Stonehenge: die Achse, die Sonne und der Mond

Die Achse, die Sonne und der Mond auf dem Grundriss

Der Grundriss zeigt die Steine von oben, mit Norden oben. Das helle Band ist die Achse von 49° nach Nordosten (und 229° nach Südwesten) mit unserer Spanne von ± 1°. Die gelben und orangen Linien sind das erste Licht (Aufgang) und das letzte Licht (Untergang) der Sonne an der gewählten Stelle im Jahr, die blauen Linien die äußersten Monduntergänge und -aufgänge im gewählten Jahr des Mondzyklus. Darunter steht der Horizont im Nordosten und Südwesten im wahren Winkelmaßstab. Uhrzeiten zeigen wir nicht; es geht um die Richtung.

Was wir wissen und was nicht

• Gesichert: Stonehenge wurde in Phasen gebaut. Wall und Graben stammen von etwa 3000–2920 v. Chr., der Sarsenkreis, das Hufeisen aus Trilithen und wahrscheinlich auch die Station Stones von etwa 2620–2480 v. Chr., die Avenue von etwa 2480–2280 v. Chr. (Darvill u. a. 2012; Datierungen mit Unsicherheit).
• Gemessen: Die Hauptachse verläuft vom Nordosten, der Richtung der aufgehenden Mittsommersonne, nach Südwesten, der Richtung der untergehenden Mittwintersonne. Ruggles (1997) gibt sie mit 49° an, auf das Grad genau; er schreibt selbst, dass diese Richtung nicht genau feststeht.
• Anerkannt: dass die Sonnenwendachse beabsichtigt ist. Welche Richtung am stärksten zählte, ist eine Deutung. Darvill u. a. (2012) meinen, dass vor allem die Anordnung des Hufeisens aus Trilithen auf Mittwinter weist; Ruggles (1997) beschreibt auch die Wirkung des Mittsommerlichts durch den Eingang, zwischen dem Heel Stone und seinem Partner.
• Umstritten: der Heel Stone. Neben ihm wurde ein großes Steinloch gefunden. Darvill u. a. (2012) lesen darin zwei Steine, die die Achse flankierten; Parker Pearson hält den Heel Stone für den Stein aus diesem Loch, später versetzt.
• Umstritten: die Avenue. Im Boden unter der Avenue liegen natürliche Streifen und Rücken, die schon auf der Sonnenwendlinie lagen. Allen u. a. (2016) halten es für möglich, dass diese Linie die Richtung des Monuments bestimmt hat; ob das Absicht oder Zufall war, bleibt eine Deutung.
• Umstritten: die Station Stones und der Mond. Die lange Seite ihres Rechtecks weist ungefähr auf die äußersten Mondstände (Newham 1966; Hawkins 1963). Atkinson (1966) berechnete, dass so viele Ausrichtungen oft von selbst vorkommen, und Ruggles (1997) sieht keinen überzeugenden Beleg für viele genaue Ausrichtungen in Stonehenge. Ob die Mondrichtung beabsichtigt ist, wissen wir nicht.
• Unbekannt: Die Ergebnisse der Beobachtungen der großen Mondwende 2024–2025 (English Heritage; Ruggles, Chadburn und Silva) sind noch nicht veröffentlicht.
• Unsere Berechnung sagt, was geometrisch möglich war, nicht, was die Erbauer beabsichtigten.

Unsere Berechnung

Wir rechnen vom Mittelpunkt des Steinkreises aus (Augenhöhe 1,5 m), mit der Sonne aus unserem eigenen Modell (Schiefe der Ekliptik IAU 2006, Kepler-Bahn) und dem wirklichen Horizont aus OS Terrain 50. Erstes und letztes Licht ist der Moment, in dem der Oberrand der Sonne (das erste Stück Sonne, das beim Aufgang über dem Horizont erscheint, und beim Untergang das letzte, das verschwindet) auf dem Horizont steht, mit Refraktion bei 1010 mbar und 0 °C. Ruggles (1997) gibt die Achse mit 49° an, auf das Grad genau (aus dem Plan von Cleal u. a. abgelesen), und schreibt selbst, dass diese Richtung nicht genau feststeht; eine Spanne nennt er nicht. Wir rechnen mit einer Spanne von ± 1°: Das ist unsere eigene Wahl (die Rundung auf das Grad, ± 0,5°, plus die Unsicherheit dieses Plans). Wir zeigen die Achse deshalb als Band von 48° bis 50° (und von 228° bis 230°), nicht als einzelne Linie.

Mit GLO-30 liegt das erste Licht etwa 0,4° weiter östlich (49,6° im Jahr 2500 v. Chr.). Das liegt daran, dass der Horizont bei 49,6° in GLO-30 höher liegt: 0,769° gegenüber 0,582° in OS Terrain 50, also etwa 0,2° höher. Entlang des Horizonts verschiebt sich die Sonne um etwa 1,9° im Azimut pro Grad Höhe, 0,2° höher ergibt also etwa 0,4° Verschiebung. Das letzte Licht ändert sich kaum.

Dass die Sonne am Untergangsende weiter neben der Achse liegt als am Aufgangsende (siehe Tabelle), ist Geometrie und kein Fehler: Bei einer Deklination von ±24° liegen die Aufgangsrichtung im Nordosten und die Untergangsrichtung im Südwesten nicht genau gegenüber (etwa 1° Unterschied). Das liegt daran, dass die Sonne bei Auf- und Untergang nicht auf dem mathematischen Horizont steht: Der Horizont liegt etwas höher, die Luft bricht das Licht, und wir rechnen mit dem Oberrand. Die Achse ist eine gerade Linie, daher kann die Sonne in der einen Richtung näher an ihr liegen als in der anderen. Beide Abstände haben dieselbe Größenordnung wie unsere Spanne für die Achse (± 1°); sie sagen nichts darüber, was die Erbauer beabsichtigten.

In 4500 Jahren hat sich die Sonne zur Sonnenwende um etwa 1,1° verschoben: der Aufgang nach Osten (1,07°), der Untergang nach Westen (1,06°), weil die Schiefe der Erdachse von 23,98° auf 23,44° abnahm.

Den Mond rechnen wir über einen vollständigen Zyklus von 18,6 Jahren, mit der horizontalen Parallaxe (der Mond ist so nah, dass wir ihn fast 1° tiefer sehen als vom Erdmittelpunkt aus), dem Oberrand und demselben Horizont. Für die Sonne rechnen wir mit 2026, dem laufenden Jahr; für den Mond mit 2025, weil die letzte große Mondwende in die Jahre 2024 und 2025 fiel. Der äußerste Mondaufgang im Südosten und der äußerste Monduntergang im Nordwesten der großen Mondwende liegen 2500 v. Chr. bei 141,8° und 320,4°, 2025 bei 140,5° und 319,2°. Die lange Seite des Rechtecks der Station Stones (etwa 80 m mal 33 m) verläuft in Richtung 139° bis 140° (und 319° bis 320°); die Mittelrichtung ist 139,5° (und 319,5°). Nur der Monduntergang von 2025 (319,2°) liegt innerhalb der Richtung der langen Seite selbst. Die anderen drei liegen außerhalb: der Mondaufgang von 2025 (140,5°) 1,0° von der Mittelrichtung entfernt, und 2500 v. Chr. der Monduntergang (320,4°) 0,9° und der Mondaufgang (141,8°) 2,3°. Ob die lange Seite und die Mondstände zusammenhängen, sagt die Geometrie nicht. Die Station Stones 92 und 94 sind verschwunden; ihre Lage folgt aus dem Rechteck.

Wie wir rechnen

Wir wählen das Höhenmodell, das am besten zu unabhängigen Messungen passt, und nicht das Modell, das das schönste Ergebnis liefert.

Bei Maeshowe ist das Copernicus GLO-30, geprüft an den Theodolitmessungen von Ruggles und MacKie: Unser Horizont ist 1,31° / 0,94° / 0,91° bei 217,1° / 222,9° / 225,7°, gemessen sind 1,3° / 1,0° / 0,9°; der größte Unterschied beträgt 0,06° (bei 222,9°).

Bei Stonehenge ist das OS Terrain 50, geprüft an den Horizontprofilen von Chadburn & Ruggles (2024): 0,57° gegenüber 0,60° bei 49° und 0,48° gegenüber 0,49° bei 229°, innerhalb von 0,03°. GLO-30 liegt darüber (0,69° bei 49°; im nordöstlichen Abschnitt bis zu 0,34° höher), wahrscheinlich weil dieses Modell Bäume und Gebäude mitzählt. Deshalb ist OS Terrain 50 hier das Hauptmodell; GLO-30 ist zum Vergleich zu sehen.

Was wir nicht wissen

• Die Achse stammt nur von Ruggles (1997): 49°, auf das Grad genau angegeben, und er schreibt selbst, dass diese Richtung nicht genau feststeht. Die Spanne von ± 1° ist unsere eigene Wahl. Einen genaueren Wert haben wir nicht.
• Der Mittelpunkt des Kreises stammt aus einer Quelle (Chadburn & Ruggles 2024); eine zweite Quelle bestätigt ihn nur auf 100 m genau. Eine Verschiebung des Mittelpunkts um 3 m ändert das erste und letzte Sonnenlicht um höchstens 0,01°, um 10 m um höchstens 0,02° (die äußersten Mondstände um höchstens 0,02°).
• Wir rechnen vom Mittelpunkt aus. Die Erbauer haben vielleicht von einem Stein oder vom Eingang aus geschaut. Vom Eingang des Sarsenkreises (16 m nach Nordosten) verschiebt sich das erste Sonnenlicht um 0,03° und vom Heel Stone aus um 0,13° (die äußersten Mondstände um höchstens 0,16°). Das ist in unserem Modell klein, weil der Horizont niedrig und flach ist. Ein Modell von 50 m sieht keine einzelnen Hügelgräber, Hecken oder Bäume; sie können den Horizont stellenweise um einige Zehntelgrad erhöhen, und das wissen wir nicht.
• Die Landschaft und die Bäume im Jahr 2500 v. Chr. sind unbekannt; der Horizont stammt aus einem Modell von heute.
• Unser Mondmodell wurde an 2025 geprüft (Unterschied in der Deklination kleiner als 0,01°) und nicht an 2500 v. Chr.; für diese Zeit rechnen wir eine abgekürzte Reihe ohne ΔT, was über einen vollständigen Zyklus kaum ausmacht.
• Die Ergebnisse der Beobachtungen der großen Mondwende 2024–2025 (English Heritage, Ruggles, Chadburn, Silva) sind noch nicht veröffentlicht; für unsere Werte für 2025 gibt es daher keine Beobachtung zum Vergleich.
• Die Lage der Station Stones 92 und 94 ist aus dem Rechteck abgeleitet; die Steine selbst sind verschwunden.