Universitäts-Sternwarte München

Fakultät für Physik der Ludwig-Maximilians-Universität

Geschichte der Sternwarte

Lamont – Erdmagnetismus – Observatorium

Nach wiederholten Rücksprachen mit Schelling entschloss sich Lamont, an dieser Arbeit Theil zu nehmen und im Einverständnis mit Schelling eine ehrfurchtvolle Vorstellung unmittelbar an Seine Majestät den König einzureichen, in der er die wissenschaftlichen Vorteile einer Teilnahme an diesem weltumspannenden Beobachtungsprogramm darlegte und auch gleich einen Bauplan für ein magnetische Observatorium beifügte. Als Kronprinz Maximilian (1811–1864) von diesen Plänen erfuhr, liessen Seine königliche Hoheit aus eigenem Antribe den Willen kund geben, der neuen Anstalt nicht blos zu ihrer vollständigen Einrichtung eine namhafte Summe aussetzten, sondern auch auf eigene Kosten einen Gehilfen während der Dauer der Beobachtung beigeben zu wollen. Lamont war über die Zuwendung in Höhe von 400 Gulden und die Stellenzusage hocherfreut, wie sehr durch die grossmüthige Donation Seiner königlichen Hoheit die Anstalt gewonnen hat.

Noch im Februar 1840 wurde mit dem Bau des Observatoriums begonnen und Lamont bestellte bei Moritz Meyerstein (1808–1882), dem Mechaniker von Gauß, mehrere Magnetstäbe, um damit die erforderlichen Messinstrumente zu bauen. Um den Einfluss der Tagestemperatur und von Eisenteilen möglichst zu eliminieren, wurde das Observatorium nur aus Holz errichtet und unterirdisch in 35 Meter Entfernung zum Hauptgebäude angelegt. Der Bau besaß doppelte Holzwände, die die Zirkulation von Luft erlaubten und damit die Entstehung von Feuchtigkeit verhinderten. Während der Gang zur Sternwarte mit Erde abgedeckt war, erhielt das eigentliche Observatorium Tageslicht, da sich die Dächer der Seitenteile ein Paar Fuss über den Boden erhoben und das Dach des mit verglasten Öffnungen versehenen Mittelteils noch etwas höher war.

Schon am 1. August 1840 um 6 Uhr morgens konnte im Observatorium mit den kontinuierlichen Messungen der Kenngrößen des Erdmagnetfeldes (Deklination, Inklination und Horizontalintensität) begonnen werden. Zunächst wurden die Instrumente tagsüber stündlich abgelesen und nachts alle zwei Stunden. Lamont führte drei Messungen vormittags und eine am Nachmittag persönlich durch, während seine drei Gehilfen für die restlichen Termine zuständig waren. Einmal im Monat, zu einem Zeitpunkt, der vom Magnetischen Verein festgelegt wurde, erfolgten die Messungen in noch kürzeren Zeitintervallen.

Da die von Gauß eingeführte Messmethodik nach Ansicht von Lamont durchaus verbesserungsbedürftig war, stellte er schon bald hierzu eigene Experimente an. Diese zeigten auch, dass kleine, nur wenige Gramm wiegende Magnete für die Messmethodik – vor allem unter dem Aspekt der Anwendung im Gelände – von großem Vorteil waren. Zur Vermeidung des Einflusses von Luftturbulenzen mussten dabei die an dünnen Fäden aufgehängten Magnete jedoch in einem Glasgehäuse untergebracht werden. Die Geräte wurden so aber nicht nur unproblematischer in der Handhabung, sondern erlaubten auch die Beobachtung von Magnetfeldänderungen auf kürzeren Zeitskalen. Solche instrumentellen Änderungen trugen dann ganz entschieden zur Verbesserung der Messgenauigkeit bei.

Ab 1846 musste das unterirdische Observatorium jedoch aufgegeben werden, da ein Teil der hölzernen Anlage schon in Verfall gerieth, und die Wiederherstellung derselben nicht erlangt werden konnte. Obwohl zwischenzeitlich in den meisten anderen Stationen die Beobachtungen schon abgebrochen worden waren, konnte Lamont erreichen, dass erdmagnetische Messungen in Bogenhausen zu einer permanenten Einrichtung wurden. Da er die Messtechnik verbessert und seine Instrumente verkleinert hatte, konnten diese in einiger Entfernung südlich des Hauptgebäudes in Vertiefungen von ca. 1.8 Metern aufgestellt und durch eine in die Wand des Bibliothekszimmers gebrochene viereckige Öffnung mit einem Teleskop abgelesen werden. Als sich jedoch herausstellte, dass vor allem die Eisenmassen der Westkuppel einen starken Einfluss auf die Messergebnisse ausübten, ermittelte Lamont in mühsamen Versuchsreihen diese lokalen Störfaktoren und berücksichtigte sie bei der Reduktion der Daten. An diesem Verfahren wurde dann praktisch bis 1882 fast ununterbrochen festgehalten.

Um die immense Belastung durch die regelmäßige Ablesung der Instrumente zu verringern, wurden diese ab 1848 auf die Tagesstunden beschränkt. Lamont hatte nämlich 1847 einen Magnetographen konstruiert, mit dem in einem unterirdischen Raum die magnetischen Variationen kontinuierlich aufgezeichnet werden konnten. Die registrierenden Magnete besaßen feine Spitzen, die über einen von einem Uhrwerk gesteuerten Exzenter alle fünf Minuten auf eine sich drehende, mit Wachs und Ruß bestrichene Walze gedrückt wurden und dort feine Punkte hinterließen, die hinterher mit einem Mikroskop ausgewertet werden konnten. Die Walzen wurden täglich ausgebaut, abgelesen, neu präpariert und wieder benutzt. An diesem Verfahren hielt man bis etwa 1870 fest und wechselte erst dann zu einer photographischen Registrierung.

Zur Kontrolle der Variationsmessungen wurden ab 1847 in einer kleinen eisenfreien Holzhütte in der Südostecke des Geländes regelmäßig absolute Bestimmungen der Kenngrößen des Erdmagnetfeldes vorgenommen. Die Hütte wurde dann 1859 durch einen Neubau aus Stein am nördlichen Rand des Geländes ersetzt, der bis 1886 in Betrieb war.

Die von dem Gaußschen Mechaniker Mayerstein unterzeichnete Rechnung vom 20. Februar 1840, für zwey zehnpfündige und zwey 4 pfündige Magnetstäbe, die Lamont zum Bau seiner ersten magnetischer Messinstrumente benutzte. Die Rechnungsbeträge sind in Talern angegeben, dem in Norddeutschland damals gängigen Zahlungsmittel.

Abrechnungen für Material und Arbeitsleistungen im Zusammenhang mit dem Bau des magnetischen Observatoriums. Es wurden z. B. für die von Zimmermeister Stitzinger gelieferten Bretter 2 Gulden, für den Aushub 2 Gulden 50 Kreuzer und für Dach eindecken und planiren 2 Gulden 42 Kreuzer gezahlt. In Bayern wurde seinerzeit ein Gulden mit 60 Kreuzern bewertet.

Lamonts handschriftlicher Nachweis über die Verwendung der vom Kronprinzen Maximilian zum Bau des magnetischen Observatoriums zur Verfügung gestellten 400 Gulden. Daraus ist auch ersichtlich, welche Handwerker am Bau beteiligt waren und dass für die Magnetstäbe zusätzlich noch Mauth und Transportkosten angefallen sind. In Summa ergeben sich (mit Bleistift eingetragen und kaum leserlich) 390 Gulden 22 Kreuzer. Im Rahmen eines Festvortrags stellte Lamont am 25. August 1840 den Akademiemitgliedern sein neues magnetisches Observatorium vor.

Die Lage des unterirdischen Observatoriums (F) relativ zum Haupttrakt der Sternwarte (A, B, C) und dem Refraktorgebäude (D). Ein 35 Meter langer Gang führte vom Hauptgebäude zu dem achteckigen Messplatz, der in einer Tiefe von 3.8 Metern lag und von dem kreuzförmig vier 8.8 Meter lange und 1.8 Meter breite Gänge abzweigten. Dabei lagen zwei von ihnen im damaligen magnetischen Meridian (17° W) und zwei senkrecht dazu. Die Messinstrumente (im nördlichen Gang das Deklinatorium, im westlichen ein Bifilar zur Intensitätsmessung und im südlichen das Inklinatorium) standen an den Enden von drei Gängen auf hölzernen Säulen und wurden mit einem Theodolit vom Zentrum des Kreuzes aus abgelesen. Am Ende des vierten Ganges (Richtung Refraktorgebäude) waren in einem bis zu einer Tiefe von 9 Metern getriebenen Schacht Bodenthermometer installiert. Als 1846 das Holzwerk des Observatoriums in Verfall geraten war, wurden die Instrumente in Vertiefungen von ca. 1.8 Metern südlich des Hauptgebäudes plaziert (m) und durch eine in die Wand des Bibliothekszimmers gebrochene viereckige Öffnung mit einem Teleskop abgelesen.

Nachdem 1847 am südöstlichen Rand des Sternwartgeländes eine hölzerne Hütte für Absolutmessungen errichtet und bis 1859 benutzt worden war, kam es im gleichen Jahr zum Bau eines stabilen Hauses am Nordrand des Grundstücks. Es war eisenfrei aus Steinen hergestellt, konnte daher die Messungen nicht beeinflussen und war bis 1886 in Betrieb. Das Bild zeigt Querschnitt und Grundriss dieses absoluten Hauses.

Dieser Plan des Dorfes Bogenhausen aus dem Jahre 1876 zeigt auch die Sternwartanlage. Neben Haupt- und Refraktorgebäude sind auch die Lage des ehemaligen unterirdischen magnetischen Observatoriums und der ehemaligen (unten rechts) und neuen (oben links) absoluten Hütte angegeben.

Lamonts verfasste zwei Monographien über sein Spezialgebiet: 1849 erschien das Handbuch des Erdmagnetismus, 1867 das des Magnetismus. Beide Werke zählen auf diesem Gebiet zur klassischen Literatur in deutscher Sprache.

Bildquellen:

Nr. 1–10, 12, 13: USM
Nr. 11: WWW