Joseph Louis Lagrange lebte von 1736 bis 1813
Joseph Louis de Lagrange war ein bedeutender Mathematiker des 18. Jahrhunderts. Er nutzte seine sehr guten Mathematikkenntnisse, um komplizierte Bahnen von Himelskörpern zu berechnen. Er beschäftigte sich mit unserem Mond, den Jupitermonden und der Saturnbahn.
Eine Mondbahnberechnung ist hochgradig schwierig, da es sich hier um ein Drei-Körper-Problem handelt. Der Mond wird nicht nur von der Schwerkraft der Erde beeinflusst, was sich noch relativ leicht berechnen ließe, sondern auch vom unterschiedlich großen Betrag der Schwerkraft der Sonne, da er auf der Runde um die Erde mal näher an der Sonne ist und mal weiter weg.
Noch komplizierter wird es bei den vier großen Jupitermonden, die nicht nur von Jupiter und der Sonne beeinflusst werden, sondern sich auch noch gegenseitig stören, wenn sie sich nahe kommen. Im Zuge dieser Störungsrechnung entdeckte Langrange fünf ganz besondere Punkte einer Umlaufbahn, die heute nach ihm benannt sind: die Lagrangepunkte (auch Librationspunkte).
Turin, Berlin, Paris
Am 25. Januar 1736 wird Giuseppe Ludovico Lagrangia in Turin in Italien geboren. Da seine Familie französischer Abstammung ist, benennt er sich später in Joseph Louis de Lagrange um. Schon frühzeitig zeigte sich sein besonderes mathematisches Talent, sodass er bereits mit 19 Jahren Professor für Mathematik an der Turiner Artillerieschule wird und Unterricht erteilen darf. Seine Schüler waren teilweise sogar älter als er! In seiner Heimat war er Mitbegründer der Akademie der Wissenschaften.
Mit einigen mathematischen Aufsätzen, die er veröffentlichte, erlangte Langrange viel Ansehen und wurde 1766 von Friedrich dem Großen nach Berlin berufen, um an der dortigen Akademie der Wissenschaften die Nachfolge des Mathematikers Euler anzutreten. In Berlin wirkte er 21 Jahre lang.
Im Jahr 1787 ging er auf Wunsch von Louis XVI. nach Paris. Dort erhält er verschiedene Funktionen wie Professor der Pariser Akademie, Präsident des Münzwesens, Mitglied des Komitees der Erfindungen. Man legte soviel Wert auf seine Person, dass man ihn auch noch zum Professor für Mathematik an der Ecole Normale macht und im Bureau de Longitudes als Mitglied aufnimmt.
Es waren unruhige Zeiten, die Französische Revolution war gerade im Gange. Einige seiner Freunde wurden sogar mit der Guillotine hingerichtet. Lagrange aber wurde immer geachtet und respektiert, niemand wagte es, Hand an ihn zu legen. Langrange war einer der herausragendsten Mathematiker seiner Zeit. Er wirkte auf sehr vielen Gebieten der Mathematik und schreckte auch vor den kompliziertesten Rechnungen nicht zurück.
Die Entdeckung der Librationspunkte
Besonders intensiv widmete er sich der Berechnung der Mondbahn, dem sogenannten Dreikörperproblem, und entdeckte dabei 5 spezielle Punkte zwischen den drei Körpern Sonne, Mond und Erde, an denen sich die Anziehungskräfte gegenseitig aufheben und echte Schwerelosigkeit herrscht.
Befindet sich ein kleinerer Körper an einem solchen Punkt, so verharrt er ohne weiteren Kraftaufwand an dieser Stelle und rotiert mit den großen Körpern mit. Kleine Asteroiden, die an einen solchen Punkt im Raum geraten, werden dort gefangen gehalten und kommen von selbst nicht mehr weg. Ihm zu Ehren wurden die Punkte Lagrangepunkte genannt, außerdem heißen sie auch noch Librationspunkte.
Leider fand man zu Lebzeiten von Lagrange noch keine Himmelskörper an den Lagrangepunkten, sodass seine These nicht bestätigt werden konnte. 1906, ganze 93 Jahre nach seinem Tod, wurde ein Kleinplanet in der Umlaufbahn des Jupiters entdeckt, der sich an einem Lagrangepunkt aufhält. Inzwischen kennen wir viele solcher Körper, die auch Trojaner genannt werden.
Selbst in der Raumfahrt macht man sich die Punkte inzwischen zunutze, indem dort Satelliten stationiert werden. Der Vorteil besteht im geringeren Treibstoffverbrauch, da der Satellit nicht ständig in seiner Lage korrigiert werden muss. Er verbleibt ganz automatisch im Bereich des Lagrangepunktes.
Der Name Lagrange ist übrigens vom Erbauer des Eiffelturms, Alexandre Gustave Eiffel, zusammen mit weiteren 71 Namen wichtiger französischer Wissenschaftler in den Turm eingraviert worden. Die goldenen Namenszüge befinden sich in der ersten Etage. Nach Lagrange wurden außerdem einige Mondkrater am äußeren linken Rand der sichtbaren Seite des Mondes benannt.