Die beiden Stärken der muslimischen Wissenschaftler im Mittelalter waren einerseits die präzise Beobachtung des Himmels und andererseits die Fähigkeit, neue mathematische Lösungen zu alten Problemen zu finden. Die Kartierung des Himmels erfolgte aus einem religiösen Hintergrund: es mussten die exakten Koordinaten einer jeden Stadt ausfindig gemacht werden, sodass Muslime die Richtung der Ka’bah bestimmen konnten, wonach sie sich bei den fünf täglichen Gebeten richten (Gebetsrichtung = Qiblah). Dies führte zu bedeutenden wissenschaftlichen Entwicklungen im Bereich der Trigonometrie, einer fundamentale Basis zur Kartierung der Erde, aber auch in der Berechnung von den Planetenumlaufbahnen. Die mittelalterlichen Qiblah-Tafeln waren oft bis auf ein oder zwei Grad genau.
Die muslimischen Wissenschaftler waren die ersten, die Zweifel an vielen Details des geozentrischen Weltbildes äußerten. Al-Battani (neuntes Jahrhundert) zeigte im Gegensatz zu Ptolemäus, dass ringförmige Verfinsterungen möglich waren und dass der Winkeldurchmesser der Sonne Veränderungen unterlag. Ebenso brachte er Theorien zu den Sichtbarkeitsverhältnissen des Neumondes hervor. Der großartigste muslimische Physiker Ibn al-Haytham (Alhazen) argumentierte trotz Aristoteles’ Ansichten, dass die Milchstraße in weiter Entfernung zur Erde stünde und dass die Höhe der Erdatmosphäre bei etwa 32 Meilen liege. Damit lag er den 31 Meilen, von denen wir heute wissen, sehr nahe. Die Araber waren auch ausgezeichnete Hersteller astronomischer Instrumente – besonders bekannt waren Sie für Sternhöhenmesser, die der Navigation dienten, aber auch zur Bestimmung von Sternenpositionen genutzt wurden.
Den islamischen Wissenschaftlern des goldenen Zeitalters – deren unerschrockene Gedanken das Grundwerk der heutigen Raumfahrt darstellen – wäre der Satellit sicherlich erstaunlich vorgekommen; aber die fotografischen und anderartigen Aufgaben dieses Prinzipes wären ihnen nicht unbekannt gewesen. Auch sie kannten sich mit der Optik und der Astronomie aus und waren insbesondere Experten für Ephemeriden – Tafeln, die die Positionen von Sternenbildern für bestimmten Daten zeigen.
Die Beobachtung des Mondes zum Beispiel war, und ist noch immer, sehr wichtig für Muslime. So folgen die Muslime aus religiösen Motiven einem Mondkalender [zwölf Monate], wobei die Sichtung der Neumondsichel den Beginn und auch das Ende der islamischen Monate darstellt. Ebenso bestimmt dieser das Datum für die Pilgerfahrt nach Mekka – dem Hadsch und den Beginn der Fastenzeit im heiligen Monat Ramadan.
Auch wenn die Beobachtung des Mondes und die Bestimmung Mekkas aus heutiger Sicht nüchtern erscheinen mag, so waren es solche alltäglichen Phänomene, die zu wissenschaftlichen Fortschritten führten.
Die mathematische Bestimmung Mekkas war zum Beispiel eines der größten Probleme im Bereich der Himmelskunde, denen sich mittelalterliche Astronomen und Mathematiker widmeten. Die ausgeklügelte trigonometrische Lösung brachte schließlich ein Ende dieses Problems. Die Trigonometrie an sich, größtenteils eine arabische Entwicklung, ist die Grundlage zur Berechnung planetarer Umlaufbahnen sowie der irdischen Kartierung. Folglich erlangten mittelalterliche Qiblah-Tafeln oft höchste Genauigkeit. Die des im 14. Jahrhundert in Syrien schreibenden al-Khalili (Shams ad-Din al-Khalili, 1320-1380 n. Chr.) bietet die genauen Koordinaten vieler Städte, die bis auf ein oder zwei Grad genau berechnet worden sind.
Es könnte daher durchaus argumentiert werden, dass die präzise Beobachtung und die Fähigkeit, neue mathematische Lösungen zu alten Problemen zu finden, die beiden Hauptstärken der muslimischen Wissenschaftler im Mittelalter waren. Und dennoch waren diese, ebenso wie ihre europäischen Gegenspieler, nie ganz von den Gedanken Aristoteles‘ und Ptolemäus‘ befreit, deren Modelle der irdischen Geografie und der Himmelskunde in den Köpfen der Menschen festzuliegen schien. Dies änderte sich erst mit der Veröffentlichung der Newtonschen Gesetzen im Jahre 1687.
Die muslimischen Wissenschaftler waren die ersten, die zu vielen Details des geozentrischen Weltbildes Kritik äußerten. In der Tat basierte diese Kritik auf der Beobachtung der Diskrepanz zwischen dem theoretischen Model des geozentrischen Systems und den angesammelten Entdeckungen von Wissenschaftlern wie Nikolaus Kopernikus, Tycho Brahe oder Johannes Kepler im 15. bis 17. Jahrhundert, die die in den Werken arabischer Wissenschaftler niedergeschriebene Kritik über spanische Übersetzungen im 12. bis 13. Jahrhundert überliefert bekamen.
Al-Battani, der von den europäischen Übersetzern Albategni[us]genannt wurde, war hierbei herausragend. Er schrieb im neunten Jahrhundert über eine große Anzahl an wissenschaftlichen Themen, wobei sich einige dieser an dem traditionellen geozentrischen Dogma störten. Im Gegensatz zu Ptolemäus, erwies er beispielsweise, dass ringförmige Eklipsen – in denen ein Lichtring den verdunkelten Abschnitt umgibt – möglich waren. Zudem bewies er auch, dass der Winkeldurchmesser der Sonne Veränderungen unterlag. Er zeigte – wieder im Gegensatz zu Ptolemäus –, dass die Erdferne der Sonne abhängig von den Kreisbewegungen der Tagundnachtgleiche ist. So korrigierte er nicht zuletzt auch eine nicht unerhebliche Anzahl an Planetumlaufbahnen, wie die der Sonne. Durch das Interesse des Sultans an der Beobachtung des Neumondes brachte al-Battani auch Theorien zu den Sichtbarkeitsverhältnissen des Neumondes hervor.
Auch andere muslimische Astronomen hatten den Daten Ptolemäus’ etwas entgegenzusetzen. Der vermutlich großartigste muslimische Physiker, Ibn al-Haytham oder auch als Alhazen im mittelalterlichen Westen bekannt, war einer von ihnen. Al-Haytham argumentierte gegensätzlich zu Aristoteles, dass die Milchstraße in großer Entfernung zur Erde stand und dass die Höhe der Erdatmosphäre etwa 52.000 Schritten beträgt, wobei ein Schritt in etwa einem Meter entspricht. Al-Haytham schlussfolgerte dies aus seinen Beobachtungen als er merkte, dass der Sonnenaufgang beginnt, wenn die negative Höhe der Sonne 19 Grad erreicht. Da die Atmosphäre gut 50 Kilometer hoch ist (31 Meilen) und 52.000 Schritte gut 52 Kilometern (32 Meilen) ähneln, lag Ibn al-Haytham mit seiner Berechnung sehr nahe an der Realität.
Vor dem Teleskopzeitalter wurden astronomische Beobachtungen selbstverständlich mit dem einfachen Auge durchgeführt. In einigen Orten perfektionierten muslimische Wissenschaftler diese Beobachtungen jedoch, Maragha (im Iran) und Samarkand (in Usbekistan) sind hierfür sehr bekannt. An diesen Observatorien versammelten sich Astronomen, um Ptolemäus’ Sternkoordinaten neu zu bestimmen und um seinen Sternenkatalog letztendlich zu korrigieren. Der Katalog ließ Schlussfolgerung zur Position, zur Größe und zur Helligkeit von 1.022 Sternen zu, so wie es auch in heutiger Zeit gehandhabt wird. Dieser Katalog wurde im 10. Jahrhundert umfangreich vom Astronomen Abd al-Rahman al-Sufi (in der westlichen Welt als Azophi bekannt) überarbeitet, dessen Buch über die feststehenden Sterne das früheste bekannte illustrierte astronomische Manuskript darstellt. Die Kopie in der Bodleian Library (Hauptbibliothek der Universität Oxford) stammt von dem Sohn des Autoren und ist auf das Jahr 1009 datiert. Es wird darin ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Zeichnungen auf Beobachtungen des Sternenglobus basieren.
Es gibt eine sogar noch frühere Darstellung des Himmels in einer Jagdhütte der Umayyaden aus dem Jahre 715 n. Chr., die sich im heutigen Jordanien befindet. Die Darstellung trägt den Namen Qasr al-‚Amra und ist als Deckengemälde im Badehaus des Jagdhauses zu finden. Das Fresko zeigt etwa 400 Sterne und 37 Sternkonstellationen, die auf einer stereografischen Projektion aufgetragen wurde – was einer gewissen Vertrautheit mit Ptolemäus’ Planisphärum (Sternhöhenmesser oder auch Astrolabium genannt) zu dieser doch frühen Zeit gleichkommt.
Die Araber waren ebenso geschickte Handwerker und stellten astronomische Instrumente her – besonders bekannt sind die Sternhöhenmesser, die zur Bestimmung der Sternenpositionen, aber auch zur Lösungsfindung von Problemen in der sphärischen Astronomie dienten. Es gab drei Arten von Sternhöhenmessern: plan sphärisch, geradlinig und rund. Diese wurden an den Observatorien von Maragha und Samarkand genutzt und wurden auch später von den europäischen Astronomen bis zur Erfindung des Teleskopes angewandt.
Das Observatorium von Maragha wurde im Jahre 1259, ein Jahr nach der Machtübernahme Bagdads durch die Mongolen, vom berühmten Mathematiker Nasir al-Din al-Tusi gegründet. Da die mongolische Invasion in islamische Ländereien zu einer Landroute nach China führte, konnten muslimische Astronomen mit ihren chinesischen Gegenspielern schließlich zusammenarbeiten.
Die hauptsächlich theoretische Arbeit, die an diesem Observatorium durchgeführt wurde, bestand darin, das ptolemäische Modell zu vereinfachen und es mit dem aristotelischen Modell in Einklang zu bringen, welches gleichmäßig runde Umlaufbahnen für Planeten voraussetzte. Auch wenn die dort arbeitenden Astronomen häufig der falschen Spur folgten, machten sie dennoch sehr wichtige Entdeckungen. So brachte Ibn al-Shatir (Abul-Hassan Ali Ibn Ibrahim Ibn al-Shatir, 1304-1375 n. Chr.) Modelle für die Bewegungen des Mondes und des Merkurs hervor, die denen von Kopernikus (1473-1543 n. Chr.) auffallend ähnlich sehen.
Das Observatorium von Ulugh Beg (1394-1449 n. Chr.) in Samarkand, welches zwischen 1420 und 1437 erbaut wurde, wurde genutzt, um die Sternenpositionen aus Ptolemäus’ Katalog neu zu berechnen und es gibt nur wenig Zweifel darüber, dass die Organisation des Observatoriums und dessen Instrumente Tycho Brahes berühmte Observatorien in Uraniborg und Stjerneborg beeinflusst haben. Ein anderes Observatorium, von dem geglaubt wird, dass es Tycho Brahe beeinflusst habe, wurde in Istanbul vorgeschlagen und schließlich im 16. Jahrhundert errichtet. Im Jahre 1571 schlug Taqi al-Din Mohammed ibn Ma’ruf (1526-1585 n. Chr.), ehemaliger ägyptischer Richter und Autor vieler astronomischer Bücher, den Bau eines Observatoriums in Istanbul vor, nachdem er von dem Ottomanischen Reich als Hauptastronom angestellt worden war. Er wollte damit beginnen, die dringenden Arbeiten zur Aktualisierung der astronomischen Tafeln durchzuführen, die die Bewegungen der Planeten, die der Sonne und die des Mondes darstellten. Seine Bitte wurde vom Großwesir und Gönner der Wissenschaft, Sokullu Muhammad, positiv aufgenommen. In den Jahren 1571 bis 1574 mussten die Ottomanen jedoch gegen nicht weniger als drei der Hauptmächte Europas, Venedig, Spanien und Portugal, kämpfen, sodass der Bau nicht vor Mitte des Jahre 1577 fertiggestellt werden konnte.
Taqi al-Dins Observatorium bestand aus zwei wunderschönen Gebäuden, die sich hoch auf einem Hügel befanden, von wo aus der europäische Teil Istanbuls überblickt werden konnte und von wo sich ein ungehinderter Blick in den nächtlichen Himmel bot. Wie in einer modernen Institution befanden sich die Bibliothek und die Wohnräume im Hauptgebäude, wohingegen im kleineren Gebäude von Taqi al-Din selbst gefertigte beeindruckende Instrumente gelagert wurden. Diese beinhalteten auch eine Armillarsphäre und eine mechanische Uhr, um sowohl die Position als auch die Geschwindigkeit der Planeten zu bestimmen. Da er sich dessen bewusst war, dass Europa sich im Bereich der Astronomie weiterentwickeln würde, wollte er sich der Astronomie der islamischen Welt erst nach deren unangefochtenen Übermacht widmen.
Einige Monate später, in einer kalten Novembernacht, die auch die erste Nacht des heiligen Monats Ramadan darstellte, wurde unerwartet ein Komet mit einem enormen Schweif hinter sich gesichtet, der eine Kontroverse entfachen sollte, die das Ende seines Traumes bedeuten sollte – und seines Observatoriums. Drehend und wirbelnd wurde der Komet immer heller und wurde schließlich nach 40 Tagen zu einem Feuerball ähnlich der Sonne, der die Beobachter auf der Welt fürchten ließ.
Einer dieser Beobachter war Sultan Murad III., dessen Vater Sultan Selim kurz nach der Sichtung eines anderen Kometen starb. Murad III. war gerade dabei, eine Offensive gegen Persien und seine Verbündeten im Kaukasus zu beginnen und verlangte so von Taqi al-Din eine Prognose des Kometen. Dieser arbeitete Tag und Nacht ohne Nahrungsaufnahme an dieser Prognose, wobei seine letztendlichen Vorhersagen nicht unbedingt eintrafen. Obwohl die persischen Armeen im Krieg besiegt wurden, erfuhren die Ottomanen einige Rückschläge, wie den Ausbruch der Pest in einigen Teilen des Reiches und den Tod vieler berühmter Persönlichkeiten. Schon bald sollte das ottomanische Gericht dem Observatorium mit Ärger drohen.
Während die eine Fraktion des Großwesirs Sokullu die Institution weiterhin unterstützte, sagten seine politischen Rivalen, dass die Forschung eine Verschwendung von Mitteln sei.
Für eine kurze Zeitspanne überwog Sokullu und Taqi al-Din stürzte sich für zwei Jahre in seine astronomischen Forschungen. Doch dann wurde Sokullu umgebracht und eine Artillerieeinheit der Marine tauchte auf, dessen Kommandant den Abriss des Observatoriums befahl, da es seit dessen Bestehen nur Unglück für die Ottomanen brachte.
Ein anderes der Astronomie angelehntes, wissenschaftliches Fachgebiet, an dem die muslimischen Wissenschaftler interessiert waren – und für das sie wichtige Entdeckungen beitrugen – war die Optik.
Daher kann gesagt werden, dass selbst Newtons Optikgesetze aus dem Jahre 1704 eine lange Reihe an vorherigen Experimenten hinter sich hatten. Klassische Theorien über die Sehkraft gingen davon aus, dass die Sicht ein Ergebnis von aus den Augen austretenden Strahlen war und nicht etwa die Reflexion des Lichtes des betrachteten Objektes. Es war erneut Ibn al-Haytham, der dieser klassischen Theorie den Rücken kehrte und eine neue Theorie mit mathematischen Beweisen lieferte, die seine Theorie stützten. Seine Arbeit mit der Camera obscura und seine Entdeckungen der mathematischen Prinzipien hinter dem Phänomen des Regenbogens waren wichtige Schritte bei der Entwicklung optischer Instrumente – auch wenn die Erklärung der Regenbogenfarben bis auf Newton warten musste.
Andere muslimische Wissenschafter, wie Mohammad al-Biruni (973-1048 n. Chr.), trugen ebenfalls wichtige Beiträge dazu. Einer der Wissenschaftler des Maragha Observatoriums, Kamal al-Din Hassan al-Farisi (1267-1319 n. Chr.), schrieb einen wichtigen Kommentar über die optischen Aufsätze von Ibn al-Haytham, in welchem er die Ergebnisse faszinierender Experimentreihen mit der Camera obscura beschreibt.
Männer wie diese wären davon fasziniert gewesen, die Erde aus dem Weltraum zu fotografieren und die dahintersteckenden Theorien zu erfahren, die dies ermöglicht haben. Dies sind zum Teil auch solche Theorien, die ihren eigenen Beobachtungen zu Grunde liegen. Es ist bewundernswert, wie sich diese und andere Wissenschaftler für den Fortschritt der Wissenschaft und Technologie einsetzten. Viele der größten und wichtigsten Entdeckungen der Menschheit beruhen auf muslimische Wissenschaftler. Möge Allah, der Erhabene, uns Muslimen von heute und dem Westen das Herz und den Verstand öffnen, so dass wir wieder an die damalige Wissenschaftlich- und Sachlichkeit anknüpfen können.
