Astronomie von der Frühgeschichte bis zur Neuzeit/ Kalenderführung

Ein Kalender zählt Tage, Wochen, Monate, Jahreszeiten und Jahre. Viele Indizien deuten darauf hin, dass diese Zeiteinheiten bereits in der Steinzeit verwendet und gezählt wurden, und dass hierbei auch zyklische astronomische Phänomene beobachtet wurden.

Die vier Jahreszeiten

Die vier Jahreszeiten beim Umlauf der Erde um die Sonne.

Die Aufteilung eines Sonnenjahres in die vier aufeinanderfolgenden Jahreszeiten Frühling, Sommer, Herbst und Winter ergibt sich zwanglos aus der Beobachtung des Sonnenlaufs:

Sonnenzyklus

Jahreszeit	Sonne
Frühling	Tag-und-Nacht-Gleiche
Sommer	Sommersonnenwende
Herbst	Tag-und-Nacht-Gleiche
Winter	Wintersonnenwende

Dass der Frühling häufig als erste Jahreszeit gezählt wird, hängt vermutlich damit zusammen, dass sich die Attribute der Jahreszeiten in einem Lebenszyklus widerspiegeln:

Attribute der Jahreszeiten

Jahreszeit	Attribute
Frühling	Saat, Blüte, Geburt
Sommer	Wachstum, Wärme, Helligkeit
Herbst	Reife, Ernte
Winter	Tod, Kälte, Dunkelheit

→ Siehe auch Die vier Königssterne.

→ Siehe auch Bedeutung der Vier in Religionen.

Der Frühlingsbeginn

Das System der fünf Belchen.

Der astronomische Frühlingsbeginn ist als der Zeitpunkt im Frühjahr definiert, an dem die Sonne an jedem Punkt der Erde (außer an den beiden Polen) genau im Osten aufgeht und genau im Westen untergeht. An diesem Tag befindet sich die Sonne in ihrem → Frühlingspunkt, und sie steht zwölf Stunden oberhalb und zwölf Stunden unterhalb des Horizonts. Deswegen wird dieser Zeitpunkt auch Tag-und-Nacht-Gleiche genannt. Ein halbes Jahr später, beim astronomischen Herbstbeginn, steht die Sonne in ihrem Herbstpunkt und es herrscht erneut eine Tag-und-Nacht-Gleiche, jedoch werden die Tageslichtperioden im Gegensatz zum Frühling nun nicht länger, sondern kürzer.

→ Siehe auch Osterdatum / Der Frühlingsbeginn.

Schon im Altertum bestand im Dreiländereck von Deutschland, der Schweiz und Frankreich die Möglichkeit der zeitlichen Orientierung und der Bestimmung der Tag-und-Nacht-Gleichen anhand eines Systems von fünf Berggipfeln, die Belchen genannt werden:

→ Siehe Das Belchen-System.

Das Osterdatum

Der erste Frühlingsvollmond am Gründonnerstag 2023,

Das Osterdatum ist mit dem ersten Auftreten eines Vollmonds nach dem Frühlingsbeginn verknüpft. Dies orientiert sich an Jahrtausende alten sumerischen Schaltregeln, die für die Führung von Lunisolarkalendern mit zwölf Monaten entwickelt wurden. In bestimmten Jahren wurde nach den zwölf regulären Monaten ein weiterer Monat eingeschaltet, damit das Kalenderjahr mit dem Sonnenjahr synchronisiert werden konnte und der Frühlingsbeginn wieder im ersten Monat des Kalenderjahres lag. Beim sumerischen Lunisolarkalender war der erste Tag eines Monats mit dem Auftauchen der Mondsichel des Mondes nach Neumond, dem sogenannten Neulicht, verknüpft. Deswegen trat der nachfolgende Vollmond stets am 15. Tag des Monats auf.

Im gregorianischen Kalender liegt der Frühlingsbeginn um den 20. März. Das Osterfest wird in der Regel an dem Sonntag nach dem ersten Frühlingsvollmond gefeiert.

→ Siehe Osterdatum.

Das Sonnenjahr

Eine Nachmittagssonne mit Sonnenflecken.

In der Astronomie ist mit dem Sonnenjahr im Allgemeinen die Zeitdauer gemeint, die die Erde auf ihrer Bahn um die Sonne benötigt. Bei genauerem Differenzieren können die folgenden Fälle unterschieden werden:

• Das tropische Jahr ist der Zeitraum, in welchem die mittlere Länge der Sonne um 360° zunimmt, also zum Beispiel von einer Tag-und-Nacht-Gleiche im Frühling bis zur nächsten. Dies berücksichtigt die langfristige Verschiebung des Frühlingspunkts auf der Ekliptik.
• Das siderische Jahr ist der Zeitraum, in welchem die Sonne von der Erde aus gesehen wieder den gleichen Fixstern erreicht. Es berücksichtigt als nicht die Verschiebung des Frühlingspunktes und dauert demzufolge rund zwanzig Minuten länger als das tropische Jahr.
• Das anomalistische Jahr ist der Zeitraum, in welchem die Erde erneut ihren sonnennächsten Punkt (das Perihel) erreicht. Durch die Periheldrehung der Erdbahn ist dieses Jahr um knapp fünf Minuten länger als das siderische Jahr.

Schalttage

In modernen Sonnenkalendern besteht das Problem, dass der Umlauf der Erde um die Sonne nicht synchron mit der Rotation der Erde um ihre eigene Achse erfolgt. Zum Ausgleich der entsprechenden Differenz muss ungefähr alle vier Jahre ein Schalttag eingeführt werden, der nach dem ursprünglich letzten Tag des Jahres, dem 28. Februar, als 29. Februar eingeschaltet wird.

Die ursprüngliche Reihenfolge der Monate beruht wie bei den meisten Lunisolarkalendern darauf, das das Jahr nach dem Winter in dem Monat der Tag-und-Nacht-Gleiche beginnt, also mit dem März. Deswegen heißen der ursprünglich siebente, achte, neunte und zehnte Monat auch heute noch nach den lateinischen Zahlwörtern September, Oktober, November und Dezember. Bei der Einführung des Julianischen Kalenders unter dem römischen Kaisers Gaius Iulius Caesar im Jahr 45 vor Christus wurden die beiden letzten Monate des Jahres Januar und Februar an den Jahresanfang gesetzt, so dass die Kalenderjahre nunmehr mit dem Neujahrstag am 1. Januar begannen.

→ Siehe auch Vergleich von Jahreslängen.

Das Mondjahr

Der Monat

Der Beginn der Monate der meisten Mondkalender orientiert sich am ersten Erscheinen der Mondsichel beim abendlichen Neulicht oder an der letzten Sichtbarkeit des morgendlichen Altlichts. Die Abbildung zeigt eine Hochkontrastaufnahme des Erdscheins im Mondschatten zum Frühlingbeginn drei Tage nach Neumond. Die Sonne ist zuvor im Westen untergegangen, und die Symmetrieachse der Mondsichel zeigt nach rechts unten in Richtung der Sonne.

Mit bloßen Augen ist das aschgraue Licht im Mondschatten nur unter optimalen Bedingungen und mit voller menschlicher Sehkraft gerade noch erkennbar. Der Mond hat nur einen Winkeldurchmesser von 0,5 Bogengrad, was bei ausgestrecktem Arm nur ungefähr einem Viertel der Breite eines Fingers entspricht:

→ Siehe auch Kontrastverhältnisse bei aschgrauem Mondlicht

→ Siehe auch Mondzyklen / Monat

Die Siebentagewoche

Heptagramm mit den drei Anfangsbuchstaben der lateinischen Bezeichnungen der die Wochentage benennenden Himmelskörper.

Die jeweils sieben Wochentage der vier Mondphasen sind nach den sieben Wandelgestirnen benannt. Alle sieben seit jeher mit bloßem Auge zu sehenden und gegenüber dem Sternhimmel beweglichen Gestirne bewegen sich von der Erdoberfläche aus gesehen scheinbar entlang der Ekliptik um die Achse zwischen den beiden Ekliptikpolen. Schon in der größten griechischen Stadt Böotiens, Theben, der Stadt der sieben Tore, sollen vor fast 3000 Jahren die sieben Stadttore diesen sieben Wandelgestirnen in der Reihenfolge der Wochentage zugeordnet gewesen sein. Möglicherweise war diese Reihenfolge von den phönizischen Gründern der Stadt mitgebracht worden.

Diese sieben Himmelsobjekte, die sich gegenüber dem Fixsternhimmel je nach den Entfernungen von der Erde und von der Sonne mehr oder weniger schnell bewegen, sind im Folgenden angegeben. Die Tatsache, dass sie nur über ihre (siderischen) Umlaufzeiten geordnet in einem Heptagramm dargestellt werden können, das ausgehend von der oben dargestellten Sonne die bekannte Reihenfolge der Wochentage ergibt, ist ein Indiz dafür, dass die Kenntnis aller Umlaufzeiten eine Voraussetzung für diese Reihenfolge ist:

Die sieben sich in der Ekliptik gegenüber dem Fixsternhimmel bewegenden Himmelskörper

Himmels- körper	Symbol	Siderische Umlaufzeit in Tagen	Siderische Umlaufzeit in Monaten	Siderische Umlaufzeit in Jahren	Scheinbare Helligkeit	Bahnneigung zur Ekliptik	Maximale Elongation	Lateinische Bezeichnung des Wochentags	Gottheiten	Wochentag	Nummer
Mond		27,3	0,90	0,075	-13m	5,1°	180°	dies lunae	Mani	Montag	2
Merkur		77	2,5	0,21	-2m	7,0°	28°	dies Mercuri	Odin / Wotan / Wodan	Mittwoch	4
Venus		225	7,4	0,62	-5m	3,4°	48°	dies Veneris	Frija / Frigg / Frigga	Freitag	6
Sonne		365,25	12,0	1,00	-27m	0,0°	0°	dies solis	Sol / Sunna	Sonntag	1
Mars		687	22,6	1,88	-3m	1,9°	180°	dies Martis	Tiu / Ziu / Tyr	Dienstag	3
Jupiter		4333	142,4	11,9	-3m	1,3°	180°	dies Iovis	Thor / Donar / Thunar	Donnerstag	5
Saturn		10760	353,5	29,5	-0,5m	2,5°	180°	dies Saturni	Saturn	Samstag	7

• Die sieben Himmelskörper der Wochentage
• 
  Wochentagsheptagramm und Tabella Regiminis Planetarum ("Tabelle der Lenkung der Planeten") von Athanasius Kircher in dessen Ars Magna Lucis et Umbrae von 1645. "Dies" = "Tag", "Noctis" = "Nacht", "sive" = "oder", "Feria" = "Wochentag"
• 
  Die sieben den gegenüber dem Fixsternhimmel beweglichen Himmelskörper und deren Zuordnungen zu den Wochentagen in der Darstellung eines Heptagramms, das mit dem Mond beginnend entgegen dem Uhrzeigersinn und aufsteigend nach den siderischen Umlaufzeiten angeordnet ist. Die Sonne befindet sich oben.

Die Siebentagewoche und die Bezeichnungen der sieben Wochentage gehen also auf diese sieben Himmelskörper zurück. Die Sonne ist mit großem Abstand das hellste dieser Himmelsobjekte, und außer ihr kann nur der Mond zu allen Tageszeiten am Taghimmel gesehen werden. Auch die Planeten sind als kleine leuchtende Scheibchen sichtbar, deren Durchmesser ist jedoch so klein, dass sie mit bloßem Auge nicht als flächenhaft wahrgenommen werden können.

→ Siehe auch Mondzyklen.

Schaltmonate

Die Mesopotamier führten schon seit dem dritten vorchristlichen Jahrtausend einen Lunisolarkalender mit zwölf synodischen Monaten. Der synodische Monat - von Neumond zu Neumond - hat eine Länge von 29,530589 Tagen. Wegen der Differenz zwischen tropischem Jahr und dieser Mondperiode wurden innerhalb einer Meton-Periode von neunzehn Jahren insgesamt sieben Schaltmonate jeweils am Ende eines entsprechenden Jahres nach dem zwölften Monat Addaru als dreizehnter Monat Addaru II eingeschoben, um den → Frühlingspunkt im ersten Monat des Jahres halten zu können. Nach zwölf synodischen Mondperioden wurde das elftägige → Neujahrsfest Akiti gefeiert, um die Differenz zwischen Mondjahr und Sonnenjahr zu überbrücken. Dieser babylonische Lunarkalender wurde später von den Juden übernommen.

→ Siehe auch Plejaden / Schaltregeln.

Der Zählknochen aus dem Vercors

In der  Grotte de Thaïs im französischen Vercors wurde ein über 12000 Jahre alter Zählknochen gefunden, mit dem vermutlich der Mondzyklus verfolgt wurde. Es gibt mehrere Reihen mit Ritzungen, die den täglichen Mondphasen eines synodischen Monats entsprechen. Einige dieser Reihen sind sogar auf sinusförmigen Bögen, so dass eventuell sogar die bei aufmerksamer Beobachtung leicht zu bemerkenden aufsteigenden und abfallenden Mondknoten festgehalten wurden:

Auf dem Knochen, der in den Höhlen von Thais bei Saint-Nazaire-en-Royans gefunden wurde, gibt es auch Reihen mit 28 bis 30 Kerben, die der Anzahl der Tage der Mondphasen in Mondzyklen entsprechen. Teilweise sind die Kerben in Wellenform dargestellt, die der schwankenden ekliptikalen Breite bei aufsteigendem und absteigendem Mond entsprechen.

Das babylonische Neujahrsfest Akiti

Detail eines assyrischen Reliefs im Vorderasiatischen Museum Berlin mit einem Blütenstaubeimer sowie einem Armband mit elfblättriger Blüte.

Die Tatsache, dass die Differenz zwischen einem Sonnenjahr und einem Mondjahr mit zwölf synodischen Monaten knapp elf Tage beträgt, spiegelt sich auch in einem uralten sumerischen Brauch wider: das elftägige Neujahrsfest Akiti wurde bereits im dritten vorchristlichen Jahrtausend gefeiert. Dieses Neujahrsfest dauerte - ganz entsprechend den Festlegungen der Plejaden-Schaltregeln - elf Tage, in einem "normalen" Jahr (siehe oben) also vom zwölften Neulicht nach dem Neulicht zu Jahresbeginn bis zum Ende des Sonnenjahres. Die Sumerer wussten offensichtlich bereits, dass sie ausgehend von ersten Tag des Jahres, dem ersten Nisannu, nach zwölf synodischen Monaten elf Tage feiern müssen, bevor die Sonne wieder an der gleichen Stelle der Ekliptik steht, wie am ersten Nisannu der Vorjahres. Alle 0,368421 Jahre (7/19 Jahre) wurde am Ende des Mondjahres und somit unmittelbar vor dem Nisannu ein ganzer synodischer Schaltmonat - der Addaru II - eingeschoben, damit der Frühlingspunkt in der Mitte des dritten vorchristlichen Jahrtausends von der Sonne wieder in der Mitte des ersten Monats Nisannu erreicht wird sowie in den darauffolgenden vier Wochen der Frühlingsvollmond erscheint.

Die wörtliche Bedeutung der drei sumerischen Schriftsilben Akiti lautet:

• "a": Zeitpunkt
• "ki": Erde
• "ti": sich nähern

Es könnte also durchaus sein, dass sich der Ausdruck Akiti darauf bezieht, dass sich die Kalenderzeitrechnung auf der Erde in einem normalen Jahr erneut dem Zeitpunkt des Frühlingsanfangs nähert. In anderen Worten, ist erst am Ende des Neujahrsfestes ein vollständiges Sonnenjahr abgelaufen, und die Sonne hat nicht am ersten Nisannu, sondern erst elf Tage später, also am zwölften Nisannu, den Frühlingspunkt erreicht.

Der Beginn des Neujahrsfestes war mit dem Auftreten des ersten Neulichts festgelegt, begann also am ersten Nisannu, so dass sich alle Sumerer ohne Probleme an der ohne großen Aufwand sichtbaren Mondsichel des Neulichtes beim Abenderst orientieren konnten. Im Laufe der ersten Festtage trafen immer weitere Bewohner aus der Umgebung einer Stadt mit ihren Götterstatuen ein. Am achten Nisannu fand dann schließlich eine große Prozession mit allen Götterstatuen zum Neujahrshaus statt, das sich in der Regel außerhalb der Stadtmauern befand. Am Abend des zehnten Nisannu fand als Dank für das vergangene und als Bitte für das beginnende Jahr eine rituelle Vereinigung des Königs als Stellvertreter des Gottes Marduk mit der weiblichen Gottheit Ištar statt. Am darauffolgenden letzten und elften Tag des Neujahrsfestes führte die große Prozession wieder zurück in die Stadt, und die Götterstatuen wurden schließlich wieder in ihre heimatlichen Tempel zurückgebracht.

Vergleich von Jahreslängen

Schnittzeichnung durch das rekonstruierte Getriebe des Mechanismus von Antikythera aus dem ersten vorchristlichen Jahrhundert mit zahlreichen Kalenderzeigern.

Die Übereinstimmung der ekliptikalen Länge der Plejaden und dem Goldenen Tor der Ekliptik im Sternbild Stier (Taurus) mit dem Frühlingspunkt der Sonne beim Äquinoktium in der Jungsteinzeit dürfte bei der Entwicklung der Kalender eine entscheidende Rolle gespielt haben. In vielen Kalendersystemen ist der erste Monat des Jahres derjenige, in welchem die Sonne im Frühlingspunkt steht. Der entsprechende Neumond tritt dann je nach Jahr in der Spanne zwei Wochen vor und zwei Wochen nach diesem Zeitpunkt ein, so dass der Frühlingsvollmond folglich in den vier Wochen nach dem Erscheinen der Sonne im Frühlingspunkt zu beobachten ist. Dieser Frühlingsvollmond hat in vielen Kulturen eine zentrale Bedeutung für die Festlegungen von Zeiten und Festen. Im Folgenden sind einige Beispiele für solche Festlegungen aufgeführt:

Genesis, Kapitel 1:

14: Dann sprach Gott: Lichter sollen am Himmelsgewölbe sein, um Tag und Nacht zu scheiden. Sie sollen als Zeichen für Festzeiten, für Tage und Jahre dienen.

Exodus, Kapitel 34:

18 Du sollst das Fest der Ungesäuerten Brote halten. Im Monat Abib sollst du zur festgesetzten Zeit sieben Tage lang ungesäuertes Brot essen, wie ich es dir geboten habe.

Anmerkung: Der Monat Abib ist der erste Monat des alten kanaanitischen Kalenders, der nach dem gregorianischen Kalender Mitte März beginnt. Er entspricht dem ersten babylonischen Monat Nisannu. In diesem Monat wird die erste Ernte eingefahren.

Levitikus, Kapitel 23:

4 Das sind die Feste des HERRN, Tage heiliger Versammlungen, die ihr zur festgesetzten Zeit ausrufen sollt:
5 Im ersten Monat, am vierzehnten Tag des Monats, in der Abenddämmerung, ist Pessach für den HERRN.
6 Am fünfzehnten Tag dieses Monats ist das Fest der Ungesäuerten Brote für den HERRN. Sieben Tage sollt ihr ungesäuertes Brot essen.
...
34 Sag zu den Israeliten: Am fünfzehnten Tag dieses siebten Monats ist sieben Tage hindurch das Laubhüttenfest für den HERRN.

Psalm 81:

4 Stoßt am Neumond ins Widderhorn, am Vollmond, zum Tag unsres Festes!

Anmerkung: Der Frühlingspunkt lag im ersten vorchristlichen Jahrtausend im Sternbild Widder (Aries).

Buch Jesus Sirach, Kapitel 43:

6 Auch der Mond hält sich in allem an seinen Zeitpunkt, / zur Festsetzung der Zeiten und als Zeichen auf Dauer.
7 Vom Mond geht das Zeichen für einen Festtag aus, / ein Gestirn, das abnimmt bis zur Vollendung.
8 Der Name Monat kommt vom Neumond, / der wunderbar zunimmt beim Wechsel, ein Geschöpf des Heeres in der Höhe, / das am Himmelsgewölbe leuchtet.

Prophet Jesaja, Kapitel 47:

13 Du hast dich geplagt / um deine vielen Berater; sollen sie doch auftreten und dich retten, / sie, die den Himmel deuten und die Sterne betrachten, / die dir an jedem Neumond verkünden, was über dich kommt.

Durch die nicht gegebene Übereinstimmung von zwölf Mondumläufen mit einem Sonnenjahr stellen sich für die Definition von langjährig funktionierenden Kalendern Herausforderungen, denen sich die Beobachter auch schon im Altertum durch eine langjährige und sorgfältige Beobachtung der Wandelgestirne stellen konnten. Die zu lösenden Probleme können in Bezug auf einen reinen Mondkalender (Lunarkalender) oder einen reinen Sonnenkalender (Solarkalender) oder aber auch auf einen kombinieren Lunisolarkalender angegangen werden. Die genauen Monatslängen (siehe auch Exkurs Mondzyklen) und Jahreslängen hängen von der Definition der jeweiligen Kalender ab. In der folgenden Liste sind exemplarisch sechs verschiedene Kalenderdefinitionen aufgeführt:

• Die Dauer eines astronomischen tropischen Jahres ist über zwei aufeinanderfolgende Durchgänge der Sonne durch den Frühlingspunkt definiert. Wegen verschiedener kleiner Einflüsse schwankt diese Länge geringfügig und muss deswegen für eine bestimmte Epoche angegeben werden, die in der Regel durch eine entsprechende Jahreszahl angegeben wird. Die Jahreslänge zur Standardepoche J2000.0 beträgt 365,2421905 Tage.
• Die Mesopotamier führten schon seit dem dritten vorchristlichen Jahrtausend einen Lunarkalender mit zwölf synodischen Monaten. Der synodische Monat - von Neumond zu Neumond - hat eine Länge von 29,530589 Tagen. Wegen der Differenz zwischen tropischem Jahr und dieser Mondperiode wurden innerhalb einer Meton-Periode (banannt nach dem antiken griechischen Astronomen Meton aus dem fünften vorchristlichen Jahrhundert) von neunzehn Jahren insgesamt sieben Schaltmonate jeweils am Ende eines entsprechenden Jahres nach dem zwölften Monat Addaru als dreizehnter Monat Addaru II eingeschoben, um den Frühlingspunkt im ersten Monat der Jahre halten zu können. Nach zwölf synodischen Mondperioden wurden das elftägige Neujahrsfest Atiki gefeiert, um die Differenz zwischen Mondjahr und Sonnenjahr zu überbrücken. Dieser babylonische Lunarkalender wurde später von den Juden übernommen. Mit dem 76-jährigen Kallippischen Zyklus (nach Kallippos von Kyzikos aus dem vierten vorchristlichen Jahrhundert) sowie dem 304-jährigen Hipparchos-Zyklos (nach Hipparchos von Nicäa aus dem zweiten vorchristlichen Jahrhundert) konnte diese Herangehensweise verfeinert werden, um die sich im Laufe dieser Perioden aufsummierenden Tagesdifferenzen zu berücksichtigen.
• Mit dem Julianischen Kalender wurde im ersten vorchristlichen Jahrhundert ein Solarkalender eingeführt, der keine Rücksicht auf die Mondperioden nahm. Weil das tropische Jahr rund einen Vierteltag länger dauert als 365 ganze Tage, wurde hier alle vier Jahre, immer wenn die Jahreszahl ohne Rest durch Vier teilbar ist, am Ende des Jahres ein einzelner Schalttag eingeschoben (der 29. Februar vor dem 1. März). Der Frühlingspunkt wurde immer im März erreicht, der zunächst der erste Monat des Jahres war.
• Der islamische Kalender aus dem siebenten nachchristlichen Jahrhundert nimmt hingegen keine Rücksicht auf die Sonnenbahn, und ein Jahr besteht aus zwölf Monaten mit 29 oder 30 Tagen. Die sich daraus ergebene mittlere Monatslänge von 29,5 Tagen entspricht nicht exakt der synodischen Periode von 29,530589 Tagen, so dass in diesem Lunarkalender innerhalb von dreißig Mondjahren (das sind 360 Monate beziehungsweise 10620 Tage) elf Schalttage eingeschoben werden. Die synodische Jahreslänge ist zirka elf Tage kürzer als ein Sonnenjahr, und deswegen liegen der Jahresbeginn und alle Festtage des islamischen Kalenders im Solarkalender jedes Jahr elf Tage früher als im Vorjahr.
• Der Gregorianische Kalender aus dem 16. Jahrhundert ist wie der Julianische Kalender ein Solarkalender und modifiziert diesen dahingehend, dass der Schalttag alle hundert Jahre, immer wenn die Jahreszahl ohne Rest durch Einhundert teilbar ist, wegfällt, nicht jedoch, wenn die Jahreszahl ohne Rest durch Vierhundert teilbar ist.
• Die Genauigkeit des Gregorianischen Solarkalenders (Gregorianisch+) kann um mehr als den Faktor Zehn verbessert werden, wenn der Schalttag alle 3200 Jahre, also immer wenn die Jahreszahl ohne Rest durch 3200 teilbar ist, dennoch ausgelassen wird.

In der folgenden Tabelle werden die Jahreslängen entsprechend der oben angegeben Kriterien aufgeführt:

Kalender	Typ	Entstehungszeit / Einführung	Regel für Kalenderschaltungen	Berechnung der Anzahl der Tage pro Sonnenjahr Synodischer Monat: $M=29,530589\,{\frac {\text{Tage}}{\text{Monat}}}$ Tropisches Jahr: $J=365,2421905\,{\frac {\text{Tage}}{\text{Jahr}}}$ ${\frac {J}{M}}=12,36826636\,{\frac {\text{Monate}}{\text{Jahr}}}$	Anzahl der Tage pro Sonnenjahr	Differenz $\Delta$ zur astronomischen Definition in Minuten pro Jahr	Dauer in Jahren ${\frac {24{\frac {\text{ Stunden}}{\text{ Tag}}}\cdot 60{\frac {\text{ Minuten}}{\text{ Stunde}}}}{\Delta }}={\frac {1440{\frac {\text{ Minuten}}{\text{ Tag}}}}{\Delta }}$ bis zu einer Abweichung von einem ganzen Tag
Astronomisch	solar		Ein tropisches Sonnenjahr dauert von Frühlingpunkt zu Frühlingspunkt (Epoche J2000.0).	$J$	365,2421905	0,000	∞
Babylonisch	lunisolar	3. Jahrtausend vor Christus	In den 19 Sonnenjahren einer Meton-Periode mit jeweils 12 vollständigen synodischen Monaten werden 7 synodische Schaltmonate eingefügt.	${\frac {(19\cdot 12+7){\text{ Monate}}}{19{\text{ Jahre}}}}\cdot M=\left(12+{\frac {7}{19}}\right)\,{\frac {\text{Monate}}{\text{Jahr}}}\cdot M$ $\approx 12,368421\,{\frac {\text{Monate}}{\text{Jahr}}}\cdot M$	365,2467587	6,578	219
Julianisch	solar	45 vor Christus	Alle 4 Sonnenjahre wird ein Schalttag eingeführt.	$365+{\frac {1}{4}}$	365,2500000	11,25	128
Islamisch	lunar	631/632	In 30 Mondjahren mit 12 Monaten, davon jeweils 6 Monate mit 29 und 30 Tagen (mittlere Monatslänge 29,5 Tage), werden 11 Schalttage eingefügt.	${\frac {(30\cdot 12\cdot 29,5+11){\text{ Tage}}}{(30\cdot 12){\text{ Monate}}}}\cdot {\frac {J}{M}}=\left(29,5+{\frac {11}{360}}\right)\,{\frac {\text{Tage}}{\text{Monat}}}\cdot {\frac {J}{M}}$ $={\frac {29,530{\overline {5}}\,{\frac {\text{Tage}}{\text{Monat}}}}{M}}\cdot J\approx 0,9999989\cdot J$	365,2417769	-0,5957	2420
Gregorianisch	solar	1582	Alle 4 Sonnenjahre wird ein Schalttag eingefügt, der alle 100 Jahre ausgelassen und alle 400 Jahre jedoch nicht ausgelassen wird.	$365+{\frac {1}{4}}-{\frac {1}{100}}+{\frac {1}{400}}$	365,2425000	0,4457	3230
Mädler	solar	1864	Alle 4 Sonnenjahre wird ein Schalttag eingefügt, der alle 128 Jahre ausgelassen wird.	$365+{\frac {1}{4}}-{\frac {1}{128}}$	365,2421875	-0,0043	330000
Neujulianisch	solar	1923	Alle 4 Sonnenjahre wird ein Schalttag eingefügt. In 900 Jahren werden sieben Schalttage ausgelassen.	$365+{\frac {1}{4}}-{\frac {7}{900}}$	365,2422222	0,0457	31500
Gregorianisch+	solar		Alle 4 Sonnenjahre wird ein Schalttag eingefügt, der alle 100 Jahre ausgelassen, alle 400 Jahre jedoch nicht ausgelassen und alle 3200 Jahre dennoch ausgelassen wird.	$365+{\frac {1}{4}}-{\frac {1}{100}}+{\frac {1}{400}}-{\frac {1}{3200}}$	365,2421875	-0,0043	330000

Der vom Astronomen  Johann Heinrich von Mädler (1794 bis 1874) vorgeschlagene Mädler-Kalender ist langfristig mit der Variante Gregorianisch+ identisch. Die Abweichung zum tropischen Jahr beträgt hier nur rund eine Viertelsekunde pro Jahr. Beide Algorithmen tragen in Rechnung, dass die Jahre nach dem Julianischen Kalender nach 128 Jahren um einen Tag zu lang geworden sind:

$-{\frac {1}{100}}+{\frac {1}{400}}-{\frac {1}{3200}}=-{\frac {32}{3200}}+{\frac {8}{3200}}-{\frac {1}{3200}}=-{\frac {25}{3200}}=-{\frac {1}{128}}$

Der Neujulianische Kalender stammt vom Geophysiker  Milutin Milanković (1879 bis 1958) und konnte sich nicht durchsetzen.

Frühgeschichtliche Observatorien

Frühgeschichtliche Bauwerke stehen für sich, da es keine schriftlichen Zeugnisse aus ihrer Entstehungs- und Nutzungszeit gibt. Anhand von astronomischen Indizien können Mutmaßungen über ihren Verwendungszweck ermittelt werden. Häufig handelt es sich um Tempelanlagen oder  Kreisgrabenanlagen. Anhand des Wasserspiegels im Kreisgraben konnte an jeder Stelle die Horizontale bestimmt werden. Somit war es auch ohne großen Aufwand möglich, die Höhen der Oberkanten von Steinsäulen oder von Palisaden auszurichten und anzugleichen.

Die Grubenanlage in Aberdeenshire

Die Entwicklung der Fähigkeit, Zeit zu messen, dürfte zu den wichtigsten Errungenschaften menschlicher Gesellschaften zählen. Die in Aberdeenshire in Schottland ausgegrabene, insgesamt fast einhundert Meter langgestreckte Grubenanlage bei Warren Field östlich von Crathes Castle, direkt nördlich vom Castle Driveway Path sowie westlich vom dortigen Mühlenteich wurde auf das 8. Jahrtausend vor Christus datiert und scheint zur Führung eines Kalenders gedient zu haben. Die Gruben befinden sich auf ungefähr 50 Meter Höhe über dem Meeresspiegel an einer markanten topografischen Stelle, die mit dem Sonnenaufgang zur Wintersonnenwende und den Mondwenden in südöstlicher Richtung zum zirka sechs Kilometer entfernten, 230 Meter hohen Slug Road Pass (Straße A957) in Verbindung gebracht wird. Ferner scheinen diese Gruben auch mit den von dort zu beobachtenden Mondphasen korreliert zu sein. Es deutet vieles darauf hin, dass schon damals die Steinzeitmenschen in Schottland sowohl das Bedürfnis als auch die Fähigkeit hatten, die Tage innerhalb eines Monats und eines Jahres zu zählen und mitzuverfolgen.

Die Anlage besteht aus einer 48 Meter langen Reihe von sieben größeren und fünf etwas kleineren annähernd kreisförmigen Gruben mit Durchmessern von 1,00 bis 2,60 Metern und Tiefen von 0,55 bis 1,30  Metern. Die zweite Grube von Südwesten aus hat als einzige eine auffällig von einem Kreis abweichende längliche Form.

Mondrichtungen während des Plejaden-Aufgangs in Warren Fields, Aberdeenshire, Schottland.

In regelmäßigen Abständen bedeckt der Mond die Plejaden (→ siehe auch siderische Mondperioden), was für Himmelsbeobachter ein spektakulärer Vorgang ist. Vor 9000 Jahren befand sich die Sonne zu Wintersonnenwende sowie der Vollmond bei der Sommersonnenwende genau bei den Plejaden. Falls das längliche Loch für die damalige Richtung des Aufgangs der Plejaden über der Hügellandschaft in südöstlicher Richtung (Azimut bei ungefähr 134 Bogengrad zwischen dem 5,6 Kilometer entfernten Hügel Mundernal (324 Meter Höhe) und dem 6,5 Kilometer entfernten Hügel Cairn-mon-eam (378 Meter Höhe)) festgelegt wurde, besteht die Möglichkeit, dass von den Gruben aus über einer zirka 75 Meter entfernten Zielmarke (zum Beispiel ein großer Baum) die zeitlich schwankenden Azimute des mit den Plejaden aufgehenden Mondes beobachtet wurden. Erreicht der Mond die ekliptikale Breite der Plejaden, so werden sie von ihm bedeckt. Manchmal zieht der Mond auf seiner monatlichen Bahn bei größeren ekliptikalen Breiten nördlich an den Plejaden vorbei, dann geht er etwas links von Plejaden auf. Meistens zieht er aber bei kleineren ekliptikalen Breiten weiter südlich an ihnen vorbei und geht rechts von ihnen auf. Die Sonne ging zur Wintersonnenwende von Warren Field aus gesehen genau in der Mitte zwischen den beiden Mondwenden auf, die bei dessen minimaler und maximaler ekliptikaler Breite auftreten.

Mit dem Grubensystem könnten die ekliptikalen Breiten des Mondes langjährig beobachtet und eventuell sogar durch in die Gruben gelegte Gegenstände dokumentiert worden sein.

Goseck

Modellzeichnung von Goseck aus der Vogelperspektive.

Vermutlich wurden viele Kreisgrabenanlagen im Altertum auch für die Beobachtung von Auf- und Untergängen verwendet. Hierbei ergibt sich, dass der Sonnenaufgang jahreszeitlich um den Punkt im Osten und der Sonnenuntergang um den Punkt im Westen pendelt. Der Sonnenhöchststand wird jeden Tag bei der Kulmination der Sonne auf dem südlichen Meridian erreicht, so dass die Schatten genau dann während des betreffenden Tages stets am kürzesten sind. Zu den beiden Sonnenwenden werden im Sommer der größte Tagbogen und im Winter der kleinste Tagbogen erreicht. Dies gilt unabhängig von der Epoche und der Lage des Frühlingspunktes auf der Ekliptik, da der Frühlingspunkt ja zu jeder Epoche genau als der Punkt auf der Ekliptik definiert ist, in dem die Sonne bei der Tag-und-Nacht-Gleiche im Frühjahr steht.

Zum Frühlings- und Herbstbeginn, wenn es eine Tag-und-Nacht-Gleiche gibt, geht die Sonne im Horizontsystem also jeweils senkrecht zum südlichen Meridian im Osten auf und im Westen unter. Es ist interessant, dass bei einer der ältesten Kreisgrabenanlagen, die seit einigen Jahren in Goseck in Sachsen-Anhalt rekonstruiert ist, der Sonnenaufgang bei der Tag-und-Nacht-Gleiche aus der Mitte der Anlage gesehen exakt auf dem geometrischen und gleichzeitig auch auf dem natürlichen Horizont stattfindet. Dies bedeutet, dass sich die Sonne um sechs Uhr morgens bei einer Höhe von 0 Bogengrad (Zenitdistanz = 90 Bogengrad) und bei einem Azimut von 90 Bogengrad befindet:

Die Rekonstruktion der Kreisgrabenanlage von Goseck.

Die  Kreisgrabenanlage von Goseck liegt in Sachsen-Anhalt ist fast 7000 Jahre alt. Sie hat einen Durchmesser von 75 Meter und konnte zur Beobachtung des Sonnenzyklus verwendet werden. Die Anlage wurde 1991 entdeckt und 2005 rekonstruiert.

In dem leicht hügeligen Gelände weist der Blick des Beobachters von der Mitte der Anlage in Richtung Osten (Azimut 90°) sowohl genau auf den natürlichen Horizont als auch auf den geometrischen Horizont, also exakt im rechten Winkel zur Zenitrichtung (Zenithöhe 90°) und genau auf den Aufgangspunkt der Sonne am Morgen der Tag-und-Nacht-Gleichen:

Der Himmelsäquator schneidet vom Zentrum der Kreisgrabenanlage aus gesehen sowohl den natürlichen Horizont (Gelände) als auch den geometrischen Horizont (horizontale Linie) exakt im Osten. Bei den Tag-und-Nacht-Gleichen schneidet auch die Ekliptiklinie diesen Punkt, und man sieht die Sonne von dort folglich um sechs Uhr Ortszeit exakt in östlicher Himmelsrichtung aufgehen. Darstellung des Sonnenaufgangs zur Tag-und-Nacht-Gleiche um sechs Uhr morgens Ortszeit bei Frühlingsbeginn (Sonne im Frühlingspunkt) beziehungsweise bei Herbstbeginn (Sonne im Herbstpunkt) vom Zentrum der Kreisgrabenanlage in Goseck genau auf der Horizontlinie (geometrische Höhe = 0).

• 360°-Panorama im Zentrum der Kreisgrabenanlage Goseck
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  Rekonstruierte Anlage eine gute Stunde vor Sonnenuntergang am 3. Februar 2015.

→ Siehe auch Der Horizont.

Ferner ist auffällig, dass die Anlage in leicht abschüssigem Gelände errichtet wurde. Die höchste Erhebung befindet sich exakt in südlicher Richtung, wo das Gelände in rund 600 Metern Entfernung zwanzig Meter höher ist als in der Mitte der Kreisgrabenanlage. Hieraus resultiert, dass der natürliche Horizont hier ungefähr zwei Bogengrad über dem geometrischen Horizont liegt, sofern keine Bäume die Sicht auf den natürlichen Horizont verwehren. Dies reichte trotz der → Extinktion von Licht in der Atmosphäre aus, um alle Himmelskörper mit einer scheinbaren Helligkeit von mindestens einer Magnitude bei der oberen Kulmination auf dem südlichen Meridian beobachten zu können. Solche Anlagen waren nicht nur für die Beobachtung des jährlichen Sonnenlaufs, sondern insbesondere auch für die zuverlässige und langfristige Beobachtung der → Mondwenden hilfreich und von großer Bedeutung.

In den folgenden Jahrtausenden wurden in Europa zahllose weitere Kreisgrabenanlagen errichtet

Bochow

Modell (1:100) des Woodhenge von Bochow mit Langhäusern aus 2023.

Die Kreisgrabenanlage von Bochow südlich von Jüterbog in Brandenburg wurde im Mittelneolithikum vor rund 6700 Jahren errichtet. Auch bei dieser Anlage war der nordöstliche Eingang in Richtung zum Sonnenaufgang am Tag der Sommersonnenwende angelegt.

Mnajdra

Blick auf den östlichen Kalenderstein vom Tempel Mnajdra auf Malta (Bildmitte).

Lochreihen auf dem östlichen Kalenderstein vom Tempel Mnajdra auf Malta.

Die beiden großen Tempel der steinzeitlichen Anlage von Mnajdra an der südlichen Küste der Mittelmeerinsel Malta waren so ausgerichtet, dass sie für die Beobachtung des Sonnen - und Mondlaufs eingesetzt werden konnten. Der ältere kleine Tempel ist zirka 5800 Jahre alt und hat einen interessanten → Kalenderstein mit Lochreihen, die darauf hindeuten, dass hier der 19-jährige → Meton-Zyklus beobachtet wurde.

Der südliche Tempel von  Mnajdra an der Südküste Maltas ist zum östlichen Horizont ausgerichtet und konnte als Beobachtungs- und als Kalenderstätte genutzt werden. Zu den Tag-und-Nacht-Gleichen (Äquinokitien) fällt das Sonnenlicht entlang der Hauptachse durch das Haupttor des Tempels. Zu den Sonnenwenden (Solstitien) fällt das Sonnenlicht auf die Ränder der Stelen links und rechts von der Hauptachse.

Im alten nordwestlichen Teil der Tempelanlage wurde ein über 5000 Jahre alter Kalenderstein gefunden, mit dem ein langjähriger Mond-Sonnen-Kalender geführt werden konnte. Die Anzahl der Löcher in den jeweiligen Reihen sind zum Abzählen verschiedener astronomischer Zyklen verbunden:

• 19 Löcher: Für die 19 Jahre eines Meton-Zyklus' (235 synodische, 255 drakonitische, 254 siderische Monate beziehungsweise 6940 Tage). Nach dieser Zeit hat der Mond wieder die gleiche Mondphase, die gleiche ekliptikalen Breite und die gleiche ekliptikale Länge (zum Beispiel im Frühlingspunkt).
• 16 Löcher: Für die 16 Tage vom Altlicht des Mondes bis zum Vollmond.
• 13 Löcher: Für die 13 Tage vom Vollmond bis zum nächsten Altlicht.

Nach dieser Zeit hat der Mond wieder die gleiche Mondphase erreicht.

• 7 Löcher: Für die 7 vollständigen Tage eines Mondviertels respektive einer Woche. Links daneben drei Löcher zum Wochenübertrag für die bereits vollendeten Mondviertel in einem laufenden Monat.
• 25 Löcher: Für die jeweils 25 zu- oder abnehmenden Monde in einem Sonnenjahr.
• 11 Löcher: Für die 11 überzähligen Tage in einem Sonnenjahr im Vergleich zu den zwölf synodischen Monaten eines Mondjahres
• 53 Löcher: Für die begonnenen 53 Siebentagewochen in einem Sonnenjahr.

→ Siehe auch Kalenderstein vom Tempel Mnajdra.

Für die Beobachtung der ekliptikalen Mondhöhen im Frühlingspunkt konnte in damaliger Zeit (Tarxien-Epoche) auch die mindestens 4500 Jahre alte Himmelstafel aus Kalkstein verwendet werden, die in einem anderen maltesischen Tempel in Tal-Qadi gefunden wurde.

→ Siehe auch Die Himmelstafel von Tal-Qadi.

Stonehenge

Heutiger Zustand der Steinkreise von Stonehenge.

Die mit Abstand bekannteste prähistorische Anlage in England ist  Stonehenge. Das erste Bauwerk in Stonehenge entstand vor rund 5000 Jahren, hatte einen Durchmesser von rund 115 Metern und bestand aus einem kreisförmigen Wall mit einem ihn umfassenden Graben. Direkt innerhalb des Walls von Stonehenge lag ein Kreis aus 56 Löchern mit regelmäßigen Abständen, die nach ihrem Entdecker John Aubrey Aubrey-Löcher genannt werden.

Pömmelte

Die  Kreisgrabenanlage von Pömmelte wurde vor rund 4000 Jahren aus Holzpalisaden errichtet und hat eine auffällige und verblüffende Ähnlichkeit mit den Steinkreisen aus Stonehenge. Sie wurde 1991 entdeckt und 2016 rekonstruiert.

• Prähistorische Kreisgrabenanlagen
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  Plan des ältesten Steinkreises von Stonehenge mit den 56 Aubrey-Löchern.
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  Kreisgrabenanlage Pömmelte vom Aussichtsturm mit Blick in Richtung Nordwesten.

• 360°-Panorama im Zentrum der Kreisgrabenanlage Pömmelte
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  Rekonstruierte Anlage

Yazılıkaya

Die Kammer A des Felsheiligtums Yazılıkaya.

 Yazılıkaya (türkisch für „beschriebener Fels“) ist ein Felseort in der Türkei der für seine Felsentempel und rituellen Skulpturen aus der Hethiterzeit vor zirka 4100 bis 3200 Jahren bekannt ist. Es liegt zwei Kilometer nordöstlich der damaligen Hauptstadt Ḫattuša in der türkischen Provinz Çorum beim heutigen Ort Boğazkale.

Die Steinreliefs stellen Götter und mythologische Szenen dar. Die Felsinnenwände zeigen eine Prozessionsdarstellung mit einer Gemeinschaft von Göttern, oft in Reihen hinter einem Tempel- oder Kultplatz. Die monumentalen Relieftafeln betonen Ordnung, Hierarchie und kosmische Ordnung, typisch für hethitische Religion und Kultaktivitäten. Einige Forscher vermuten, dass die Positionen bestimmter Reliefs, Nischen oder Prozessionstüren auf Licht- und Schattenwechsel rund um Sonnenaufgang beziehungsweise Sonnenuntergang zielen, um bestimmte Jahreszeiten identifizieren zu können. Die Orientierung der Felsräume könnte Bezüge zu den Sonnenwenden oder Tagundnachtgleichen haben. Yazılıkaya bietet ein Beispiel dafür, wie antike Religion und Astronomie miteinander verknüpft gewesen sein könnten.

Papoura

Grundriss des archäologischen Strukturen auf dem kretischen Hügel Papoura.

Auf dem fast 500 Meter hohen Berg  Papoura (griechisch: Παπούρα) auf der griechischen Insel Kreta befindet sich eine große minoische Anlage mit acht konzentrischen Kreisen und einem Durchmesser von 48 Metern. Die Anlage wurde im Juni 2024 entdeckt und auf die Altpalastzeit zwischen 2000 und 1700 vor Christus datiert.

In südlicher Himmelsrichtung reicht der freie Blick vom Gipfel aus in den Himmel über dem Libyschen Meer. Dort konnte die obere Kulmination von hellen Sternen auf dem südlichen Meridian auch in sehr geringen Höhen beobachtet werden, so wie zum Beispiel seit gut 4000 Jahren die des Sterns Canopus.

→ Siehe auch Kreta / Papoura.