sich zudem kritisch über die Effizienz der akademischen Ausbildung. Einem großen Teil der Studenten warf er mangelnden Fleiß vor sowie eine Studiengestaltung, die nicht die Aneignung der Wissenschaften, sondern nur das Abschlussexamen im Auge habe, welches ihnen den Zugang zu einer sicheren Position im Staatsdienst eröffnete. Das Universitätswesen nannte er „den allerwundesten Theil von Deutschland“.[180] Der Universitätsrektor Rosenkranz bescheinigte Bessel in seiner Gedenkrede: „Er befand sich auf einem ganz modern realistischen Standpunkt; das, was unsere Universitäten noch Mittelaltriges an sich haben, erregte seine stete Polemik.“[181]

Bessel setzte sich für die Popularisierung wissenschaftlicher Erkenntnisse ein. In der Königsberger „Physikalisch-Ökonomischen Gesellschaft“ hielt er zwischen 1832 und 1840 populärwissenschaftliche Vorträge über astronomische und geophysikalische Themen. In seinen letzten Lebensjahren plante er eine „populäre Astronomie“ als Druckwerk zu verfassen. Darüber korrespondierte er mit Alexander von Humboldt, der ihn dazu nachdrücklich ermutigte, wie auch Bessel im Gegenzug Humboldt bei seiner Arbeit am Kosmos durch Informationsübermittlung und Korrekturlesen tatkräftig unterstützte. Krankheitsbedingt konnte Bessel seinen Plan nicht mehr ausführen.[182][183]

Arbeitsweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bessel beschrieb die Aufgaben der Astronomie mit den Worten: „Was die Astronomie leisten muss, ist zu allen Zeiten gleich klar gewesen: sie muss Vorschriften ertheilen, nach welchen die Bewegungen der Himmelskörper […] berechnet werden können. Alles was man sonst noch von den Himmelskörpern erfahren kann, z.B. ihr Aussehen und die Beschaffenheit ihrer Oberflächen, ist zwar der Aufmerksamkeit nicht unwerth, allein das eigentlich astronomische Interesse berührt es nicht.“[184] Damit distanzierte er sich klar von der Forschungsrichtung, die er an Schroeters Lilienthaler Sternwarte kennen gelernt hatte, wo die Planetenoberflächen mit leistungsfähigen Spiegelteleskopen erforscht wurden. Vergleichbare Instrumente schaffte er in Königsberg nicht an. Bessel betonte seine „mangelnde Neigung, Material zu sammeln ohne seine Benutzung zu beabsichtigen …“; ihn interessierten vor allem die „Resultate, welche dadurch erlangt werden können.“[185]

Bessels Erfolge in der Positionsastronomie wurden möglich durch seine Methode, aus der kritischen Analyse der Beobachtungsdaten die unvermeidlichen Fehler, mit denen die Daten behaftet sind, zu erkennen, in Rechnung zu stellen oder teilweise zu eliminieren. Da Instrumente für ihn nicht nur Mittel zur Beobachtung waren, sondern auch selbst Gegenstand der Untersuchungen, erarbeitete er eine Theorie der Instrumentenfehler. So ermittelte er zum einen herstellungsbedingte Fehler etwa bei der Kreisteilung an den Meridiankreisen, zum anderen solche Fehler, die durch die Messumgebung bedingt waren, wie Änderungen der Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Weiterhin achtete er auf Fehler, die durch langdauernden Gebrauch der Instrumente entstehen, wie etwa schwerkraftbedingte Durchbiegungen oder den Verschleiß mechanischer Komponenten. Besondere Aufmerksamkeit schenkte Bessel der Genauigkeit der von ihm verwendeten Uhren.[186]

Bessels generelle Ansicht über Instrumente: „Jedes Instrument wird […] zweimal gemacht, einmal in der Werkstatt des Künstlers von Messing und Stahl; zum zweitenmale aber von dem Astronomen auf seinem Papiere, durch die Register der nöthigen Verbesserungen, welche er durch seine Untersuchung erlangt.“[187]

Die Astronomie betrachtete Bessel immer als sein Hauptarbeitsgebiet. Seine Beschäftigung mit mathematischen und physikalischen Themen waren meist astronomisch motiviert.[188]

Friedrich Wilhelm Bessel 1843 (Daguerrotypie von Ludwig Moser)

Bessel legte großen Wert auf die rasche Veröffentlichung seiner Ergebnisse. Für die damalige Zeit außergewöhnlich schnell machte er die Resultate der Parallaxenbestimmung von 61 Cygni bekannt, die er am 2. Oktober 1838 beendet hatte.[189] Als Erster erfuhr Wilhelm Olbers, als „Geschenk“ zu seinem 80. Geburtstage, durch einen Brief vom 9. Oktober von der erstmaligen zuverlässigen Entfernungsmessung eines Fixsterns.[190] Am folgenden Tag schickte Bessel die Abhandlung an die Berliner Akademie der Wissenschaften, wo sie nach einiger Verzögerung am 23. November verlesen wurde. Am 23. Oktober schrieb er einen Brief in englischer Sprache an John Herschel, der am 9. November in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society als schriftliche Erstpublikation der Resultate erschien.[191] Bessel hatte jedoch schon selbst am 2. November 1838 seine Ergebnisse in einem populärwissenschaftlichen Vortrag vor der Physikalisch-ökonomischen Gesellschaft in Königsberg erstmals öffentlich bekannt gemacht.[192] Die erste Präsentation vor einem wissenschaftlichen Publikum erfolgte am 5. November vor der Akademie der Wissenschaften in Paris durch Alexander von Humboldt, der dort eine Abhandlung verlas, die ihm Bessel in französischer Sprache geschickt hatte.[193] Die ausführliche Publikation in den Astronomischen Nachrichten erschien schließlich am 13. Dezember 1838.[86]

In den Jahren 1811 und 1812 gab Bessel gemeinsam mit anderen Königsberger Professoren das kurzlebige Königsberger Archiv für Naturwissenschaft und Mathematik heraus, in dem er selbst mehrere Beiträge, unter anderem erstmals zu seinem Bradley-Katalog, veröffentlichte. Seine Messdaten veröffentlichte er in 21 Bänden der Astronomische(n) Beobachtungen auf der Königlichen Universitäts-Sternwarte zu Königsberg. Der größte Teil seiner Aufsätze erschien in den Astronomische(n) Nachrichten, die sein Freund Heinrich Christian Schumacher ab 1821 herausgab.

Das Werkverzeichnis in den von Rudolf Engelmann herausgegebenen gesammelten Abhandlungen weist circa 400 Nummern auf, ausschließlich von Bessel als Einzelautor verfasst. Lediglich auf dem Werk über die ostpreußische Gradmessung, dessen Text ebenfalls komplett von Bessel geschrieben wurde, wird J. J. Baeyer als sein Mitarbeiter genannt.[194]

Bessel setzte sich intensiv mit den wissenschaftlichen Werken anderer Forscher auseinander und schrieb seit 1807 insgesamt 43 Rezensionen, zumeist in der Jenaischen Allgemeinen Literatur-Zeitung, von denen 39 posthum 1878 als Sammlung veröffentlicht wurden.[195][196] Als unverzichtbares Arbeitsinstrument baute er die Bibliothek an der Sternwarte auf.[197]

Bessels wissenschaftlicher Nachlass[198] befindet sich überwiegend im Archiv der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften.[199]

Bezugspersonen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Frühe Förderer[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wilhelm Olbers

Eine erste Förderung erhielt Bessel durch seinen Mindener Lehrer Johann Conrad Thilo, der sich selbst mit astronomischen Fragen beschäftigte.[200] Thilo hatte Bessels mathematische und naturwissenschaftliche Begabung früh erkannt und sich dafür eingesetzt, dass er das zeittypisch vom Lateinunterricht dominierte Gymnasium verlassen durfte, um eine kaufmännische Lehre zu beginnen. Von 1802 bis 1806, in den Jahren, als Bessel sich ernsthaft der Astronomie zuwandte, tauschten sich beide im Briefwechsel über wissenschaftliche Fragen aus.[201][202]

Wilhelm Olbers war der erste Astronom, mit dem Bessel bei der Übergabe seiner Arbeit zum Halleyschen Kometen 1804 in persönlichen Kontakt trat. Olbers erkannte die außerordentliche Begabung und förderte Bessel, indem er die Publikation dieser Arbeit veranlasste und ihn im weiteren auf lohnende wissenschaftliche Gegenstände aufmerksam machte, die es zu bearbeiten galt. Bessel hegte zeitlebens die größte Bewunderung für Olbers und verfasste nach dessen Tod eine ausführliche Würdigung.[203] Der umfangreiche Briefwechsel, 1852 fast vollständig von Bessels Schwiegersohn Erman herausgegeben, war der erste geschlossen publizierte Briefwechsel zweier Astronomen.[204]

Franz Xaver von Zach ließ Bessels Erstlingsarbeit sofort in der von ihm herausgegebenen Monatlichen Correspondenz abdrucken mit der persönlichen Bemerkung, Bessel arbeite „mit einer Sachkenntnis und mit einer Fähigkeit, die manchen besoldeten und berufenen Astronomen ehren würde …“[205] Bessel veröffentlichte fast alle seine Aufsätze in dieser Zeitschrift bis zum Jahre 1813, als sie ihr Erscheinen einstellte.

An der Lilienthaler Sternwarte, die für ihre Zeit als hervorragend ausgestattet galt, konnte Bessel sich unter der Anleitung von Johann Hieronymus Schroeter die Übung im Umgang mit astronomischen Geräten aneignen.[206] Bessels praktische Beobachtungen ordneten sich in Schroeters Forschungsprogramm zur Kometen- und Planetenastronomie ein. Dieser ließ ihm aber weitgehend freie Hand zu eigenen Forschungen, insbesondere der Bearbeitung des Sternkatalogs von Bradley.

Carl Friedrich Gauß[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wilhelm Olbers vermittelte Ende 1804 die Bekanntschaft mit Carl Friedrich Gauß, die durch einen umfangreichen, vierzigjährigen Briefwechsel dokumentiert wird, in dem sich beide Wissenschaftler über ihre Forschungsprogramme und Arbeitsergebnisse austauschten.[207] Einige Male begegneten sie sich auch persönlich. Gauß verschaffte Bessel auf dessen Bitte hin im Jahre 1811 die Ehrendoktorwürde der Göttinger Universität. Obwohl sich Bessel 1824 sehr für eine Berufung Gauß’ an die Akademie der Wissenschaften in Berlin einsetzte, entschied sich dieser für den Verbleib in Göttingen.

Später kühlte sich das freundschaftliche Verhältnis deutlich ab. Bessel hatte in einigen Briefen die Ansicht geäußert, dass Gauß der Vermessungsarbeit zu viel Zeit widmete, und an Gauß’ zurückhaltender Publikationstätigkeit Kritik geübt, wodurch sich Gauß bevormundet und im Ton verletzt fühlte.[208]

Johann Franz Encke[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Mit Johann Franz Encke arbeitete Bessel seit 1817 eng zusammen, als Encke die Endredaktion der Fundamenta astronomiae übernahm.[209] Für die Nachfolge von Johann Elert Bode als Direktor der Sternwarte der Berliner Akademie der Wissenschaften schlug Bessel im Jahre 1825 Encke vor, nachdem er selbst den an ihn ergangenen Ruf abgelehnt hatte.

Das Projekt der Akademischen Sternkarten, von Bessel angeregt, wurde am Sitz der Akademie seit 1825 von Encke geleitet. 1835 führte Bessel an der neuen Sternwarte in Berlin in mehrwöchiger Arbeit die Versuche zur Regulierung des preußischen Maßwesens durch. Das kollegiale Verhältnis beider Wissenschaftler zueinander kühlte sich im Laufe der Zeit deutlich ab. Ein Streit über die korrekte Aufstellung eines Messinstruments, der öffentlich in den Publikationsorganen ausgetragen wurde,[210] sowie eine Meinungsverschiedenheit über die von Encke vertretene These über den Einfluss eines „widerstehenden Mediums“ auf den Lauf der Kometen führten schließlich zum Bruch der Beziehung.[211] Intensive Bemühungen Alexander von Humboldts zur Schlichtung konnten keine Annäherung herbeiführen.[212]

Nach Bessels Tod wurde Encke zu einem Vorschlag betreffend die Nachfolgeregelung konsultiert. In einem Brief an den Kultusminister Eichhorn übte Encke Kritik an Bessels Nachwuchsförderung und vertrat die Ansicht, Bessel hätte seine Schüler „genötigt ihre Individualität […] aufzugeben.“[213] Am 1. Juli 1846 hielt Encke als Sekretär der Berliner Akademie die Gedenkrede auf den Verstorbenen.[214]

Alexander von Humboldt[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die persönliche Beziehung zu Alexander von Humboldt lässt sich durch einen von 1826 bis 1846 andauernden Briefwechsel nachweisen.[215] Im Gegensatz zu seiner Gewohnheit, die an ihn gerichteten Schreiben zu vernichten, bewahrte Humboldt die meisten Briefe von Bessel auf, da dieser einer seiner Hauptlieferanten für Informationen aus dem Gebiet der Astronomie war, die er zur Abfassung seines Kosmos benötigte.[216] Zu den Korrekturbögen des Kosmos machte Bessel zahlreiche Verbesserungsvorschläge.[217] Humboldt gebrauchte seinen Einfluss am preußischen Hof mehrfach zur Unterstützung Bessels. So schaltete er sich in die schwierigen Verhandlungen zur Finanzierung des Heliometerturmanbaus an der Sternwarte ein.[218] Mehrere Male trafen sie sich persönlich. Humboldt vermittelte Bessels letzten Wunsch, ein Porträt seines Landesherrn zu erhalten.

Weniger erfolgreich geriet Bessels Versuch, seinen Schwiegersohn, den Physiker Georg Adolf Erman, mit Hilfe Humboldts zum Mitglied der Berliner Akademie wählen zu lassen. Trotz intensiver Bemühungen Humboldts schlug der Plan fehl. Humboldt kommentierte diese Angelegenheit mit den Worten: „Die grossen Männer sollten keine Verwandten haben, wo möglich geschichtslos sein.“[219]

Friedrich Wilhelm IV.[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Friedrich Wilhelm IV. in seinem Arbeitszimmer (Gemälde von Franz Krüger 1846)

In seiner politischen Einstellung war Bessel streng konservativ und stand absolut loyal zu seinen Monarchen. Mit Friedrich Wilhelm IV., den er schon als Thronfolger kennengelernt hatte, entwickelte sich ein freundschaftliches Verhältnis; mehrmals begegneten sie sich persönlich.

Während seiner Krankheit äußerte Bessel im November 1845 gegenüber Humboldt den Wunsch, ein Porträt seines Landesherrn zu erhalten.[220] Humboldt reichte die Bitte weiter und Friedrich Wilhelm IV. ließ sich daraufhin von Franz Krüger porträtieren. Zwei Wochen vor seinem Tode konnte Bessel das Bild als Original zusammen mit einem ausführlichen, eigenhändig geschriebenen Begleitschreiben als Geschenk des Königs in Empfang nehmen. Dieses Bild vermachte Bessel testamentarisch seiner Geburtsstadt Minden, wo es heute zum Bestand des Mindener Museums gehört.[221]

Die Kompositionsidee für dieses Bild stammt von Bessel selbst: „Ein König kann nur in ganzer Figur dargestellt werden, nicht im Brustbilde; der König von Preussen nur in täglicher Kleidertracht, nicht im Festgewande, denn diese Darstellungsart erinnert an die Feierlichkeit, weniger an den König, …“[220] In dieser privaten, ungezwungenen Pose wurde der Monarch im einfachen, aufgeknöpften Uniformrock in seinem Arbeitszimmer in der Erasmuskapelle des Berliner Schlosses dargestellt. In der Kunstgeschichte findet dieses Herrscherbild Beachtung als Spiegelbild der monarchischen Herrschaftsidee Friedrich Wilhelms IV. am Beginn des bürgerlichen Zeitalters. Frank-Lothar Kroll sieht das Porträt als beispielhaft für die Vermittlung der zeittypischen Idealvorstellung eines Herrschers, in der sich bürgerliches Emanzipationsbestreben mit monarchischem Souveränitätsanspruch verbindet.[222][223]

Akademische Schüler[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Friedrich Wilhelm Bessel zog einige begabte Schüler zur praktischen Tätigkeit auf der Sternwarte heran. Einer seiner ersten Helfer war Gotthilf Hagen, ein Cousin seiner Ehefrau Johanna. Hagen wechselte jedoch nach zwei Jahren das Studienfach zum Vermessungswesen und Wasserbau.

1820 wurde der Sternwarte eine eigene Gehilfenstelle bewilligt. Der erste reguläre Gehilfe war von 1820 bis 1823 Friedrich Wilhelm August Argelander (1799–1875), der später die Leitung der Sternwarten in Åbo, Helsingfors und Bonn übernahm. Ihm folgte Otto August Rosenberger (1800–1890) von 1823 bis 1826, der anschließend Professor für Astronomie und Sternwartenleiter in Halle wurde. Dessen Nachfolger Carl Theodor Anger (1803–1858) verließ die Königsberger Sternwarte nach fünf Jahren, um die Leitung einer neu gegründeten in Danzig zu übernehmen.

Aus Danzig siedelte August Ludwig Busch (1804–1855) zusammen mit Joseph von Eichendorff, der ihn als Privatlehrer für seine Kinder beschäftigte, 1824 nach Königsberg über und studierte nebenher bei Bessel Astronomie und Mathematik. 1831 wurde er Rosenbergers Nachfolger als Gehilfe und erhielt 1835 die neu geschaffene Stelle des Observators. Nach Bessels Tod wurde er zunächst interimistisch, ab 1849 offiziell Direktor der Sternwarte Königsberg.

Die Tätigkeit Heinrich Schlüters (1815–1844), Gehilfe von 1841 bis 1844, endete mit dessen frühzeitigem Tod. Moritz Ludwig Georg Wichmann (1821–1859) wurde sein Nachfolger als Gehilfe, 1850 Observator und nach Buschs Tod Bessels zweiter Nachfolger als Sternwartendirektor.

Eduard Luther (1816–1887) wurde 1855 an der Albertus-Universität Professor für Astronomie und übernahm nach Wichmanns Tod zusätzlich die Leitung der Sternwarte, womit er wieder die volle Amtskompetenz Bessels auf sich vereinigen konnte.

Bessels Schüler Heinrich Ferdinand Scherk (1798–1885) wurde Professor in Halle und Sternwartenleiter in Kiel, Emile Plantamour (1815–1882) übernahm die Leitung der Sternwarte Genf.

Carl August von Steinheil (1801–1893) wurde Professor an der Universität München; er widmete sich besonders der Regulierung des Maßwesens in Bayern. Sein Hauptinteresse richtete sich auf den Instrumentenbau, wozu er das Unternehmen C. A. Steinheil & Söhne gründete.

Als Mathematiker studierten bei Bessel Siegfried Heinrich Aronhold, Karl Wilhelm Borchardt, Otto Hesse, Ferdinand Joachimsthal, Friedrich Julius Richelot und Philipp Ludwig von Seidel.

Mitgliedschaften und Auszeichnungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die erste wissenschaftliche Vereinigung, die Friedrich Wilhelm Bessel zum Mitglied ernannte, war die Gesellschaft der Wissenschaften, Agrikultur und Kunst in Straßburg (1812). 1814 berief ihn die Russische Akademie der Wissenschaften in St. Petersburg; es folgten die Akademie der Wissenschaften in Paris (1816),[224] die Königlich Dänische Akademie der Wissenschaften in Kopenhagen (1821), die Royal Society of Edinburgh (1823),[225] die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften in Stockholm (1823), die Royal Society in London (1825),[226] das Königlich Niederländische Institut der Wissenschaften in Amsterdam (1827),[227] die Akademie der Wissenschaften und Literatur in Palermo (1827), die Holländische Akademie der Wissenschaften in Haarlem (1830) und die American Academy of Arts and Sciences in Cambridge (Massachusetts) (1832)[228].

In Deutschland wurde er als Mitglied in die Königlich-Preußische Akademie der Wissenschaften in Berlin (1812),[229] die Akademie der Wissenschaften zu Göttingen (1826) und schließlich in die Königlich-Bayerische Akademie der Wissenschaften in München (1842) gewählt[230].

Orden Pour le Mérite

Weiterhin wurde er aufgenommen in die Ostpreußische Physikalisch-Ökonomische Gesellschaft (1814) und die Königliche Deutsche Gesellschaft (1817) in Königsberg, die Gesellschaft zur Beförderung der gesamten Wissenschaft in Marburg (1817), die Naturforschende Gesellschaft in Danzig (1829), die Royal Astronomical Society in London (1832), die Königliche Gesellschaft der Wissenschaften in Uppsala (1836), die American Philosophical Society in Philadelphia (1840),[231] die Italienische Gesellschaft der Wissenschaften in Modena (1842), die Philosophische und Literarische Gesellschaft in Manchester (1843) und das Kaiserlich-Königliche Italienische Athenäum in Florenz (1844).[232]

Für eine Schrift über die atmosphärische Refraktion erhielt er 1811 den Lalande-Preis der Französischen Akademie; für seine „Untersuchung der Größe und des Einflusses des Vorrückens der Nachtgleichen“ wurde er 1812 von der Preußischen Akademie ausgezeichnet.[51] 1829 erhielt er die Goldmedaille der Royal Astronomical Society für seine Zonenbeobachtungen und 1841 für die Parallaxenbestimmung.[233]

Bessel war Ehrendoktor der Universität Göttingen und Ehrenmitglied der Universität von Kasan.

Bei der Gründung der Friedensklasse des Ordens Pour le Mérite für Wissenschaften und Künste 1842 gehörte Bessel zu den ersten Mitgliedern, die von Friedrich Wilhelm IV. auf Vorschlag von Alexander von Humboldt ernannt wurden.

Bessel wurde seit 1824 dreimal mit dem preußischen Roten Adlerorden ausgezeichnet, zuletzt (1844) mit dem Stern zur 2. Klasse. Aus dem Ausland erhielt er den dänischen Dannebrog-Orden (1821),[An 16] den russischen Sankt-Stanislaus-Orden (1837) und den schwedischen Nordstern-Orden (1841).

Friedrich Wilhelm III. ernannte Bessel 1832 zum „Geheimen Regierungsrat“.[232]

Bessel als wissenschaftlicher Namensgeber[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ehrungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Büste (1882) von Johann Friedrich Reusch an der Königsberger Sternwarte

In zahlreichen deutschen Orten gibt es Straßen oder Wege, die den Namen Friedrich Wilhelm Bessels tragen.[234] Die erste derartige Namensgebung erfolgte noch zu Bessels Lebzeiten im Jahre 1844 auf Veranlassung von Friedrich Wilhelm IV. in der Berliner Friedrichstadt, heute Stadtteil Kreuzberg. In der Nähe dieser Straße war 1835 der Neubau der Sternwarte Berlin errichtet worden; heute trägt das Gelände den Namen Besselpark.

In Königsberg führte seit 1856 die Besselstraße zur Sternwarte und ein Platz am Fuß des Hügels wurde Besselplatz benannt. Im Garten der Sternwarte wurde 1882 die Besselbüste von Johann Friedrich Reusch aufgestellt, die seit dem Zweiten Weltkrieg verschollen ist. Am Sockel des Reiterstandbildes Friedrich Wilhelms III. von August Kiß, das 1851 auf dem Paradeplatz aufgestellt wurde, erschien Friedrich Wilhelm Bessel auf einem Bronzerelief als Vertreter des Gelehrtenstandes. Ein Porträt-Medaillon mit Bessels Kopf des Bildhauers Rudolf Siemering wurde 1862 am neuen Gebäude der Albertus-Universität Königsberg angebracht. Die Königsberger Gedenkstätten wurden als Folge des Zweiten Weltkriegs vernichtet. Eine Oberrealschule, deren Gebäude erhalten blieb, trug von 1921 bis 1945 Bessels Namen.[235] Im heutigen Kaliningrad erinnert am Ort der zerstörten Sternwarte seit 1975 ein Gedenkstein an Friedrich Wilhelm Bessel.[236][237] 1989 wurde wieder eine Straße nach ihm benannt sowie am dortigen Haus Nr. 2 eine Gedenktafel angebracht.[238]

In Bremen wurde 1990 ein als Besselei bezeichnetes Denkmal von Jürgen Goertz in der Papenstraße nahe von Bessels ehemaligem Wohn- und Arbeitsort aufgestellt.[239][240]

In Minden trägt das Besselgymnasium seinen Namen. Am Haus Kampstraße 28, wo sein Geburtshaus stand, ist eine Gedenktafel angebracht.[241] Am Mindener Marktplatz (Martinitreppe) steht seit 1996 eine Büste des Astronomen von Doris Richtzenhain.[242][243] Im Preußen-Museum Minden befindet sich eine Ausstellung zu Bessels Leben und Werk.[244]

Das erste nach Bessel benannte kosmische Objekt ist ein Mondkrater auf im Mare Serenitatis. Die bereits 1837 erfolgte Benennung durch Beer und Mädler hat die Internationale Astronomische Union 1935 bestätigt.[245] Ein Jahrhundert nach der ersten Parallaxenbestimmung erhielt der Asteroid (1552) Bessel 1938 seinen Namen. Ein Strukturelement in der Cassinischen Teilung der Saturnringe heißt seit 2009 Bessel-Lücke (Bessel Gap).[246]

Die Bark Bessel wurde 1845 in Dienst gestellt; sie war damals das größte Schiff der bremischen Flotte und brachte viele Auswanderer nach Nordamerika.[247] 1981 wurde die Vermessungsbark Bessel für die Seehydrografie der DDR in Dienst gestellt.

Zum 200. Geburtstag Bessels gab die Deutsche Bundespost eine 80-Pfennig-Sondermarke mit einer Auflage von 31.450.000 Exemplaren heraus. Aus gleichem Anlass wurde in der Reihe „Mindener Geschichtstaler“ eine Gedenkmedaille geprägt.[248]

Die Alexander-von-Humboldt-Stiftung vergibt jährlich einen Friedrich Wilhelm Bessel-Forschungspreis, der mit 45.000 Euro dotiert ist.

Bildnisse[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Von Bessel wurden zahlreiche Bildnisse angefertigt.[249] Das erste war eine Gipsplakette von Leonhard Posch (1810). Bekannte Porträts schufen Heinrich Joachim Herterich (1825),[250] Johann Eduard Wolff (1834, 1844) und Christian Albrecht Jensen (1839).[251] Die Bilder von Wolff und Jensen boten die Vorlage für weitere Porträts anderer Künstler. Sehr verbreitet als kanonische Darstellung wurde ein Kupferstich von Eduard Mandel (1851) nach dem Porträt von Wolff,[252] der auch als Vorlage für die graphische Gestaltung einer Briefmarke der Deutschen Bundespost (1984) diente.

Weiterhin ließ Bessel von sich und seiner Familie mehrere Daguerrotypien anfertigen, unter anderem vom Königsberger Physiker Ludwig Moser, der wie Bessels Schüler Carl August von Steinheil zu den Pionieren dieser Technik gehörte.[253][254]

Trivia[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zwei Jahre nach Bessels Tod erwähnte Edgar Allan Poe in seinem kosmogonischen Essay Heureka Friedrich Wilhelm Bessel und die Ergebnisse seiner Parallaxenmessung.[255]

Arno Schmidt lässt Bessel als Nebenfigur in seiner „Historischen Revue“ Massenbach auftreten in einer Szene, die in Wilhelm Olbers’ Observatorium spielt.[256] Auch in anderen Werken baute Schmidt die Person Bessel ein.[257]

In Daniel Kehlmanns Roman Die Vermessung der Welt tritt Bessel als Gesprächspartner von Carl Friedrich Gauß auf.[258]

Schriften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Untersuchungen über die scheinbare und wahre Bahn des im Jahre 1807 erschienenen grossen Kometen. Königsberg 1810.
  • Untersuchung der Größe und des Einflusses des Vorrückens der Nachtgleichen. Berlin 1815.
  • Fundamenta Astronomiae pro anno MDCCLV deducta ex observationibus viri incomparabilis James Bradley in specula astronomica Grenovicensi, per annos 1750–1762 institutis. Königsberg 1818.
  • Untersuchungen über die Länge des einfachen Secundenpendels. Berlin 1828.
  • Tabulae regiomontanae reductionum observationum astronomicarum ab anno 1750 usque ad annum 1850 computatæ. Königsberg 1830.
  • Versuche über die Kraft mit welcher die Erde Körper von verschiedener Beschaffenheit anzieht. Berlin 1832.
  • Gradmessung in Ostpreußen und ihre Verbindung mit Preußischen und Russischen Dreiecksketten. Ausgeführt von F.W.Bessel, Director der Königsberger Sternwarte, Baeyer, Major im Generalstabe. Berlin 1838 (Text von F.W.Bessel).
  • Darstellung der Untersuchungen und Maaßregeln, welche, in 1835 bis 1838, durch die Einheit des Preußischen Längenmaaßes veranlaßt worden sind. Berlin 1839.
  • Astronomische Beobachtungen auf der Königlichen Universitäts-Sternwarte zu Königsberg. I. (1815) bis XXI. (1844) (Beobachtungen aus den Jahren 1813 bis 1835).
  • Astronomische Untersuchungen,
    • 1. Band. Königsberg 1841
    • 2. Band. Königsberg 1842.
  • Heinrich Christian Schumacher (Hrsg.): Populäre Vorlesungen über wissenschaftliche Gegenstände von F.W.Bessel. Hamburg 1848.
  • Rudolf Engelmann (Hrsg.): Abhandlungen von Friedrich Wilhelm Bessel. 3 Bände,
    • 1. Band: I. Bewegungen der Körper im Sonnensystem. II. Sphärische Astronomie. Leipzig 1875
    • 2. Band: III. Theorie der Instrumente. IV. Stellarastronomie. V. Mathematik. Leipzig 1876
    • 3. Band: VI. Geodäsie. VII. Physik. VIII. Verschiedenes – Literatur. Leipzig 1876.
  • Rudolf Engelmann (Hrsg.): Recensionen von Friedrich Wilhelm Bessel. Leipzig 1878.

Briefwechsel[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Adolph Erman (Hrsg.): Briefwechsel zwischen W.Olbers und F.W.Bessel. Leipzig 1852 (2 Bände).
  • Königlich Preußische Akademie der Wissenschaften (Hrsg.): Briefwechsel zwischen Gauss und Bessel. Leipzig 1880, ISBN 3-487-05551-1.
  • Königliche Akademien der Wissenschaften zu Berlin und München (Hrsg.): Briefwechsel zwischen Bessel und Steinheil. Leipzig/Berlin 1913.
  • Hans-Joachim Felber (Hrsg.): Briefwechsel zwischen Alexander von Humboldt und Friedrich Wilhelm Bessel (= Beiträge zur Alexander-von-Humboldt-Forschung. Band 10). Akademie Verlag, Berlin 1994, ISSN 0232-1556
  • Jürgen W. Koch: Der Briefwechsel zwischen Friedrich Wilhelm Bessel und Johann Georg Repsold. Koch, Holm 2000, ISBN 3-89811-533-X.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Wikisource: Friedrich Wilhelm Bessel – Quellen und Volltexte
 Commons: Friedrich Wilhelm Bessel – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Friedrich Becker: Geschichte der Astronomie. BI Mannheim 1968, S. 161f.
  2. F.W. Bessel: Populäre Vorlesungen über wissenschaftliche Gegenstände, Nr.I bis XVI (636 Seiten). Hsg. H.Schumacher, Perthes & Besser, Hamburg 1848.
  3. Leopold von Bessel: Ahnentafel des Astronomen Friedrich Wilhelm Bessel (= Ahnentafeln berühmter Deutscher. Vierte Folge, Lieferung 7). Leipzig 1937.
  4. Verwandtschaft Bessel-Hagen
  5. Leopold von Bessel: Ahnentafel des Astronomen Friedrich Wilhelm Bessel. Leipzig 1937, S. 6.
  6. Verwandtschaft Bessel-Erman
  7. Verwandtschaft Bessel-Mendelssohn
  8. Verwandtschaft Bessel-Baeyer
  9. Jürgen Hamel, Ernst Buschmann: Friedrich Wilhelm Bessels und Johann Jacob Baeyers Zusammenwirken bei der „Gradmessung in Ostpreußen“ 1830–1838 (= Mitteilung Nr. 189 des Instituts für Angewandte Geodäsie). Frankfurt am Main 1996, S. 9.
  10. Familien Hagen-Bessel-Neumann
  11. Armin Wolf: Der Pädagoge und Philosoph Johann Conrad Fallenstein (1731–1813) – Genealogische Beziehungen zwischen Max Weber, Gauß und Bessel. In: Genealogie. Jahrgang 7 (1964), S. 266–269.
  12. F. W. Bessel: Kurze Erinnerungen an Momente meines Lebens. Königsberg 1846. abgedruckt in:
    Adolph Erman: Briefwechsel von W.Olbers mit F.W.Bessel. Leipzig 1852, S. IX–XXX (dig)
    Rudolf Engelmann: Abhandlungen von Friedrich Wilhelm Bessel. Band I. Leipzig 1875, S. XI–XXIV (dig)
    J. A. Repsold: Friedrich Wilhelm Bessel. In: Astronomische Nachrichten. Bd. 210 (1919), Sp. 161–214, hier: Sp. 161–177 (dig).
  13. F. W. Bessel: Ich habe Euch lieb aber der Himmel ist mir näher. Eine Autobiographie in Briefen. Minden 1984.
  14. Jürgen Hamel: Friedrich Wilhelm Bessel. Leipzig 1984, S. 12f.
  15. Johann Adolf Repsold: Friedrich Wilhelm Bessel. In: Astronomische Nachrichten. Band 210 (1919), Nr. 5028, Sp. 161–214, hier Sp. 163f. (dig).
  16. Jürgen Hamel: Friedrich Wilhelm Bessel. Leipzig 1984, S. 14.
  17. Johann Gottlieb Bohnenberger: Anleitung zur geographischen Ortsbestimmung vorzüglich vermittelst des Spiegelsextanten. Vandenhoeck und Ruprecht, Göttingen 1795 (dig).
  18. Jürgen Hamel: Friedrich Wilhelm Bessel. Leipzig 1984, S. 15.
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  20. Wilhelm Olbers: Abhandlung über die leichteste und bequemste Methode die Bahn eines Cometen aus einigen Beobachtungen zu berechnen. Industrie-Comptoir, Weimar 1797 (dig).
  21. Jürgen Hamel: Friedrich Wilhelm Bessel. Leipzig 1984, S. 18f.
  22. Kasimir Ławrynowicz: Friedrich Wilhelm Bessel, 1784–1846. Basel 1995, S. 29.
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  24. a b Jürgen Hamel: Friedrich Wilhelm Bessel. Leipzig 1984, S. 24.
  25. Monika Lahrkamp: Die französische Zeit. In: Wilhelm Kohl (Hrsg.): Westfälische Geschichte. Band 2: Das 19. und das 20. Jahrhundert. S. 2–43, hier S. 37.
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  31. C. Schilling (Hrsg.): Wilhelm Olbers – Sein Leben und seine Werke. Zweiter Band. Briefwechsel zwischen Olbers und Gauß. Erste Abtheilung. Berlin 1900 (Brief Olbers’ an Gauß vom 17. Januar 1810).
  32. Dietmar Fürst: Die Gründung der Königsberger Sternwarte im Lichte der Akten des Preußischen Staates. 2. Teil: Von der Ankunft Bessels in Königsberg bis zum Baubeginn der Sternwarte. In: Beiträge zur Astronomiegeschichte. Band 2. Harri Deutsch, Thun / Frankfurt am Main 1999, ISBN 3-8171-1590-3, S. 145–188, hier S. 145–154.
  33. Dietmar Fürst: Die Gründung der Königsberger Sternwarte im Lichte der Akten des Preußischen Staates. 3. Teil: Die Baugeschichte der Sternwarte. In: Beiträge zur Astronomiegeschichte. Band 3. Harri Deutsch, Thun / Frankfurt am Main 2000, ISBN 3-8171-1635-7, S. 22–67.
  34. Dietmar Fürst, Jürgen Hamel: Friedrich Wilhelm Bessel und die Instrumente der Sternwarte Remplin (Mecklenburg) (= Archenhold-Sternwarte Berlin–Treptow, Sonderdruck Nr. 23). Berlin 1986.
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  57. a b Kasimir Ławrynowicz: Friedrich Wilhelm Bessel, 1784–1846. Basel 1995, S. 232.
  58. F. W. Bessel: Neue Berechnungsart für die nautische Methode der Mondes-Distanzen. In: Astronomische Nachrichten. Band X (1832), No. 218, Sp. 17–32; No. 219, Sp. 33–48; No. 220, Sp. 49–62 (dig).
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  60. F. W. Bessel: Ueber die Figur des Saturns, mit Rücksicht auf die Attraction seiner Ringe. In: Monatliche Correspondenz, Band XV (1807), S. 239–260.
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  63. F. W. Bessel: Theorie des Saturn-Systems. In: Astronomische Nachrichten. Band XXVIII, No. 649, Sp. 1–16; No. 652, Sp. 49–60; No. 669, Sp. 321–338; No. 670, Sp. 337–350; No. 672, Sp. 371–392 (dig).
  64. a b F. W. Bessel: Durchgang des Mercurs durch die Sonne. In: Astronomische Nachrichten. Band X (1832), No. 228, Sp. 185–196 (dig).
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  67. F. W. Bessel: Durchgang des Mercurs durch die Sonne. In: Astronomische Nachrichten. Band X (1832), No. 228, Sp. 185–196, hier: Sp. 187–188 (dig).
  68. G. Schneider, J.M. Pasachoff, L. Golub: Space Studies of the Black-Drop Effect at a Mercury Transit. 2003 (PrePrint; dig).
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  70. Kasimir Ławrynowicz: Friedrich Wilhelm Bessel, 1784–1846. Basel 1995, S. 230–232.
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  101. Christoph Hoffmann: Unter Beobachtung – Naturforschung in der Zeit der Sinnesapparate. Wallstein Verlag, Göttingen 2006, S. 147, 166 (detaillierte Bearbeitung der Besselschen Untersuchungen zur Persönlichen Gleichung).
  102. Christoph Hoffmann: Unter Beobachtung – Naturforschung in der Zeit der Sinnesapparate. Wallstein Verlag, Göttingen 2006, S. 172–179.
  103. Christoph Hoffmann: Unter Beobachtung – Naturforschung in der Zeit der Sinnesapparate. Wallstein Verlag, Göttingen 2006, S. 188.
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  108. Kasimir Ławrynowicz: Friedrich Wilhelm Bessel, 1784–1846. Basel 1995, S. 137.
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  110. Kasimir Ławrynowicz: Friedrich Wilhelm Bessel, 1784–1846. Basel 1995, S. 156.
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  127. a b Wolfgang Torge: Geschichte der Geodäsie in Deutschland. 2. Auflage. Berlin / New York 2009, S. 160–163.
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  130. Wolfgang Torge: Der lange Weg zur preußischen Landesvermessung: zum 100. Todestag von Oscar Schreiber (1829–1905). In: Zeitschrift für Vermessungswesen, 130. Jahrgang (2005), S. 359–371.
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  133. Kasimir Ławrynowicz: Friedrich Wilhelm Bessel, 1784–1846. Basel 1995, S. 250.
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  135. F. W. Bessel: Ueber den Einfluss der Unregelmäßigkeiten der Figur der Erde, auf geodätische Arbeiten und ihre Vergleichung mit astronomischen Bestimmungen. In: Astronomische Nachrichten. Band XIV (1837), No. 329–331, Sp. 269–312 (dig).
  136. Kasimir Ławrynowicz: Friedrich Wilhelm Bessel, 1784–1846. Basel 1995, S. 238–239.
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  138. Jürgen Hamel: Friedrich Wilhelm Bessel. Leipzig 1984, S. 46.
  139. F. W. Bessel: Ueber den Einfluss eines widerstehenden Mittels auf die Bewegung eines Pendels. In: Astronomische Nachrichten. Band IX (1831), No. 204, Sp. 221–236 (dig).
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  141. F. W. Bessel: Construction eines symmetrisch geformten Pendels mit reciproken Axen. In: Astronomische Nachrichten. Band XXX (1849), No. 697, Sp. 1–6 (dig).
  142. Kasimir Ławrynowicz: Friedrich Wilhelm Bessel, 1784–1846. Basel 1995, S. 259.
  143. a b Jürgen Hamel: Friedrich Wilhelm Bessel. Leipzig 1984, S. 48.
  144. Kasimir Ławrynowicz: Friedrich Wilhelm Bessel, 1784–1846. Basel 1995, S. 256–258.
  145. Maaß- und Gewichtsordnung für die Preußischen Staaten. Vom 16ten Mai 1816. In. Gesetzsammlung für die Königlich-Preußischen Staaten 1816. No. 10, S. 142–148, Gesetz No. 356 (dig).
  146. Jürgen Hamel: Friedrich Wilhelm Bessel. Leipzig 1984, S. 49.
  147. Georg Strasser: Die Toise, der Yard und das Meter. In: Allgemeine Vermessungs-Nachrichten. Jahrgang 81 (1974), S. 2–20.
  148. Gesetz über das Urmaß des Preußischen Staats im Verfolg des Gesetzes vom 16. Mai 1816. In: Gesetzsammlung für die Königlich-Preußischen Staaten 1839. No 7, S. 94, Gesetz No. 1986 (dig).
  149. Cornelia Meyer-Stoll: Die Maß- und Gewichtsreformen in Deutschland im 19. Jahrhundert unter besonderer Berücksichtigung der Rolle Carl August Steinheils und der Bayerischen Akademie der Wissenschaften (= Bayerische Akademie der Wissenschaften, Philologisch–historische Klasse, Abhandlungen, Neue Folge, Heft 136). München 2010,S. 49–77.
  150. F. W. Bessel: Ueber das, was uns die Astronomie von der Gestalt und dem Inneren der Erde lehrt. In: Populäre Vorlesungen über wissenschaftliche Gegenstände von F. W. Bessel. Hamburg 1848, S. 34–67, hier S. 52–54 (dig).
  151. Jürgen Hamel: Friedrich Wilhelm Bessel. Leipzig 1984, S. 51.
  152. Cornelia Meyer-Stoll: Die Maß- und Gewichtsreformen in Deutschland im 19. Jahrhundert … München 2010, S. 96–100, 151–154.
  153. Jürgen Hamel: Friedrich Wilhelm Bessel. Leipzig 1984, S. 50.
  154. Darstellung der Untersuchungen und Maaßregeln, welche, in 1835 bis 1838, durch die Einheit des Preußischen Längenmaaßes veranlaßt worden sind. Beilage I. Einfluss der Schwere auf die Figur eines, auf zwei Punkten von gleicher Höhe aufliegenden Stabes. Berlin 1839, S. 132,  135 (dig).
  155. Kasimir Ławrynowicz: Friedrich Wilhelm Bessel, 1784–1846. Basel 1995, S. 243.
  156. F. W. Bessel: Ueber ein Mittel zur Bestimmung der Brennweite des Objectivglases eines Fernrohres. In: Astronomische Nachrichten. Band XVII (1840), No. 403, Sp. 289–294 (dig).
  157. Richard Rühlmann: Die barometrischen Höhenmessungen und ihre Bedeutung für die Physik der Atmosphäre. Leipzig 1870, S. 10–12, 21–24 (dig).
  158. F. W. Bessel: Ueber Höhenbestimmungen durch das Barometer. In: Astronomische Nachrichten. Band XII (1835), No. 279, Sp. 241–254 (dig).
  159. F. W. Bessel: Bemerkungen über barometrisches Höhenmessen. In: Astronomische Nachrichten. Band XV (1838), No. 279.356, Sp. 329–360 (dig).
  160. F. W. Bessel: Methode die Thermometer zu berichtigen. In: Annalen der Physik und Chemie Band VI (1826), S. 287–308 (dig).
  161. F. W. Bessel: Gibt es Irrlichter? In: Annalen der Physik und Chemie. Band XXXXIV (1838), S. 366 (dig).
  162. F. W. Bessel: Ueber den Magnetismus der Erde. In: Schumachers Jahrbuch für 1843, S. 1–56.
  163. Jürgen Hamel: Friedrich Wilhelm Bessel, Leipzig 1984, S. 29.
  164. Erinnerung an Bessel’s Leben und Wirken. Von Dr. Anger. Danzig 1846, S. 12.
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  167. Karl-Heinz Schlote: Die Königsberger Schule. In: Dietrich Rauschning, Donata v. Nerée: Die Albertus-Universität zu Königsberg und ihre Professoren (= Jahrbuch der Albertus–Universität zu Königsberg/Pr. Band XXIX). Berlin 1995, S. 499–508.
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  169. K. Walter: Bessel als Prüfer von Seeschiffsführern. In: Nachrichten der Olbers-Gesellschaft Bremen. Nr. 130 (1984), S. 12–16.
  170. Wilhelm von Humboldt: Ideen zu einer Instruktion für die Wissenschaftliche Deputation bei der Sektion des öffentlichen Unterrichts. In: Andreas Flitner und Klaus Giel (Hrsg.): Wilhelm von Humboldt - Werke in fünf Bänden. Band IV: Schriften zur Politik und zum Bildungswesen. 3. Auflage. Darmstadt 1982, S. 201–209 (dig).
  171. Handbuch über den Königlich-Preußischen Hof und Staat für das Jahr 1834, S. 212.
  172. Handbuch über den Königlich-Preußischen Hof und Staat für das Jahr 1821, S. 177.
  173. Walter Asmus: Johann Friedrich Herbart – Eine pädagogische Biographie. Band II. Heidelberg 1970, S. 67.
  174. Jürgen Hamel: Friedrich Wilhelm Bessel. Leipzig 1984, S. 86.
  175. F. W. Bessel: Ueberbevölkerung. (Artikel in der Königsberger Hartungschen Zeitung Nr. 40 vom 17. Februar 1845. In den gesammelten Abhandlungen wurde die „Hartungsche Zeitung“ vom Herausgeber R. Engelmann irrtümlich als „Königsberger Allgemeine Zeitung“ bezeichnet, welche jedoch erst 1875 gegründet wurde. Im Vorwort zum 3. Band der Abhandlungen, S. VI, findet sich der richtige Name. dig).
  176. Dietmar Fürst: Friedrich Wilhelm Bessel über die Bedeutung astronomischer Beobachtungen und das preußische Bildungssystem. In: Beiträge zur Astronomiegeschichte. Band 10. Harri Deutsch, Thun / Frankfurt am Main 2010, ISBN 978-3-8171-1863-2, S. 218-235.
  177. Edith Schlieper: Friedrich Wilhelm Bessel, der Mensch und seine Familie. In: F. W. Bessel: Ich habe Euch lieb aber der Himmel ist mir näher. Eine Autobiographie in Briefen. Minden 1984, S. 124 (Brief Bessel an Vater Carl Friedrich Bessel vom 26. November 1821).
  178. o.N.: Ein Brief des Astronomen Bessel über das höhere Schulwesen. In: Zeitschrift für den mathematischen und naturwissenschaftlichen Unterricht. Band 18 (1887), S. 313–315.
  179. Friedrich Paulsen: Geschichte des gelehrten Unterrichts. 3. Aufl. Berlin, Leipzig 1921, S. 551–552, 558–560, 570 (dig).
  180. Dietmar Fürst: Friedrich Wilhelm Bessel über die Bedeutung astronomischer Beobachtungen und das preußische Bildungssystem. In: Beiträge zur Astronomiegeschichte. Band 10. Harri Deutsch, Thun / Frankfurt am Main 2010, ISBN 978-3-8171-1863-2, S. 218–235, hier S. 232–233 (Briefe an Heinrich Christian Schumacher vom 1. Februar 1837, 22. April 1837, 15. Januar 1840).
  181. Rudolf Borchardt: Deutsche Denkreden. München 1925, S. 213.
  182. Kurt-R. Biermann: F. W. Bessels Projekt einer populären Astronomie in seinem Briefwechsel mit Alexander von Humboldt. In: Veröffentlichungen der Archenhold-Sternwarte. Nr. 6 (1974), S. 35–43.
  183. Jürgen Hamel: Friedrich Wilhelm Bessel. Leipzig 1984, S. 87.
  184. F. W. Bessel: Ueber den gegenwärtigen Standpunkt der Astronomie. In: Populäre Vorlesungen über wissenschaftliche Gegenstände von F. W. Bessel. Hamburg 1848, S. 5f.
  185. F. W. Bessel: Astronomische Untersuchungen. 1. Band. Königsberg 1841, S. III (dig).
  186. Jürgen Hamel: Friedrich Wilhelm Bessel. Leipzig 1984, S. 39f.
  187. F. W. Bessel: Ueber den gegenwärtigen Standpunkt der Astronomie. In: Populäre Vorlesungen über wissenschaftliche Gegenstände von F. W. Bessel. Hamburg 1848, S. 432 (dig).
  188. Jürgen Hamel: Friedrich Wilhelm Bessel. Leipzig 1984, S. 88.
  189. Allgemeines Verzeichniss der Schriften Bessel’s. In: Rudolf Engelmann (Hrsg.): Abhandlungen von Friedrich Wilhelm Bessel. 3. Band. Leipzig 1876, S. 490–504, hier S. 501 (dig).
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  193. Observations pour déterminer la parallaxe annuelle de la 61e étoile du Cygne. (Extrait d’une Lettre de M. Bessel à M. de Humboldt.) In: Comptes Rendus hebdomadaires des séances de l’Académie des Sciences, 1838, S. 785–793 (dig).
  194. Rudolf Engelmann (Hrsg.): Abhandlungen von Friedrich Wilhelm Bessel. 3. Band. Leipzig 1876. S. 490–504 (Werkverzeichnis).
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  196. Friedhelm Schwemin: Unbekannte Rezensionen von Bessel. In: Beiträge zur Astronomiegeschichte. Band 12. Akademische Verlagsanstalt, Leipzig 2014, ISBN 978-3-944913-44-5, S. 220–222.
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  251. H. W. Duerbeck, E. H. Geyer: Das Bessel–Portrait von Jensen. In: Mitteilungen der Astronomischen Gesellschaft. Nr. 62. Hamburg 1984, S. 191.
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  255. E. A. Poe: Heureka. in: E. A. Poe – Das gesammelte Werk in zehn Bänden. Band 5. Olten/Freiburg 1966, S. 896.
  256. Arno Schmidt: Massenbach – Eine historische Revue. In: Belphegor. München, Karlsruhe 1961, hier: S. 364–374.
  257. Josef Huerkamp: „Ein unerleDichter Fall“ oder Arno Schmidt auf Schroeters Spur. In: Jörg Drews, Heinrich Schwier (Hrsg.): „Lilienthal oder die Astronomen“. Historische Materialien zu einem Projekt Arno Schmidts. edition text + kritik, München 1984, S. 320–338.
  258. Daniel Kehlmann: Die Vermessung der Welt. Rowohlt, Hamburg 2005, S. 156–160.

Anmerkungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Zu Bessels Vorfahren gehörten der Bremer Bürgermeister Johann Esich und der Theologe Johannes Lonicer (Leopold von Bessel: Ahnentafel …, S. 5, 14).
  2. Die in Bessels Autobiografie für die väterliche Linie wiedergegebene und von späteren Biografen übernommene familiäre Überlieferung: „das Bessel’sche Geschlecht ist ein adeliges“ wurde von Karl Friedrich Leonhardt einer Prüfung unterzogen. Er bezeichnete den angeblichen Ahnenstamm als „abenteuerliche Filiation“ und „vorbedachte Fälschung“. (K. F. Leonhardt: Zur Genealogie hannoverscher Stadtgeschlechter. In: Hannoversche Geschichtsblätter. Neue Folge, Band 4 (1936/37) S. 184–206; darin: IV. Die Bessel und von Bessel. S. 194–199).
  3. Im Taufregister sind als Vornamen „Franz Willhelm Friderich“ eingetragen. Den Vornamen „Franz“ hat Bessel niemals geführt, dafür aber in allen Publikationen die Vornamen „Friedrich Wilhelm“ gemeinsam. Privat wurde er „Fritz“ genannt. (Quelle: F. W. Bessel: Ich habe Euch lieb aber der Himmel ist mir näher. Minden 1984, Vorwort).
  4. Als Geburtsdatum ist im Taufregister der 21. Juni eingetragen. (Quelle: St.-Marien-Gemeinde Minden: Tauf-, Trau- und Sterberegister 1766–1800. Taufregister 1784, Nr. 14) Nach Leopold von Bessel: Ahnentafel …, S. 7, ist durch eingehende Ermittlungen das Kirchenbuch in diesem Falle als unzuverlässig anzusehen. Bessel selbst gab immer den 22. Juli als Geburtsdatum an.
  5. Zu seiner Zeit war die „Regierung“ in Preußen eine Justizbehörde.
  6. Bessel bezeichnete die gegen ihn opponierenden Professoren als „alte Stockfische“, die ihn „schikanieren“. (Friedrich Wilhelm Bessel: Ich hab Euch lieb aber der Himmel ist mir näher. Eine Autobiographie in Briefen. Hrsg. von der Stadt Minden und Edith Schlieper. Minden 1984, S. 109: Brief an Carl Bessel vom 2. Juli 1810.)
  7. Diese Fehldiagnose findet sich seitdem verbreitet in den Bessel-Biographien.
  8. Verhältnis: Saturnmasse/Sonnenmasse = 1/3497,24 (Bessel 1831, S. 48); 1/3498,7 aktuell (2014).
  9. Verhältnis: Jupitermasse/Sonnenmasse = 1/1070,5 Bouvard (1815); 1/1046,77 Airy (1837); 1/1047,879 Bessel (1842); 1/1047,394 aktuell (2014). Bessel und Airy maßen etwa gleichzeitig, aber Bessel publizierte später.
  10. Als grundlegendes wissenschaftliches Werk erschien es, wie damals üblich, in lateinischer Sprache, die Übersetzung besorgte der Königsberger Altphilologe Karl Ludwig Struve, Direktor des Altstädtischen Gymnasiums. (Adolph Erman (Hrsg.): Briefwechsel zwischen Bessel und Gauss. Band 2, Leipzig 1852, S. 33: Brief Bessel an Olbers vom 13. November 1816; dig.)
  11. Es war das erste naturwissenschaftliche Projekt der Akademie der Wissenschaften: Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften: Friedrich Wilhelm Bessel (Kurzbiographie). Abgerufen am 16. Juni 2014.
  12. Als Entfernungseinheit wurde das „Lichtjahr“ erstmals 1851 von Otto Ule verwendet. (Was wir in den Sternen lesen. In: Deutsches Museum: Zeitschrift für Literatur, Kunst u. Öffentliches Leben 1. S. 721–738, hier S. 728–729.)
  13. Mit dem heute gültigen Wert der Lichtgeschwindigkeit führt Bessels Parallaxenwert zu 10,44 Lichtjahren.
  14. John Pond prägte 1832 als Erster den Begriff personal equation. (Christoph Hoffmann: Unter Beobachtung – Naturforschung in der Zeit der Sinnesapparate. Wallstein Verlag, Göttingen 2006, S. 208.)
  15. Die Bezeichnung Geoid selbst wurde 1872 erstmals von Johann Benedikt Listing benutzt.
  16. Nach der Ernennung zum Ritter des Dannebrog-Ordens wurden Bessels Beiträge in den Astronomischen Nachrichten vom Herausgeber H. Chr. Schumacher seit 1821 mit der Stereotype „Von Herrn Professor und Ritter Bessel“ gekennzeichnet.