Mit Archäoastronom Georg Zotti in ferne Zeiten reisen

Blog25. August 2016, 08:00
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Er ist einer der Chefentwickler des Simulationsprogramms Stellarium. Zur Archäologie kam der Informatiker durch ein Rätsel der Urgeschichte, die neolithischen Kreisgrabenanlagen

Als ich eines Morgens nichtsahnend unser Büro betrete, stehe ich anstatt in einem nüchternen Raum quasi mitten im nächtlichen Stonehenge. Vor mir aufgebaut ist ein Panorama aus fünf großen, zusammengeschalteten Screens, die die Sommersonnenwende über dem Steinkreis simulieren. Vor den Bildschirmen sitzt mein Kollege Georg Zotti und zeigt mir begeistert die neuesten Ergebnisse seiner archäoastronomischen Forschungen.

Georg ist Informatiker und hat bereits während seines Studiums einen Schwerpunkt auf Virtual Reality beziehungsweise Augmented Reality und die Anwendung von Computergrafik in einem astronomisch-didaktischen Umfeld, aber auch in Hinblick auf historische Anwendungen gelegt. Am LBI Archpro ist er mitverantwortlich für die Entwicklung und Umsetzung von virtueller Archäologie, darunter 3D-Datenauswertung, 3D-Druck sowie interaktive Installationen und Modellbau für Ausstellungen.

Ein mitteleuropäisches Phänomen

Zur Archäologie kam Georg durch eines der Rätsel der österreichischen Urgeschichte: die neolithischen Kreisgrabenanlagen. Kreisgrabenanlagen sind ein mitteleuropäisches Phänomen. Etwa 40 Stück gibt es allein in Österreich, davon die meisten im niederösterreichischen Weinviertel. Es finden sich aber auch Beispiele in Deutschland, Tschechien und der Slowakei.

Kreisgrabenanlagen bestehen aus konzentrischen Spitzgräben mit mehreren zig Metern Durchmesser. Das Innere ist durch eine oder mehrere Erdbrücken erreichbar. Die Funktion dieser Monumente, die mehr als 2.000 Jahre älter sind als der Steinkreis von Stonehenge, ist bis heute nicht geklärt. Das liegt vor allem an den Erhaltungsbedingungen. Die intensive Landwirtschaft im Weinviertel, gepaart mit der dadurch entstehenden Bodenerosion, zerstört diese Bodendenkmäler sukzessive.

Prähistorische Observatorien?

Basierend auf den bisherigen Erkenntnissen aus archäologischer Prospektion und gezielten Ausgrabungen müssen wir davon ausgehen, dass mögliche Spuren aus dem Inneren der Kreisgrabenanlagen, die uns Aufschluss über deren Verwendungszweck hätten geben können, sich bis auf wenige Ausnahmen wahrscheinlich nicht erhalten haben. Interessant ist auch, dass kaum zwei dieser Anlagen einander gleichen. Es gibt unterschiedliche Anzahlen von Gräben und Erdbrücken, die zudem auch immer wieder in unterschiedliche Himmelsrichtungen ausgerichtet sind.

Letzteres Merkmal regte die Vermutung an, bei den Kreisgrabenanlagen könnte es sich um prähistorische Observatorien handeln. Bis vor einigen Jahren war das jedoch nicht mehr als eine Hypothese. Um eine solche Annahme testen und gegebenenfalls verifizieren zu können, braucht es Spezialisten aus dem Gebiet der Archäoastronomie.

Berühmte Beispiele

Die Archäoastronomie beschäftigt sich mit archäologischen Hinweisen auf die Beobachtung von Himmelskörpern in der Ur- und Frühgeschichte. Solche Hinweise können beispielsweise in die Orientierung von Kulturbauwerken "eingebaut" sein, die oft in Richtung des Auf- oder Untergangs der Sonne zur Sonnwende oder zu bestimmten Kalenderdaten – zum Beispiel einem überlieferten Geburtsdatum eines Stifters – steht. Berühmte Beispiele sind hier natürlich Stonehenge, die Pyramiden von Gizeh und der Tempel von Abu Simbel in Ägypten oder auch die Tempel der Maya.

Das Interessante an solchen Spuren ist: Sie zeigen uns ganz klar, dass die Vorgänge am Himmel die Menschen schon seit Jahrtausenden beschäftigen und zumindest Sonne und Mond in ihren regelmäßigen Erscheinungen in ihrem Alltag beobachtet wurden.

Historie der Archäoastronomie

Die Archäoastronomie als eigene Wissenschaftsdisziplin hat sich aus der Bauaufnahme beziehungsweise der Bauforschung innerhalb der Klassischen Archäologie im Lauf des 19. Jahrhunderts entwickelt. Im Zuge dessen beschäftigten sich einige Forscher mit Tempeln und deren Verbindung zu Festtagen innerhalb des jeweiligen Kalenders.

Aufschwung erfuhr die Archäoastronomie besonders durch die Entzifferung der Keilschrift, die mittels vor allem im 19. Jahrhundert gefundener umfangreicher Keilschriftarchive großartige Erkenntnisse zum Stand der Himmelskunde in Mesopotamien erbrachte. Und auch in der Archäologie der Neuen Welt konnten durch Analyse von Bauwerken und die erst vor kurzem geglückte Enträtselung der Maya-Schrift in den ganz wenigen erhaltenen Codices sehr interessante Erkenntnisse über die Himmelsbeobachtung der dortigen Hochkulturen gewonnen werden.

Zusammenarbeit mit Spezialisten

Dennoch ist die Gruppe der Archäoastronomen weltweit überschaubar und setzt sich zumeist aus Archäologen zusammen, die im Zuge ihrer Forschungen auf rätselhafte architektonische Strukturen oder ungewöhnliche Anordnungen von Pfostensetzungen stoßen und dann offen genug sind, den Himmel in ihre Untersuchung einzubeziehen. In manchen Fällen sind es auch Architekten und Kunsthistoriker, die sich mit Tempeln, ihrer Baugeschichte und Funktion beschäftigen und dann Lichteinfälle und Beleuchtungseffekte zu bestimmten Festtagen studieren wollen.

In jedem Fall braucht es aber die interdisziplinäre Zusammenarbeit mit Spezialisten, denn umfassende archäoastronomische Untersuchungen sind eine komplexe Angelegenheit. Sternenkonstellationen sowie Sonnen- und Mondläufe haben sich in den tausenden Jahren seit der Entwicklung des modernen Menschen verändert. Astronomische Phänomene müssen daher zuerst zum gewünschten Datum genau berechnet werden, bevor die Analyse beginnen kann.

Der Himmel ferner Zeiten

Während in früheren Jahrhunderten dafür Tafelwerke zum Einsatz kamen, verwendet man heute astronomische Simulationsprogramme, die den Himmel ferner Zeiten sehr viel anschaulicher darstellen können. Benötigt wird in jedem Fall auch eine genaue Vermessung der untersuchten Bauwerke beziehungsweise der Horizontlinien mittels elektronischer Geräte wie Tachymeter und 3D-Laserscanner oder photogrammetrischer Verfahren wie des Image-based Modelling. Die damit generierten hochauflösenden 3D-Modelle mit den Simulationsprogrammen zu kombinieren war allerdings lange Zeit ein Problem.

Eine Lösung dafür wurde im Rahmen des FWF-ASTROSIM-Projekts am Vienna Institute for Archaeological Science (VIAS) erarbeitet, das die Untersuchung der neolithischen Kreisgrabenanlagen in Bezug auf ihre astronomische Bedeutung zum Ziel hatte. Ungewöhnlich an diesem Projekt war sicherlich die Tatsache, dass die Mehrzahl der Kreisgräben nicht ergraben, sondern durch magnetische Prospektionsdaten kartiert vorliegt. Zur Anwendung kam hier das astronomische Simulationsprogramm Stellarium.

Open-Source-Stellarium

Dieses Desktop-Planetarium ist ein sogenanntes Open-Source-Projekt eines kleinen Entwicklerteams um den Franzosen Fabien Chéreau (stellarium.org). Open Source bedeutet, dass jeder den Quellcode des Programms einsehen und beliebig erweitern oder verändern kann. Mit diesem Programm kann man den Himmelsanblick zu beliebigen Zeiten an beliebigen Orten auf der Welt darstellen sowie Sternbilder verschiedener Kulturen anzeigen lassen. Für historische Anwendungen mangelte es jedoch etwas an Rechengenauigkeit, und genau hier setzte Georg an. Er ist seither einer der Chefentwickler dieses Simulationsprogramms.

Zusammen mit einigen Studenten am Institut für Computergraphik und Algorithmen der TU Wien hat er aber vor allem die völlig neue Möglichkeit geschaffen, das virtuelle 3D-Modell eines Bauwerks mit umgebender Landschaft unter den Sternenhimmel früherer Jahrtausende zu laden, um darin Blickachsen und Lichteinfälle in der virtuellen Landschaft zu untersuchen. Um das bewerkstelligen zu können, wurden 30 einfache virtuelle Modelle dieser Monumente am Computer gebaut und mit der Kombination von Landschaft, Bauwerk und Himmel dargestellt. Die Landschaft ist hierbei ganz wichtig, weil sie den Horizont bestimmt. Daher wurden zur Kontrolle auch die Horizontlinien (so weit das Auge reicht) von circa 30 Kreisgräben aus Niederösterreich im echten Gelände mittels Tachymeter vermessen. Auf diese Weise konnte untersucht werden, ob und wie genau die Kreisgraben-Zugänge mit astronomisch motivierten Richtungen (Sonnwendaufgänge, bestimmte Mondaufgänge, aber auch Sterne) zusammenfallen.

Von ASTROSIM wissenschaftlich belegt

Das ASTROSIM-Projekt konnte wissenschaftlich belegen, dass lediglich eine Anlage, nämlich Pranhartsberg 2, eine Orientierung eines Tores zum Sonnenuntergang zur Sommersonnwende aufweist, während alle anderen untersuchten Anlagen keine eindeutige Verbindung zu Himmelsobjekten aufweisen. Stattdessen scheinen die Tore mit Rücksicht auf die jeweilige Topografie angelegt worden zu sein.

Trotz dieses Ergebnisses hat die archäoastronomische Methode, die für ASTROSIM entwickelt wurde, weltweit großen Anklang gefunden und wird heute international eingesetzt, wie beispielsweise im Stonehenge Hidden Landscape Project. In der Stonehenge-Ausstellung im Mamuz-Museum Mistelbach kann man auf einer Panoramaleinwand einen Rundblick auf die Landschaft von Stonehenge genießen, und Stellarium liefert dazu den genau simulierten Sommersonnenaufgang.

Später an diesem Tag zeigt Georg mir noch weitere Anwendungen im Stellarium. Von Wien aus beobachten wir noch die Wintersonnenwende im Ganggrab von Newgrange in Irland, den Sonnenlauf über den 13 Türmchen von Chankillo in Peru und die neuentdeckte Sommersonnwend-Orientierung des Antinoeions in der Hadriansvilla in Tivoli bei Rom, bevor es wieder an die Arbeit geht. (Petra Schneidhofer, 25.8.2016)

Petra Schneidhofer ist Geoarchäologin und arbeitet am Ludwig-Boltzmann-Institut für Archäologische Prospektion und Virtuelle Archäologie in Wien. Sie beschäftigt sich mit Geomagnetik, Bodenradar, der Verwendung von Luftbild- und Satellitenaufnahmen sowie 3D-Visualisierungen.

Georg Zotti ist Informatiker und Archäoastronom am LBI Archpro. Er beschäftigt sich mit virtueller Archäologie, darunter 3D-Datenauswertung, 3D-Druck sowie interaktive Installationen und Modellbau für Ausstellungen.

foto: georg zotti/vias astrosim
Für einen Blick in das Stellarium und die Simulation für die Kreisgrabenanlage Pranhartsberg 2 gehen Sie wie folgt vor: Im Browser auf die Projektseite ASTROSIM – astrosim.univie.ac.at – gehen. Links unter Ergebnisse auf "3D: Pranhartsberg 2" klicken. Kurze Wartezeit, bis die Simulation geladen ist. Nun können Sie die Videoanimation der Anlagen Pranhartsberg 1 und 2 genießen. Um die Simulation selbst zu steuern, den Anweisungen bezüglich der Tastenkombinationen unter dem Video folgen. Die Beschreibung klingt vielleicht komplizierter, als es ist. Einfach versuchen!

Links

Zum Thema

  • Georg vor der imposanten Panoramaleinwand, die im Mamuz-Museum in Mistelbach im Rahmen der Ausstellung "Stonehenge – Verborgene Landschaft" zu sehen ist.
    foto: georg zotti

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  • Ein Blick in das Stellarium zeigt einige Sternbilder aus der sogenannten nordamerikanischen Dakota Sky Culture, kreiert von Annette Lee. Ein Beispiel dafür, wie die Sternbilder verschiedener Kulturen in das Programm integriert und zu Forschungszwecken verwendet werden können.
    foto: georg zotti

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  • Still einer Simulation der Kreisgrabenanlagen Pranhartsberg 1 und 2. Wer möchte, kann sich interaktiv in der Simulation bewegen. Die Anleitung dazu findet sich bei den Links.
    foto: georg zotti/vias astrosim

    Still einer Simulation der Kreisgrabenanlagen Pranhartsberg 1 und 2. Wer möchte, kann sich interaktiv in der Simulation bewegen. Die Anleitung dazu findet sich bei den Links.

  • Simulation des Sonnenuntergangs zur Sommersonnenwende im Tor der Kreisgrabenanlage Pranhartsberg 2.
    foto: georg zotti/vias-astrosim

    Simulation des Sonnenuntergangs zur Sommersonnenwende im Tor der Kreisgrabenanlage Pranhartsberg 2.

  • Magnetbild der Kreisgrabenanlage Steinabrunn in Niederösterreich. Basierend auf solchen magnetischen Prospektionsdaten wurde das ASTROSIM-Projekt durchgeführt.
    foto: zamg/vias-astrosim

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  • Auch Archäoastronomen machen Urlaub. Georg verbringt seinen meist damit, fernab von der Lichtverschmutzung der Ballungsräume den Himmel zu betrachten.
    foto: georg zotti

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  • Von seinen Reisen an den Polarkreis und nach Namibia bringt er regelmäßig faszinierende Aufnahmen des Sternenhimmels mit. Hier vom Eta-Carinae-Nebel.
    foto: georg zotti

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