Laut einer amerikanischen Studie hat Leonardo mit der Schwerkraft experimentiert. Ein Jahrhundert vor Galilei

Leonardo da Vinci beschäftigte sich mit den Gesetzen der Schwerkraft und führte sogar physikalische Experimente zur Beschleunigung fallender Objekte durch. Die Hypothese, die Leonardo eine Rolle als Vorläufer von Galileo Galilei zuschreibt, wurde von drei Wissenschaftlern formuliert: Morteza Gharib (Dozent für Aeronautik am California Institute of Technology), Chris Roh (Dozent für Bio- und Umwelttechnik an der Cornell University) und Flavio Noca (Dozent für Aerodynamik an der Hochschule für Technik und Wirtschaft in Genf). Die Theorie wurde in einem Artikel formuliert, der in der Zeitschrift Leonardo veröffentlicht wurde, die sich mit den Beziehungen zwischen Wissenschaft und Kunst befasst und vom MIT Press herausgegeben wird.

“Leonardo stellte fest”, heißt es in derZusammenfassung, “dass eine Vase, in die Wasser gegossen wird, wenn sie sich quer bewegt und dabei die Flugbahn eines senkrecht fallenden Objekts nachahmt, ein rechtwinkliges Dreieck (wie in orthogonal) mit gleich langen Kathexen erzeugt, die sich aus diagonal fallendem Material (das die Hypotenuse bildet) und der Flugbahn der Vase, die eine der Kathexen bildet, zusammensetzen”. Die Gelehrten beziehen sich auf Folio 143 des Arundel Codex, der in der British Library aufbewahrt wird, wo die Abbildung der Vase, aus der das Wasser fällt, zu sehen ist. Auf der Hypotenuse schreibt Leonardo den Satz “Equatione di Moti” und vermerkt damit die Gleichwertigkeit der beiden orthogonalen Bewegungen, von denen die eine durch die Schwerkraft und die andere durch den Experimentator bewirkt wird.

Professor Gharib, der Erstautor des wissenschaftlichen Artikels, erzählte der New York Times , dass er von Leonardos Schwerkraft-Experimenten erfuhr, als er eine Online-Version des Arundel Codex untersuchte. Dabei handelt es sich um eine Sammlung von Notizen, die zwischen 1478 und 1518 geschrieben wurden, also im Alter zwischen 26 und 66 Jahren. Die Zeichnungen und Texte im Arundel Codex behandeln viele Themen aus den Bereichen Kunst und Wissenschaft. Das Element, das Gharibs Aufmerksamkeit erregt hat, ist ein, wie er es nennt, “mysteriöses Dreieck” in der Nähe des oberen Teils von Folio 143. Die Besonderheit liegt in der Art und Weise, wie Leonardos Skizze einen Krug zeigt, aus dessen Ausguss Wasser fließt, zusammen mit einer Reihe von Kreisen, die die Hypotenuse des in derZusammenfassung des Artikels erwähnten rechtwinkligen Dreiecks bilden. Gharib benutzte ein Computerprogramm, um das Dreieck und die angrenzenden Schriftbereiche zu invertieren. Plötzlich schien das statische Bild zum Leben zu erwachen, wie der Wissenschaftler gegenüber der US-Zeitung erklärte: “Ich konnte die Bewegung sehen, ich konnte sehen, wie es fließt”. Laut Gharib würde dieses Bild das frühe Experiment Leonardos offenbaren.

Die Auswirkungen der Schwerkraft werden im Allgemeinen als der Fall von etwas nach unten betrachtet: Man denke nur an das “gravi”-Experiment, das Galilei vom schiefen Turm von Pisa warf, ganz zu schweigen von der Legende des Apfels von Isaac Newton. Anhand von Leonardos Zeichnung glaubt Dr. Gharib beweisen zu können, dass auch Leonardo ähnliche Experimente durchgeführt hat.

In der Zeichnung hält Leonardo fest, wo die Bewegung des mit Wasser gefüllten Kruges begonnen hat, und beschriftet dies mit dem Großbuchstaben A. Dann fügt er zur Veranschaulichung des fallenden Materials eine Reihe von vertikalen Linien hinzu, die von der obersten Linie des Dreiecks ausgehen und immer länger werden, je weiter sie sich vom Krug entfernen. Dieses Design würde also “die verborgene Natur der Schwerkraft in sichtbare Schritte umwandeln”, so die New York Times. Das Krug-Experiment, so Gharib, zeige, dass die Schwerkraft eine konstante Kraft sei, die sich in eine konstante Beschleunigung, also eine konstante Zunahme der Geschwindigkeit, umsetze. Leonardo wusste also, dass das Wasser nicht mit konstanter Geschwindigkeit aus dem Krug fließt, sondern beschleunigt wird, und konnte dies demonstrieren.

Die Forscher behaupten, dass Leonardo in den Code geschrieben hat, dass er Zeuge von sich schnell bewegenden Wolken war, aus denen Hagelkörner fielen, was sie zu dem Experiment inspiriert haben soll.

Gharib sagte, das Faszinierende an Leonardos Leistung sei, dass er damit eine Naturkonstante, die Gravitationskonstante, die heute in der Physik mit dem Buchstaben G bezeichnet wird, schätzen konnte. Die Konstante quantifiziert die genaue Größe der Schwerkraft und damit die Geschwindigkeit, mit der ein Objekt beschleunigt werden kann. Laut Gharib war Leonardo in der Lage, die Gravitationskonstante mit einer geschätzten Fehlermarge von höchstens 10 Prozent des modernen Wertes zu berechnen. “Das ist verblüffend”, sagte der Wissenschaftler. “Das ist das Schöne an Leonardos Arbeit.” Schließlich erklärten die Forscher, dass Galileo und Newton das Problem auf komplexere Weise angegangen seien, weil sie über bessere mathematische Werkzeuge und fortschrittlichere Geräte zur Messung der Zeit beim Fallen von Objekten verfügten. Dennoch erkennen sie Leonardo als einen bahnbrechenden Wissenschaftler an. Und Gharib sagte, dass viele Kunsthistoriker den Arundel Codex untersucht haben, aber dasselbe kann man von Wissenschaftlern nicht behaupten, so dass Leonardos Aufzeichnungen immer noch “ein offenes Buch sind, in das sie noch nicht hineingeschaut haben, mit dem sie sich nicht beschäftigt haben. Es gibt noch so viel mehr zu entdecken”.

Abgebildet ist Folio 143 des Arundel Codex.

Laut einer amerikanischen Studie hat Leonardo mit der Schwerkraft experimentiert. Ein Jahrhundert vor Galilei

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