Auch das Problem der Gezeiten, für das Newton die erste, indes in mancher Hinsicht mit den Tatsachen noch nicht im Einklang stehende theoretische Ableitung gegeben hatte, wurde durch Laplace zu einem gewissen Abschluß gebracht. Dabei stand ihm in den über mehrere Jahre sich erstreckenden täglichen Beobachtungen, die auf Veranlassung der Akademie der Wissenschaften in den französischen Häfen, insbesondere in Brest, stattgefunden hatten, ein vortreffliches Material zur Verfügung, das er unter Anwendung der zur Zeit Newtons noch nicht entwickelten Prinzipien der Hydrodynamik bearbeitete. Es gelang ihm, Linien gleicher Flutzeit, die sogenannten Isorachien, zu ermitteln. Eine befriedigende Theorie der Gezeiten vermochte jedoch erst die vereinte Arbeit zahlreicher Beobachter und Theoretiker der neueren Zeit zu geben.
Einige Jahre vor dem Erscheinen der Mécanique céleste suchte Laplace die Ergebnisse der astronomischen Forschung in allgemein verständlicher Weise weiteren Kreisen zugänglich zu machen. So entstand seine »Darstellung des Weltsystems«, ein Buch, in dem er unter anderem seine Ansichten von der Bildung der Welt aus einem chaotischen Urnebel entwickelte. Zunächst setzt Laplace auseinander, daß die Glieder des Planetensystems, obgleich sie selbständig sind, dennoch sehr merkwürdige Beziehungen zu einander aufweisen, die uns über den Ursprung des Systems aufklären können. Man bemerke nämlich, daß sämtliche Planeten fast in derselben Ebene von West nach Ost um die Sonne kreisen. Die Monde bewegten sich ferner um die Planeten im gleichen Sinne und fast in derselben Ebene wie die letzteren. Endlich drehten sich Sonne, Planeten und Monde sämtlich in einerlei Richtung um ihre Achse, und zwar geschehe dies fast in der Ebene ihrer Umlaufsbewegungen. Eine solch außergewöhnliche Erscheinung könne kein Spiel des Zufalls sein; sie deute auf eine gemeinsame Ursache hin. Buffon hatte zur Erklärung dieser merkwürdigen Gesetzmäßigkeiten angenommen, daß ein Komet in seinem Falle auf die Sonne einen Strom Materie von dieser losgerissen habe, der sich dann zu größeren und kleineren, von der Sonne verschieden weit abstehenden Kugeln zusammengeballt hätte. Diese Hypothese erklärt nach Laplace indessen nur eine der erwähnten Erscheinungen. Denn es sei einleuchtend, daß alle auf solche Weise entstandenen Körper sich ungefähr in derjenigen Ebene bewegen müßten, welche durch den Mittelpunkt der Sonne und den Weg des materiellen Stromes gehe, der jene Körper erzeugt habe. Die anderen Erscheinungen können, wie Laplace ausführt, aus der Hypothese Buffons nicht erklärt werden. Ja, die geringe Exzentrizität der Planetenbahnen spricht geradezu gegen diese Hypothese. Denn nach der Theorie der Zentralkräfte wird ein Körper, der sich um die Sonne bewegt und dabei ihre Oberfläche streift, bei jedem seiner Umläufe dahin zurückkehren müssen. Wären also die Planeten ursprünglich von der Sonne losgerissen worden, so würden sie die Sonne nach jedem Umlauf berühren. Ihre Bahnen wären also nicht nahezu kreisförmig, sondern stark exzentrisch.
Eine Ursache, welche die Bewegungen der Planeten und der Monde veranlaßte, mußte sich, welches auch ihre Natur war, auf alle diese Körper erstrecken. In Anbetracht der gewaltigen Zwischenräume, welche die Planeten trennen, kann diese Ursache, so führt Laplace aus, nur in einem Fluidum von ungeheurer Ausdehnung bestanden haben. Sollte dieses Fluidum den Planeten fast kreisförmige, gleich gerichtete Bewegungen um die Sonne verleihen, so mußte es die Sonne wie eine Atmosphäre umgeben. Durch diese Überlegungen wurde Laplace zu der Annahme geführt, daß die Sonnenatmosphäre sich uranfänglich über sämtliche Planetenbahnen hinaus erstreckt habe und allmählich bis auf ihren jetzigen Umfang zusammengeschrumpft sei.
Die große Exzentrizität der Kometenbahnen führte Laplace zu demselben Ergebnis. Die Kometen sind nach ihm Weltkörper, die sich zu jener Zeit, als die Bildung der Planeten vor sich ging, außerhalb jenes Fluidums befanden. Die Bahnen der Kometen sind so verschieden, als wären diese Körper aufs Geratewohl geschleudert worden, weil eben die Sonnenatmosphäre keinen Einfluß auf ihre Bewegungen haben konnte. Um zu erklären, wie die Sonnenatmosphäre den Umlauf und die Rotation der Planeten hervorrief, nahm Laplace an, daß die Planeten an den aufeinander folgenden Grenzen jener Atmosphäre durch die Verdichtung derjenigen Zonen entstanden seien, die sich in der Äquatorebene infolge von Abkühlung und Zusammenziehung bilden mußten. Die Monde sollten auf ähnliche Weise aus der Atmosphäre der Planeten hervorgegangen sein. Die beobachteten Erscheinungen erklärten sich also sämtlich ungezwungen aus dieser Annahme, welche durch die Saturnringe eine weitere Stütze erhielt.
Ein Versuch, auf deduktivem Wege zu einer Vorstellung von dem Weltbildungsprozesse, insbesondere der Entstehung unseres Planetensystems zu gelangen, wurde schon mehrere Jahrzehnte vor Laplace in Deutschland durch Immanuel Kant (1724-1804) gemacht. In seiner »allgemeinen Naturgeschichte und Theorie des Himmels[401]«, vom Jahre 1755 nimmt Kant als Urzustand die feinste Verteilung der Materie durch den ganzen Weltraum an, weshalb man seine Ansicht auch als Nebularhypothese bezeichnet hat. Infolge der Gravitation bildeten sich dann Zentralkörper. Die benachbarte Materie verdichtete sich gleichfalls um besondere Bildungsmittelpunkte und näherte sich, durch die allgemeine Anziehung getrieben, dem Zentrum. Gäbe es nur Anziehung, so müßte eine Vereinigung des Zentralkörpers mit den um besondere Punkte sich anhäufenden Massen stattgefunden haben. Unter dem Einfluß einer der Materie gleichfalls innewohnenden abstoßenden Kraft wurden die herabsinkenden Massen indessen abgelenkt. Der Fall schlug in eine Wirbelbewegung um, woraus nach Kant die Tatsache ihre Erklärung findet, daß sämtliche Planeten in nahezu einer Ebene und in derselben Richtung um die Sonne kreisen.
In Wahrheit ist die erste Ursache der Rotation durch Kants Annahme nicht erklärt. Laplace gesteht die Unzulänglichkeit seiner Hypothese in diesem Punkte zu. Er gibt für das Zustandekommen der Rotation keine Erklärung, sondern geht von einem in Drehung begriffenen Gasball aus, gelangt aber, wie wir sahen, im wesentlichen zu demselben Ergebnis wie Kant.
Kant selbst war zu seinen Spekulationen durch die Schrift des Engländers Wright angeregt worden[402]. Auf diesen ist wohl die Beobachtung zurückzuführen, daß die Fixsterne nicht ohne Gesetz zerstreut, sondern auf eine Ebene zu beziehen sind. Wright sagt nämlich: »Die Sterne stehen um so dichter, je mehr wir uns der Milchstraße nähern, so daß von den 2000 Sternen, die das unbewaffnete Auge wahrnimmt, der größte Teil in einer nicht gar breiten Zone, deren Mitte die Milchstraße bildet, angetroffen wird.« Auch Lambert hat, wie wir an anderer Stelle schon erwähnten, diesen Gedanken weiter ausgeführt und begründet[403]. Eine wertvolle Stütze erhielt Kants Theorie dadurch, daß gewisse Ableitungen, die Kant anstellte, durch spätere Beobachtungen bestätigt wurden. Das schönste Beispiel ist Kants Berechnung der Rotation der Saturnringe[404]. Kant nahm an, daß die Materie dieser Ringe sich von dem Äquator des Planeten losgelöst habe und infolgedessen auch eine rotierende Bewegung besitze. Seine Berechnung ergab für den inneren Rand des Ringes eine Rotationsdauer von »etwa zehn Stunden«. Nach den Beobachtungen Herschels, die 34 Jahre später angestellt wurden, ergab sich für die Rotationszeit der Wert von 10½ Stunden. Die Ansicht Kants, daß die Ringe des Saturn aus einer Häufung einzelner Teilchen bestehen, haben gleichfalls spätere teils analytische, teils photometrische Untersuchungen bestätigt. Auch die Vorstellung, daß das Zodiakallicht auf einen die Sonne umgebenden und von ihr erleuchteten Ring von kosmischem Staub zurückzuführen sei, hat Kant in Anlehnung an seine Betrachtungen über den Saturnring entwickelt[405].
Kant erörtert auch die Frage, ob die Achsendrehung der Weltkörper durch irgend welche Umstände vermindert oder ganz aufgezehrt werden könne. Sollte z. B., meint er, der Mond sich nicht früher schneller um seine Achse gedreht haben und durch irgend welche Ursachen seine Bewegung auf das jetzige Maß herabgemindert worden sein[406]. Eine nähere Untersuchung dieses Problems hat Kant zu der Annahme geführt, daß die Flutwelle eine solche hemmende Wirkung ausübe. Kant ist auch darin bahnbrechend und glücklich gewesen. Er zeigte, daß die Rotation der Erde eine Verlangsamung erfahren müsse, weil sich unser Planet unter den durch Mond und Sonne erzeugten Flutwellen wie in einem Friktionshemmschuh bewege. Die Rotation des Mondes sei so sehr vermindert und habe sich schließlich dem Umlauf dieses Weltkörpers um die Erde vollkommen angepaßt, weil die Erdwirkung, die auf dem Monde eine Flut erzeugte, 3600 mal so groß sei als diejenige, welche der Mond auf die Gewässer der Erde ausübt. Diese Annahmen Kants sind durch spätere, streng mathematische Ableitungen bestätigt worden[407]. So stellte sich denn Kants Hypothese als ein zwar kühner, aber doch glücklicher Griff dar, weil sich nach allen Seiten Wechselbeziehungen und Bestätigungen ergaben[408].
Am Schlusse seiner Abhandlung wendet sich Kant noch gegen die religiösen Bedenken, die vielleicht gegen seine Ansichten geltend gemacht werden könnten. Seien doch viele der Meinung, es heiße Gott die Regierung der Welt streitig machen, wenn man den Ursprung des Geschehens in den Naturkräften suche. Wenn die Ordnung der Welt, so betont demgegenüber Kant, aus allgemeinen Naturgesetzen herfließen konnte, so ist die ganze Natur notwendig eine Wirkung der höchsten Weisheit. Kant zieht indessen aus seiner Lehre nicht die letzten Folgerungen. Er beschränkt nämlich die mechanische Naturerklärung auf die Vorgänge der unorganischen Welt und hält sie für die Erklärung auch des einfachsten Organismus nicht für ausreichend. Die Ausdehnung der mechanischen Naturerklärung auf das gesamte Geschehen wurde besonders im 19. Jahrhundert versucht, ohne jedoch in das Verhältnis der Psyche zur Materie einen befriedigenden Einblick vermitteln zu können.
Mit dem Ausbau der Theorie ging eine beträchtliche Erweiterung der Kenntnis des Planetensystems Hand in Hand. Schon Kepler hatte auf den verhältnismäßig großen Abstand hingewiesen, der sich zwischen den Bahnen des Mars und des Jupiter befindet. Angeregt durch Spekulationen, die darauf abzielten, eine die Abstände der Planeten beherrschende Gesetzmäßigkeit zu finden, begann man mit dem Jahre 1800 den Tierkreis nach kleineren Wandelsternen zu durchsuchen. Den ersten Erfolg nach dieser Richtung hatte Piazzi[409] zu verzeichnen.