Kosmische Geschwindigkeit

01|ÜberdenAutor
FlorianFreistetter
FlorianFreistetterpromovierteamInstitutfürAstronomieder
UniversitätWienundhatdanachanderSternwartederUniversität
JenaunddemAstronomischenRechen-InstitutinHeidelbergals
Astronomgearbeitet.ZurZeitlebterinJena,bloggtüber
WissenschaftundschreibtmanchmalBücher.
http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/
02|Inhalt
01
02
ÜBERDENAUTOR
INHALT
03
RAUMFAHRT
KosmischeGeschwindigkeit
04
WEITERESTERNENGESCHICHTEN
01
DieMessungderLichtgeschwindigkeit
02
CruithneunddieanderenBegleiterderErde
03
Aspekt,AszendentundHäuser–DasVokabularder
Astrologie
05
04
VagabundierendePlaneten
05
RobertGrossetesteunddasmittelalterlicheMultiversum
06
BarnardsPfeilstern
07
TheiaderTrojanerundseineKollisionmitderErde
08
DerStreitumdieMethodederMonddistanzen
09
PositionsbestimmungunddieFragenachderUhrzeit
IMPRESSUM
03|Raumfahrt
Kosmische
Geschwindigkeit
VONFLORIANFREISTÄTTER
WiefliegtmanindenWeltraum?Schnell!Andersgehtesnicht–die
Erdehatetwasdagegen,dassihreBewohnersichimKosmosherum
treiben.Siehältunsfest,undzwarmitihrerGravitationskraft.
KOSMISCHEGESCHWINDIGKEIT
W
iefliegtmanindenWeltraum?Schnell!Andersgehtes
nicht–dieErdehatetwasdagegen,dassihre
BewohnersichimKosmosherumtreiben.Siehältuns
fest,undzwarmitihrerGravitationskraft.Daslässt
sichsehrleichtdemonstrieren.MannimmtzumBeispieleinenStein
undwirftihnindieLuft.DasResultatistbekannt:DerSteinfällt
wiederzurückaufdieErde.MankanndenSteinfesterundschneller
werfenunderwirdhöherundweiterfliegenundlängerinderLuft
bleiben.AberfrüheroderspäterwirderwiederaufdemBoden
landen.
Esseidenn,manwirftdenSteinwirklichschnell.IsaacNewtonhatals
einerderersteneinentsprechendesGedankenexperimentgemacht.
ErstelltesicheinegroßeKanonevor,dieeineKugelmithoher
Geschwindigkeitabfeuernkann.JeschnellerdieKugelist,desto
weiterfliegtsieauch.Undwennmansierichtigschnellabfeuert,
dannfliegtsienichtnurweit;dannfliegtsieumdiegesamteErde
herumundlandetwiederanihremAusgangspunkt.
Bild:BrianBrondel,CC-BY-SA3.0)
DieGeschwindigkeit,diedafürnötigist,lässtsichleichtberechnen,
wennmanweißwiestarkdieGravitationskraftaufderErdewirktund
daswussteIsaacNewtonjabesseralsjederandere.Erkamzudem
Ergebnis,dassdieKanonenkugelgenau7,91KilometerproSekunde
schnellseinmuss,umeinmalumdieErdeherumzufliegen.Natürlich
istdieSacheinderRealitätkomplizierter.DieLufthülleunseres
PlanetenwürdedieKanonenkugelsehrschnellabbremsen,sodass
sieschonviel,vielfrüherzuBodenfällt.DieGravitationskraftwirkt
auchnichtüberallaufdemPlanetengleichstark;esgibtkleine
VariationendieaufeinenichtganzgleichmäßigeVerteilungder
MasseimInnerenderErdezurückzuführensind,wieichschonin
Folge146derSternengeschichtenerzählthabe.
AberalsNäherungfunktioniertNewtonsAnsatzschonrechtgutund
dieGeschwindigkeitdieerberechnethat,nenntmanauchdieErste
KosmischeGeschwindigkeit.Alles,wassichmindestenssoschnell
bewegt,fällttatsächlichnichtmehraufdenBodenderErdezurück.
AbermanbefindetsichdannimmernochimGriffderirdischen
Gravitationskraft!DieKugelfälltimmernochständigRichtung
Erdboden.Aberweilsiesichgleichzeitigauchsoenormschnell
vorwärtsbewegtunddieErdejabekanntlicheineKugelist,krümmt
sichderBodenebensoschnellunterderKugelhinweg.Siefälltalso
nichtaufdieErde,sondernumdieErdeherum.Darumsprichtman
jaauchvom“freienFall”,wennmanbeschreibenwill,wiesich
beispielsweiseRaumschiffeoderAstronautenimWeltraumbewegen.
Siefallentatsächlichständig,aberebensoschnell,dasssieden
BodennichttreffensondernimmerinBewegungumdieErdeherum
bleiben.
Aberwas,wenneseinemnichtreicht,einfachnurimmerumdieErde
herumzukreisen?Wennmansiewirklichverlassenwill?Dannmuss
manselbstverständlichnochschnellerwerden.KönntedieKanone
ihreKugelmiteinerGeschwindigkeitvon11,2KilometerproSekunde
abfeuern,würdesienichtnurnichtmehrzurückaufdieErdefallen.
SiewärenunauchderGravitationskraftderErdeentkommen.Mit
dererstenkosmischenGeschwindigkeitvonvorhinkannmanzwar
verhindern,dasdieKugelaufdenPlanetenfällt.Abersiekanndie
BahnumdieErdeherumauchnichtverlassen,dadie
GravitationskraftderErdeimmernochstarkgenugist,umsienicht
entkommenzulassen.
Hierbrauchtesdie“ZweiteKosmischeGeschwindigkeit”;
beziehungsweisediesogenannte“Fluchtgeschwindigkeit”.Wieder
NameschonandeutetistdasdieGeschwindigkeit,mitdermander
AnziehungskraftderErdeentfliehenkann.FeuertdieKanoneihre
Kugelmitmindestens11,2KilometerproSekundeab,dannistdas
geschafft.MitdiesemTempogelangtmannichtnurinsWeltall
sondernkannauchdieUmgebungderErdeverlassenundandere
HimmelskörperwiebeispielweisedenMarserreichen.
11,2KilometerproSekundesindwirklichschnell.EinevonderErde
ausstartendeRaketeistebenfallsschnell–aberimAllgemeinennicht
SOschnell.Dasistaberauchnichtnötig.Diezweite(undauchdie
erste)kosmischeGeschwindigkeitgiltfürdenFalleinereinmaligen
Beschleunigung.AlsozumBeispielfürdenFallderKanone,dieihre
Kugelabfeuertunddannsichselbstüberlässt.DadieKanonenkugel
keineneigenenAntriebhat,musssiediekosmischeGeschwindigkeit
gleichvonAnfanganerreichthaben,umdieErdeverlassenzu
können.RaketenwerdenabernichtmitKanoneninsWeltall
geschossen.SiehabenTriebwerke,diekonstantSchubabgegeben
unddieGeschwindigkeitkontinuierlicherhöhen.Jeweitermansich
vomErdbodenentfernt,destoschwächeristdieAuswirkungder
GravitationskraftunddestogeringerwirddieFluchtgeschwindigkeit.
DieRaketen,diewährendihresFlugsinsWeltalldieganzeZeit
beschleunigenmüssenalsonichtvonAnfangansoenormschnell
sein,wieesderWertderzweitenkosmischenGeschwindigkeitnahe
legt.
AußerdemhilftdieRotationderErdeaucheinwenigmit.Wennman
eineRaketemitderDrehrichtungderErdestartet,kannmanein
bisschenvonihremSchwungmitnehmenundmussnichtdieganze
Fluchtgeschwindigkeitselbstaufbringen.DasistauchderGrund,
warumdiegroßenWeltraumbahnhöfesichalleinderNähedes
Äquatorsbefinden.DortwirdmanvonderRotationderErdeam
schnellstenherumgeschleudertundkannsichdenmeistenSchwung
beschaffen.
MitderzweitenkosmischenGeschwindigkeitbefindenwirunsjetzt
alsonichtmehrineinerUmlaufbahnumdieErdesondernaufeinem
Orbit,derimmerweitervonderErdewegführt.DenEinflussder
Erdesindwiralsoschonlosgeworden.Aberdaistjaimmernochdie
Sonne!IhreMassemacht99,9ProzentdergesamtenMasseim
Sonnensystemaus.UnddementsprechendstarkistauchderEinfluss
ihrerGravitationskraft.MitderzweitenkosmischenGeschwindigkeit
könnenwirnichtsdagegenausrichten.WolltenwirnichtnurdieErde
sonderndasgesamteSonnensystemverlassen,müsstenwirnoch
schnellersein.
DiedafürnötigeGeschwindigkeithängtdavonab,wieweitmansich
vonderSonneentferntbefindet.Würdemansichdirektaufder
OberflächederSonnebefinden,dannwärenenorme617,5
KilometerproSekundenötig,umsieverlassenzukönnen!Wennwir
vonderErdeausstarten,istdieSacheschoneinbisscheneinfacher,
dennhierkönnenwirnunnichtnurdenSchwungmitnehmenden
unsdieDrehungderErdeumihreAchseliefertsondernauchden
SchwungmitdemsichdieErdeselbstumdieSonnebewegt.Es
reichennun16,7KilometerproSekunde,umdenEinflussbereichder
Sonnezuverlassen.
UndwennwirschonmalaufdemWegausdemSonnensystem
hinaussind,dannkönnenwirauchgleichüberlegen,wiewirnoch
weiterkommen.DieSonneisteinervonvielenMilliardenSternen,die
gemeinsamdieMilchstraßebilden.DiegesamteMassedieserGalaxie
hältdieSterneausdersiebestehtmitihrerGravitationskraftfest,
genausowieErdeundSonnemitihrerKraftunsereRaumschiffe
festhalten.Zuberechnen,wieschnellmanseinmuss,wennmanaus
derMilchstraßeentkommenwill,istdannallerdingsnichtmehrso
einfach.DieMasseistnichtaneinemPunktkonzentriertsondernauf
komplizierteArtundWeiseüberallinderMilchstraßeinFormvon
Sternen,großenGaswolkenundAnsammlungendunklerMaterie
verteilt.DieSternebewegensichnichtmehraufsimplen
UmlaufbahnenwiediePlanetensondernfolgenkomplexenWegen
durchdieGalaxie.
EshängtindiesemFallnochvielstärkeralszuvordavonab,woman
sichbefindet.DieSonneliegtindenäußerenBereichender
MilchstraßeundbewegtsichmiteinerGeschwindigkeitvonetwa220
KilometernproSekundeumderenZentrumherum.DiesenSchwung
könnenwirdannnatürlichauchnochmitnehmen,wennwirvonder
ErdeausaufunsereintergalaktischeReisestarten.Manbräuchte
dannaberimmernochungefähr530KilometerproSekunde,umdie
OberflächeunseresPlanetenschnellgenugzuverlassen,damiteinen
wederErde,SonnenochdiegesamteMilchstraßezurückhalten
können!
Soweitsindwiraberlangenochnicht.Wirhabenerstvoreinpaar
Jahrzehntengelernt,dieerstekosmischeGeschwindigkeitzu
überschreitenundinsAllaufzubrechen.Wirhabendienähere
UmgebungderErdeerforschtundeinBesuchebeidenanderen
Planetengemacht.DieSternehabenwirallerdingsimmernuraus
derFernebetrachtetunddasSonnensystemverlassenhabenweder
wirMenschennochunserekünstlichenRaumfahrzeuge.Aber
zumindesteinpaarvonihnensindschonunterwegsaufdieser
langenReise.
PIONEERUNDVOYAGER–AUFDEMWEGAUSDEMSONNENSYSTEM
D
iesogenannteerstekosmischeGeschwindigkeitreicht
aus,umdieErdezuumkreisenundnichtmehraufden
Bodenzurückzufallen.Mitderzweitenkosmischen
GeschwindigkeitkannmandemEinflussbereichunseres
Planetenganzentkommen.WillmanaberdasSonnensystem
komplettverlassenundderGravitationskraftderSonneundallihrer
Planetenentkommen,dannistdafürdiedrittekosmische
Geschwindigkeitnotwendig.VonderErdeausmussein
Raumfahrzeugdafürmitmindestens16,7KilometernproSekundein
denWeltraumstarten.
Bild:NASA
DieseGeschwindigkeithabendiemeistenderRaumsondendiewir
insAllgebrachthaben,nichterreicht.Abereinpaardavonschonund
siesindtatsächlichmittlerweileaufdemWegausdemSonnensystem
hinaus.Inden1960erJahrenwardasSonnensystemallgemeinnoch
ziemlichunerforscht.DiemeistendergroßenHimmelskörperhatte
nochkeineRaumsondeausderNähegesehenundvorallemdie
PlanetendesäußerenBereichswarennochniebesuchtworden.Um
endlicheinendetailliertenBlickaufdieGasriesenJupiterundSaturn
werfenzukönnen,schicktedieNASAalsonacheinigerVorbereitung
am3.März1972dieRaumsondePioneer10insAll.Am6.April1973
folgtePioneer11.Dienurjeweils260KilogrammschwerenSonden
solltenanJupiterundSaturnvorbeifliegenunddieerstenBilderaus
derNähemachen.
Nur11StundennachdemStarthattePioneer10schondenMond
passiertundwardamitdasschnellstemenschengemachteObjekt
derdamaligenZeit.ImJuni1972flogdieSondeamMarsvorbeiund
imJuliwarsiedasersteRaumfahrzeug,dasdenAsteroidengürtel
durchquerte,derzwischendenUmlaufbahnenvonMarsundJupiter
liegt.Am4.Dezember1973erreichtePioneer10schließlichmit
knapp200.000KilometerndengeringstenAbstandzuJupiter.Die
Datendortgesammeltwurdenwarenrevolutionärunddie
AstronomenhattendasersteMaldieGelegenheit,dengrößten
PlanetenunseresSystemsimDetailzustudieren.DieSondeblieb
abernichtdort,sondernflogweiter,immertieferhinausindie
äußerenBereichedesSonnensystems.1983kreuztesiedie
UmlaufbahnenvonPlutoundNeptun.1997wurdedieMissionvon
Pioneer10offiziellbeendet;SignaleschicktedieSondeallerdings
trotzdemnochzurückzurErde.Diewurdenaberimmerschwächer.
Am27.April2002konnteaufderErdedasletzteMaleineklare
BotschaftvonPioneer10empfangenwerden–dieRaumsondewar
damalsschon80AstronomischeEinheitenentfernt;also80Mal
weitervonderSonnewegalsdieErdeundweitaußerhalbder
UmlaufbahnenderbekanntenPlaneten.Einletztes,aber
unverständlichesSignalderSondekamam23.Januar2003aufder
Erdean.DieBattierenvonPioneer10warenschonzuschwach,um
nochklareDatensendenzukönnen.Aberauchwennwirnichtmehr
mitPioneer10kommunizierenkönnen,fliegtsiedochimmerweiter.
BissiedasSonnensystemkomplettverlassenhat,wirdesabernoch
einpaartausendJahredauern.Unddanngehtesweiter;inRichtung
desSternsAldebaranimSternbildStier–andemsieabererstin
etwa2MillionenJahrenvorbeikommenwird.AuchPioneer11istauf
demWeghinauszudenSternen.DieeigentlicheMissiondieser
SondewardieErforschungdesSaturn,densieam1.September
1979ineinerEntfernungvon21.000Kilometernpassierte.Im
September1995fanddieerfolgreicheMissiondannihroffizielles
EndeabersowiePioneer10flogauchPioneer11immerweiter.
1990kreuztesiedieUmlaufbahnvonPlutoundimJuli2015warsie
schon90AstronomischeEinheitenweitentfernt.IhrletztesSignal
schicktedieSondeaberschonam30.November1995zurErde;von
ihremweiterenWegindeninterstellarenRaumkannsieunsalso
nichtsmehrerzählen.
Pioneer10und11warenextremerfolgreich,abereigentlichnurzur
VorbereitungeinernochambitionierterenMissiongedacht:Der
großenTourderbeidenVoyager-RaumsondenzudenPlanetendes
äußerenSonnensystems.Am20.Augustundam5.September1977
flogenVoyager1und2insWeltallumnichtnurJupiterundSaturn
sondernauchUranusundNeptunausderNähezubetrachten.Das
tatensieundnochbesseralsihreVorgänger.Undsiewaren
schneller!Am17.Februar1998,beieinemAbstandvonfast70
AstronomischenEinheitenüberholteVoyager1Pioneer10und
wurdezumamweitestenvonderErdeentfernten
menschengemachtenObjekt.Undistesheuteimmernoch!
ImGegensatzzudenPioneer-SondensindbeideVoyager-Sonden
nochaktivundschickenDatenzurErde.SiesindweitervonderErde
entferntalsallesandere,waswirbisjetztinsAllgeschickthabenund
sieentfernensichimmerweiter.DasSonnensystemverlassenhaben
sieallerdingsimmernochnicht.Zumindesthängtdasdavonab,was
manunter“Sonnensystem”versteht.ImAugust2012wurdeinvielen
MedienzumBeispielbehauptet,Voyager1hättedasSonnensystem
verlassenunddeninterstellarenRaumerreicht.Sogar
WissenschaftlerdesVoyager-Projektsbestätigtendas.Aberdasist
dennocheineDefinitionsfrage.DamalswarVoyager1knapp121
AstronomischeEinheitenvonderSonneentfernt.Unddasistzwar
enormweitundvielweiterwegalsdieRegion,indersichdie
Planetenbefinden.DieUmlaufbahndessonnenfernstenPlaneten
Neptunbefindetsichbeispielsweisebeietwa30Astronomischen
Einheiten.AbertrotzdemhörtdasSonnensystemdahinternicht
einfachauf.ManfindetdortjedeMengeAsteroiden;zumBeispieldie
desKuiper-Gürtels,dersichbiszueinemAbstandvonetwa50
AstronomischenEinheitenerstreckt.Aberauchdahintergehtesnoch
weiter.VerstreuteAsteroidenfindetmanauchnochhinterdemEnde
desKuiper-Gürtels.ZumBeispielderimJahr2004entdeckteAsteroid
Sedna;immerhin1000Kilometergroß.WennderaufseinerBahn
seinensonnenfernstenPunkterreicht,ister1000Astronomische
EinheitenvonderSonneentfernt.Alsomehrals8Malweiterweg
vonderSonnealsdieRaumsondeVoyager1zudemZeitpunkt,an
demsieangeblichdasSonnensystemverlassenhabensoll.
SednagehörtaberdefinitivnochzumSonnensystem;genausowie
dievielenAsteroidenundKometendienochweiterentferntinder
sogenanntenOortschenWolkedieSonneumkreisen.DieseRegion
erstrecktsichbisineineEntfernungvoneinigenhunderttausend
AstronomischenEinheiten;fastbiszurhalbenStreckeaufdemWeg
zuAlphaCentauri,demsonnennächstenStern.Sednaundalldie
AsteroidenundKometensind,wennauchschwachabertrotzdem
immernochdurchdieGravitationskraftderSonneanunser
Sonnensystemgebunden.AberdieSonnebeeinflusstihre
UmgebungnichtnurdurchihreGravitationsondernauchdurchihre
Strahlung.UnddurchihrenSonnenwind.DerbestehtausTeilchen
derSonnenatmosphäre,ausAtomendievonderSonneständigins
Allhinausgeschleudertwerden(ichhabeinFolge10der
Sternengeschichtenschoneinbisschenmehrdazuerzählt).Jeweiter
mansichvonderSonneentfernt,destomehrverteilensichdie
TeilchendesSonnenwinds.AuchandereSterneerzeugen
SternenwindderinderenNähestärkeristalsweiterentfernt.
ZwischendenSternefindetmandannnurnochvereinzelteTeilchen,
dieausverschiedenenQuellendorthingelangtist,wieichinFolge79
ausführlichererklärthabe.
Irgendwannundweitentfernt
vonderSonneistder
Sonnenwinddannso
verdünnt,dasserim
VergleichzudenTeilchender
interstellarenMateriekaum
mehrauffällt.DieGrenze,an
derdaspassiert,nenntman
“Heliopause”undsiehat
Bild:NASA
Voyager1am25.August
2012überquert.DieRaumsondehatalsodenEinflussbereichsdes
Sonnenwindesverlassen.DasSonnensystemselbstistabernochein
StückgrößerundbisdieVoyager-SondenseinEndeerreichthaben,
wirdesnochvieletausendJahredauern.Inknapp30.000Jahren
wirdsiedasEndederOortschenWolkeunddieäußerstenRegionen
desSonnensystemserreichthaben.AuchVoyager2istaufdenWeg
hinauszudenSterneundgemeinsammitdenPioneer-Sonden
werdendiebeidendieseReisevermutlichnochfürsehrlangeZeit
fortsetzen.Eswäreextremunwahrscheinlich,wennsieimleerenAll
zufälligmiteinemSternodergareinemPlanetenzusammenstoßen
undzerstörtwürden.DiewenigenTeilcheniminterstellarenRaum
unddiekosmischeStrahlungwerdenwohlirgendwanninferner
Zukunftdafürsorgen,dassauchdieRaumsondenihrEndefinden.
AberbisdahinhabensienochjedeMengeZeit.WenigerZeitbleibt
fürdieKommunikationmitderErde;hieristnurnochfüreinigeJahre
bishöchstensJahrzehntegenugEnergievorhanden.Wenndie
SondenalsoindennächstenJahrtausendenodergarJahrmillionen
dieMilstraßeerforschen,werdenwirleidernichtsmehrvondem
erfahren,wassieerleben.
04|WeitereSternengeschichten
DIEMESSUNGDERLICHTGESCHWINDIGKEIT
L
ichtistdas,woraufdieAstronomiebasiert.Lichtistalles,
waswirhaben.MitganzwenigAusnahmenbleibtuns
Astronomennichtsanderesübrig,alsmitunseren
TeleskopendasLichtzubetrachten,dasvonüberallheraus
demUniversumzurErdegelangt.Deswegenistesauchsowichtig,
dasswirdasLichtsogutwiemöglichverstehen.Unddie
grundlegendsteEigenschaftdiemanhierverstehenkann,istdie
GeschwindigkeitdesLichts.SiezubestimmenhatdieMenschheit
langebeschäftigtunddieVersuchesiezumessen,warensehroft
erfolglos.
OhneLichtwüsstenwirnixüberdasUniversum!(Bild:Optical:NASA/HST/ASU/J.Hesteretal.XRay:NASA/CXC/ASU/J.Hesteretal.)
WieschnellbewegtsichalsodasLicht?Offensichtlichziemlichschnell.
Unendlichschnellvielleichtsogar?Oderdochnursehr,sehrschnell?
SchonimantikenGriechenlandwarmansichuneinig.DerPhilosoph
Empedoklesmeinte“nursehrschnell”;Aristoteleswareherfür
“unendlich”.AbermehralsphilosophischeArgumentekonntekeiner
aufbieten–wasmangebrauchthätte,wärenechteMessungen.Aber
dieließenaufsichwarten.EntsprechendeMessinstrumentegabes
damalsjaauchnochnichtundnurdurchreinesSchauenschiendie
Fragenichtlösbarzusein.
Odervielleichtdoch?DieFrageobsichdasLichtunendlichschnell
ausbreitetodernicht–undwennnein,mitwelcherGeschwindigkeit–
warzuBeginndes17.Jahrhundertsimmernochaktuell.Dergroße
JohannesKeplergehörtezur“Unendlich”-Fraktion,derebensogroße
GalileoGalileidagegenmeinte,dasLichthätteeineendliche
Geschwindigkeitundmachtesichdaran,siezumessen.Erschnappte
sichzweiLaternen,einenAssistentenundmachtesichaufdenWeg
indieLandschaft.AufdemGipfeleinesHügelsstandGalileoselbst,
aufeinemandereneinpaarKilometerentferntwartetesein
Assistent.GalileoöffnetedieKlappeseinerLaterne,dasLicht
bewegtesichzumKollegenamnächstenHügelundsobaldderdas
Lichtsah,sollteerdieKlappeseinerLaterneöffnen.DiesesLicht
wiederumbewegtsichdannzurückzuGalileoderessahunddann
wusste,wielangeeshinundzurückgebrauchthat.GuterPlan!Nur
leiderwarmandamalsinSachenZeitmessungnochnichtwirklich
weitgekommen.Uhrensowiewirsieheutekennenwarennoch
nichterfundenundGalileoverwendetewohleinesimpleWasseruhr
(inetwasowieeineSanduhr,nurmitWasser).DamitbekamGalileo
leiderkeinebrauchbarenDaten.EgalwieweitwegsichseinAssistent
befand:diegemesseneGeschwindigkeitwarimmergleichund
entsprachimwesentlichenderZeitdieesbrauchteumdieKlappen
andenLaternenzuöffnen.GalileosSchlussfolgerunglautete:“Licht
istentwederunendlichschnelloderabersehr,sehrschnell”.Nichts
neuesalso,aberimmerhinhateresprobiert!
FortschrittegabesersteinpaarJahrzehntespäterundGalileowar
zumindestindirektdaranbeteiligt.Auchwennesmitseinen
MessungenderLichtgeschwindigkeitnichtswurde,warerdoch
anderweitigerfolgreich.MitdemTeleskopdaserbauteund1609
erstmalsaufdenHimmelrichtete,entdeckteervierkleineMonde,die
denPlanetenJupiterumkreisten(wieichauchschoninFolge131der
Sternengeschichtenausführlicherzählthabe).DieAstronomenwaren
begeistert,beobachtetendieneuenHimmelskörper,berechneten
ihreBahnenundveröffentlichtenlangeTabellenmitDatendamites
zukünftigeBeobachtereinfacherhaben.EinerdavonwarderDäne
OleRømer.1668wollteerdieMondedesJupiterbeobachten.Bei
ihrerBewegungumdenPlanetenverschwindensieimmermal
wiederhinterJupiterunddaswollteRømersehen.Aberdie
VerfinsterungenfandenniezudemZeitpunktstatt,andemsie
stattfindensollten!Rømerbeobachteteweiterundimmerwieder
stimmtenderberechneteundderbeobachteteZeitpunktnicht
überein.ErerkannteaberlangsameinSystemindenAbweichungen.
DieErdeselbstbewegtsichjaumdieSonneundstehtmalein
kleinesbisschennäheranJupiterundmaleinkleinesbisschenweiter
weg.UndimmerdannwenndieErdenäheranJupiterwar,tratendie
Verfinsterungenfrüheraufalsgeplant.WardieErdeweiterweg,
dannkamensiespäter.Rømererkannterichtig,dasshierdasLicht
verantwortlichseinmuss.DennesmusssichjaerstvonJupiterzur
ErdebewegenbevormanhierwasimTeleskopsehenkann.Und
wennessichmitendlicherGeschwindigkeitbewegt,dannbrauchtes
längeroderkürzer,jenachdemwosichdieErdegeradebefindet.
1676schließlichhatteergenugBeobachtungengesammeltumdie
Lichtgeschwindigkeitzuberechnen:213000KilometerproSekunde!
Dasisttatsächlichziemlichschnell…Abernichtunendlichschnellund
damitwarmanbeiderAntwortaufdieFrageschonmaleinen
großenSchrittweitergekommen.Jetztgingesnurnochdarum,die
Geschwindigkeitimmerbesserundgenauerzumessen.
AstronomischeBeobachtungenwarendamalsaberleidernochrecht
ungenauundesdauertevielzulangeumausreichendDatenzu
sammeln.ManwolltedieLichtgeschwindigkeitjetztauchimLabor
messen!Einerderersten,derhiererfolgreichwar,warderFranzose
ArmandFizeau.SeineVersuchsanordnungwargenial:EineQuelle
strahltLichtaus.DiesesLichtwirdaneinemZahnradvorbeigeleitet
undzwarso,dassesgenaudurchdieLückezwischenzweiZähnen
fällt.DanachtrifftdasLichtaufeinenSpiegel,wirdzurückreflektiert
undtrifftwiederaufdasZahnrad.Dasaberdrehtsichunddeswegen
wirdesnunvielleichtnichtmehraufeineLücketreffensondern
blockiertwerden.WeißmanwievieleZähneundLückendas
ZahnradhatundkenntmandieStreckezwischenSpiegelund
Zahnrad,dannmussmanjetztnurnochnachsehenwieschnelles
sichdrehenmussumdenzurückkehrendenStrahlwiederdurch
zulassenundkanndarausdieGeschwindigkeitdesLichtsberechnen.
FizeaukamaufeinenWertvon315000KilometerproSekunde.In
denfolgendenJahrendachtensichandereWissenschaftler
verbesserteExperimenteausundberechnetensoimmerbessere
WertederLichtgeschwindigkeit.
Undseit1983wissenwiresganzgenau.InderZwischenzeitkam
nämlichAlbertEinsteinundhatteeinweiteresgroßesProblemin
SachenLichtgeschwindigkeitgelöst.DasLichtnichtunendlichschnell
war,wussteman.Aberwaresimmergleichschnell?Natürlichnicht,
dennwennLichtsichdurchverschiedeneMaterialienbewegt,wirdes
verschiedenstarkabgebremst.LichtinderLuftbewegtsich
langsameralsLichtimVakuum.LichtimWasserbewegtsich
langsameralsLichtinderLuft.Undsoweiter.AberwenndemLicht
nichtsimWegsteht,alsoimVakuumdesWeltalls:Dannsolltees
immergleichschnellsein.Odernicht?Was,wennmaneinRaumschiff
hat,dasmithalberLichtgeschwindigkeitdurchdieGegendfliegt.Und
dasdannseineFrontscheinwerfereinschaltet.DasLichtsolltesich
dannjaeigentlichmitderGeschwindigkeitdesLichtsUNDderdes
Raumschiffsbewegen.Klingtlogisch,aberwennmandasganze
durchdenkt,stößtmanschnellaufProbleme.Sehrviele
wissenschaftlicheErkenntnissederdamaligenZeitwurdenparadox,
wennmaneinevariableVakuumlichtgeschwindigkeitzuließ.Es
gelangauchnicht,dieVeränderungeninderLichtgeschwindigkeitzu
messen,obwohlmandasprobierthat.SowieesRömerdamals
getanhatte,überlegtemansichauchzuZeitenEinsteins,dassdie
ErdesichjarechtschnelldurchsAllbewegtunddahermalaufdas
LichtausdemAllzuundmalvonihmweg,wasvonunsererWarte
auszuunterschiedlichenMessungenderLichtgeschwindigkeitführen
sollte.Tatesabernicht.UnddannwardanochdieTheorie.James
ClerkMaxwell,überdenichinFolge125mehrerzählthabe,hattein
seinenheuteberühmtenGleichungendasVerhaltenvonLicht
beschrieben.DorttauchteaucheineGeschwindigkeitauf–aberdie
Gleichungensagtennichtsdarüberaus,inBezugaufwasdiese
Geschwindigkeitgeltensollte.LautMaxwellsGleichungenwarLicht
immergleichschnell.
EinsteinsgenialerGedankewarsimpel:Wennmanimmernurdie
gleicheLichtgeschwindigkeitmisstundwenndieGleichungensagen,
dassLichtsichimmergleichschnellbewegt:Nun,dannISTdasLicht
imVakuumebenauchimmergleichschnell;egalinBezugaufwas
mandieGeschwindigkeitmisst.DieserradikaleGedankehatte
radikaleKonsequenzen.EineGeschwindigkeitistimmereineDistanz
proZeiteinheit.UndwenndieGeschwindigkeitsichnichtändern
kann,dannmüssendasebenDistanzundZeittun.Darausfolgte
EinsteinsRelativitätstheorieinderRaumundZeitnichtmehrabsolut
waren,sondernsichveränderten,jenachdemwieschnellmansich
bewegte.FürdieWissenschaftbedeutetedaseineRevolutionund
dankEinsteinverstehenwirdasUniversumnunwesentlichbesserals
vorher.AberauchdieMessungderLichtgeschwindigkeitwarnun
einfacher.
Die“Generalkonferenzfür
MaßundGewicht”nutztedie
neueNaturkonstanteder
Lichtgeschwindigkeitumdie
grundlegendenEinheitenneu
zudefinieren.Nachdem1967
beschlossenwurdedasseine
Sekundegenau“das
9.192.631.770-facheder
Periodendauerderdem
Übergangzwischenden
beiden
Hyperfeinstrukturniveausdes
GrundzustandesvonAtomen
desNuklids133Cs
entsprechender
Hatwiedermalalleseinfachergemacht:
Strahlung”ist,konnteman
AlbertEinstein!(Bild:PublicDomain)
diesevonirdischen
MaßstäbenvölligunabhängigeDefinitionverwenden,umüberdie
konstanteLichtgeschwindigkeitauchexaktfestzulegen,wasein
Meterseinsoll.Undzwar“DieStrecke,diedasLichtimVakuumin
einerZeitvon1/299792458Sekundenzurücklegt.”
Damitfolgtnunaberauch,dassdieGeschwindigkeitdesLichtsexakt
299792,458KilometerproSekundebeträgt!
Undesistgut,dasswirdaswissen.DennauchwenndasLicht
wirklichschnellistundfürdieAlltagserfahrungdurchausals
unendlichschnellangesehenwerdenkann,spieltdieGeschwindigkeit
indermodernenTechnikdurchauseineRolle.WennwirSignalevon
einemOrtderErdezumanderensendenbrauchtdasLichtzwarnur
einpaarMillisekundenumsolcheStreckenzurückzulegen–aberin
derTelekommunikationkönnendiedurchauseineRollespielen.
GenausowieinderComputerindustrie.Prozessorenarbeitenheute
imGigahertzbereich.ZwischendenSchwingungenliegendanur
nochNanosekundenunddieDistanzendiedasLichtbzw.die
elektromagnetischenSignaleimComputerindieserZeitzurücklegen,
liegenimZentimeterbereich.WennmanLeiterplattenbaut,muss
manalsodieZeitenberücksichtigen,diesolcheSignalevoneinem
EndederPlattezumanderenbrauchen.Undwennesumdie
SteuerungvonSatellitenundRaumsondengeht,isteineexakte
KenntnisderLichtgeschwindigkeitsowiesounerlässlich.DieLeute,
diedieRoveraufdemMarsperFernsteuerungüberdenroten
Planetenlenkenwärenschonlängstimmarsianischen
Straßengrabengelandetwennsienichtberücksichtigenwürden,dass
ihreSignalenichtsofortankommen,sonderndieDistanzerst
zurücklegenmüssen.
Mit299792,458KilometernproSekunde!
CRUITHNEUNDDIEANDERENBEGLEITERDERERDE
W
ievieleMondehatunsereErde?DummeFrage,
könntemanmeinen:Einen,undderheißt“DerMond”!
UnddieseAntwortistnatürlichauchrichtig.Aber
irgendwieauchnichtsoganz.Dennwennmansich
dieSachegenaueransieht,dannwirddieSacheschoneinwenig
komplizierter.
DaistzumBeispielderAsteroidCruithne.Derhateinen
Durchmesservon3,3Kilometernundwurdeam10.Oktober1986
entdeckt.Obwohlereigentlichschon1983entdecktwurde,aberes
hatteeinweniggedauertbisfeststellte,dassessichinbeidenFällen
umdengleichenHimmelskörperhandelt.DieUmlaufzeitvon
CruithneumdieSonnebeträgt364Tage.Dasistziemlichfastgenau
solang,wieauchdieErdefüreineRundeumdieSonnebraucht.
Unddasbedeutet,dassauchdieUmlaufbahnenvonCruithneund
Erdesichsehrähnlichseinmüssen.
GenaudasistderFall.Wenn
zweiHimmelskörpergleich
langfüreineUmrundungder
Sonnebrauchen,dann
befindensiesichineiner
sogenannten“1:1Resonanz”.
Mannenntsichauch
“koorbitaleObjekte”.Die
Trojaner-Asteroiden,dieichin
Folge31der
Sternengeschichten
vorgestellthabe,sindgenau
solcheObjekte.Diese
Himmelskörperbefindensich
immer60Gradvoroder
hinterdemPlaneten,mitdem
siesichdieUmlaufbahn
teilen.BeiCruithneistdas
allerdingsanders.Erhatzwar
SchematischeDarstellungkoorbitaler
Bahnen(Bild:gemeinfrei)
diegleicheUmlaufzeitwiedie
Erde,imGegensatzzuunseremPlanetenabereineganzanders
geformteUmlaufbahn.DerOrbitderErdeistfastkreisförmig;die
BahnvonCruithnesehrstarkexzentrisch,alsoviellanggestreckter.
WährenddieErdeimDurchschnitt150MillionenKilometervonder
SonneentferntistundsichdieserAbstandimLaufederZeitkaum
ändert,bewegtsichCruithnewährendeinesUmlaufszwischenden
UmlaufbahnenvonMarsundMerkurhinundher.Außerdemistdie
Bahnum20GradgegenüberderErdbahngeneigt.
TrotzdieserUnterschiedestehenErdeundCruithneineinerganz
speziellenWechselwirkung.VonderPerspektivedersich
bewegendenErdeausbetrachtetbefindetsichderAsteroidfüretwa
190JahrelangnäheranderSonnealsunserPlanetunddanach
ebenfalls190JahrelangeinkleinesStückchenweiterweg.Befindet
ersichaußerhalbderErdbahn,dannisterweniglangsamerals
unserPlanetsodassdieErdeihneinholenkann.Diebeiden
kommensichimmernäher;dieDistanzwirdaberniegeringerals12
MillionenKilometer.EsbestehtalsokeinerleiGefahreinerKollision.
DienaheBegegnungderErdesorgtfüreinenAustauschvon
GravitationsenergieundCruithnenimmteinensonnennäherenOrbit
ein.Fürdienächsten190JahreentferntsichderAsteroidvonder
Erdeausgesehen,bisdasganzeSpielwiedervonvornebeginnt.
Cruithnewirdmanchmalals“zweiterMond”derErdebezeichnet.In
diesemFallistdasaberdefinitivnichtrichtig,dennderAsteroidsteht
zwarineinersehrspeziellendynamischenBeziehungmitunserem
Planeten,umkreistaberunabhängigvonihmdieSonne.Cruithneist
auchnichtdereinzigeHimmelskörperaufdendaszutrifft.
1998wurdederAsteroid1998UP1entdeckt.Erbrauchtfüreinen
UmlaufumdieSonneebenfalls364Tage,seineBahnistum33Grad
gegenüberderErdbahngeneigtunderpendeltzwischenden
BahnenvonVenusundMarshinundher.Eristknapp300Meter
großundebenfallseinkoorbitalesObjektineiner1:1Resonanz.Und
auchhierbestehtkeineGefahreinerKollision;derAbstandzurErde
istimmerausreichendgroß.
ImJahr2000fandmandenknapp150MetergroßenAsteroidYORP
miteinerUmlaufzeitvon369Tagen.Aucheristeinkoorbitales
ObjektunseresPlanetenundvorallemfürseinebesondereRotation
bekannt.YORPdrehtsichalle12MinutenumseineAchse.Undwie
MessungendieindenJahrenzwischen2001und2005gemacht
wurdenzeigen,erhöhtsichdieseRotationsdauerständig.Grund
dafüristdersogennanteYarkovsky-O’Keefe-Radzievskii-PaddackEffektoderabgekürzt:derYORP-Effekt,nachdemderAsteroidauch
benanntwurdeundüberdenichinFolge112der
Sternengeschichtenschongesprochenhabe.Dieasymmetrische
ErwärmungdesHimmelskörperssorgtdafür,dasssicheine
Rotationsgeschwindigkeitganzlangsamverändertundimmer
schnellerwird.
Bewegungvon2002AA29vonderPerspektivedersichbewegendenErdeausgesehen:Erfolgteiner
Hufeisenbahn(Bild:NASA,publicdomain)
DasnächstekoorbitaleObjektwurdeimJahr2002entdecktund
heißt2002AA29.Erbraucht361TagefüreinenUmlaufumdie
SonneundistnureinpaarDutzendMetergroß.ImGegensatzzu
denUmlaufbahnenvonCruithne,1998UP1undYORPistseineBahn
fastkreisförmigundliegtfastkomplettinnerhalbderErdbahn.Man
vermutet,dasessichumeinBruchstückhandelnkönnte,dasbeider
KollisioneinesAsteroidenmitderErdeoderdemMondinsAll
geschleudertwurde.VonallenbekanntenkoorbitalenObjektenhat
2002AA29dieerdähnlichsteUmlaufbahn.ImLaufevon95Jahren
nähertersichihrbisaufknapp5MillionenKilometeran.Dann
dauertesweitere95Jahre,bevoreseineweiterenaheBegegnung
vonknapp5MillionenKilometergibt,dieausderanderenRichtung
erfolgt.EinesolcheUmlaufbahnnenntman“Hufeisenbahn”undman
kannsiebeikoorbitalenObjektenoftbeobachten.
DieErdehatnocheinpaarweiteresolchersogenannter“QuasiSatelliten”oder“Erdbegleiter”.Echte“Monde”sindesabernicht.Das
giltauchfürden2010entdecktenAsteroid2010TK7.Seine
UmlaufdauerumdieSonnebeträgt365,2Jahre,istmitderderErde
alsofastidentisch.SeineBahnistallerdingsum20Gradgegenüber
derErdbahngeneigtundderAsteroidbefindetsichdiemeisteZeit
überinnerhalbderErdbahn.ImGegensatzzu2002AA29oderauch
Cruithne,diesichvonderErdeausgesehenmalvonvorneundmal
vonhintenzunähernscheinenundzwischendiesenbeidenPunkten
hinundherpendeln,nimmt2010TK7allerdingskeineHufeisenbahn
ein.AusderPerspektivederErdekannmanden300Metergroßen
HimmelskörperfastimmerindergleichenPositionsehen:Der
AsteroidbefindetsichimmereinStückvorderErdeaufihrerBahn
undläuftumdensogenanntenLagrangepunktL4herum,istalsoein
TrojanerderErde.DerkleinsteAbstandzwischenErdeund2010TK7
beträgt20MillionenKilometer;eineKollisionistalsonichtmöglich.
AlldiesekoorbitalenBegleiterderErdesindnichtnurrein
astronomischsehrinteressantsonderngebenauchguteZielefür
Raummissionenab.DiemeistenanderenAsteroidenfindetmanweit
entferntindenAsteroidengürtelnzwischendenBahnenvonMars
undJupiteroderweithinterdemfernenNeptun.Dieerdnahen
Asteroiden,dieoftingeringerDistanzanunseremPlanetenvorbei
fliegentundassehrschnellundfüreineRaumsondeistesschwierig,
diesenGeschwindigkeitsunterschiedauszugleichen.Beziehungsweise
esistteuer,weilmandafürjedeMengeTreibstoffbenötigt.
BeidenQuasi-Satellitenistdasanders;zumindestdann,wennihre
BahnnichtzustarkgegenüberderErdbahngeneigtist,sowieimFall
von2002AA29.Siekönntemanauchmitsehrvielweniger
RessourcenerreichenundsiegebendaheridealeZielefür
ForschungsmissionenodergarbemannteRaumflügezuAsteroiden
ab.Undabgesehendavon,dasmanniegenugüberAsteroiden
wissenkann,solltenwirdieseMöglichkeitnichtaußerAchtlassen.
WenndieseHimmelskörperschonsonettsind,unsaufunserem
WegumdieSonnezubegleiten,dannsolltenwirihnenzumindest
einenkleinenHöflichkeitsbesuchabstatten.
ASPEKT,ASZENDENTUNDHÄUSER–DASVOKABULARDERASTROLOGIE
A
strologieistUnsinn.Astrologiefunktioniertnicht.Esgibt
keinenGrund,warumsiefunktionierensollte.Mankann
zeigen,dasssienichtfunktioniert.Mankannzeigen,dass
dieVorhersagenundAnalysenderAstrologienicht
stimmen.AstrologieistUnsinn–dashabeichinFolge23der
Sternengeschichtenausführlicherklärt.Abertrotzdemlohntessich,
einwenigAhnungvonalldenBegriffenundWörternzuhaben,diein
derAstrologieverwendethaben.Denndas,wasmannichtversteht,
kannmanauchnichtkritisieren.Wergenauwissenundvorallem
verstehenwill,warumAstrologieUnsinnist,musswissen,umwases
gehtwenndieAstrologenvonAszendent,Aspekt,Orbis,Häusernund
soweiterreden.
Horoskopvon
SeppHerbergermitSternzeichenundHäusern(Bild:Public
Domain)
AmbekanntesteninderAstrologieistmitSicherheitderBegriffdes
“Sternzeichens”.Dasdarfmanabernichtmitdemähnlichklingenden
Wort“Sternbild”verwechseln.DenUnterschiedzwischenbeiden
habeichinFolge48derSternengeschichtenerklärt.Löwe,Widder,
Waage,Wassermannundsoweiter–alsodieSternzeichender
AstrologiehabenzwaralleeineEntsprechungineinemrealen
SternbildderAstronomie.AberdiezugrundeliegendenDefinitionen
sindunterschiedlichundeshandeltsichdabeiumunterschiedliche
Konzepte.
SeineigenesSternzeichenkennendiemeisten,selbstwennsienicht
anAstrologieglauben.EsergibtsicheinfachausdemGeburtstdatum
undderPositionderSonnezudiesemZeitpunkt.Jenachdemin
welchenSternzeichensiegeradeamHimmelstand,istmandannlaut
AstrologieeinSkorpion,eineWaage,eineJungfrauundsoweiter.
GlaubtmandenAstrologen–wasmannatürlichnichttunsollte–
dannistfürdiekorrekteErstellungeinesHoroskopsabernichtnur
dieKenntnisdesSternzeichenswichtig.Manmussauchseinen
Aszendentenkennen.Denherauszufindenistnichtmehrganzso
einfach.DazubrauchtmannichtnurdenTagderGeburt,sondern
auchdengenauenOrtunddiegenaueUhrzeit.
UmzuverstehenwasderAszendentist,stellenwirunseinePerson
vor,diegeradegeborenwird.Siebefindetsichaneinembestimmten
OrtaufderErde.WirkönnenunsdieErdehierruhigalsScheibe
vorstellen,dasmachtkeinengroßenUnterschiedundisteinfacher.
DerRanddieserScheibe,inderenMittesichdiePersonbefindet,ist
derHorizont,dervonOstenüberSüdenundWestennachNorden
verläuft.Damitesrichtigaltmodischwird,stellenwirunsnundie
PersonaufihrerErdscheibeimMittelpunktdesUniversumsvor.Die
Sonnebewegtsichalsoumsieherum.DerWeg,dendieSonneim
LaufeeinesJahresamHimmelverfolgt(undderinderRealitätder
UmlaufbahnderErdeumdieSonneentspricht)wirdEkliptikgenannt.
DieseEkliptikistnichtidentischmitdemHorizont.Dasistwichtig,
dennausdiesemUnterschiedbestimmtsichderAszendent.
DieEkliptikisteinKreisbogen,dersichüberdemHorizonterstreckt.
WieeingroßerRegenbogensteigtdieEkliptikaufeinerSeitedes
HorizontsnachobenundsenktsichamanderenEndewiederhinab.
WoundwieundwiehochamHimmeldieEkliptikgenauverläuft,
hängteinerseitsvomOrtaufderErdeab,andemmansichbefindet.
AndererseitsauchvonderZeit.DadieErdachseeinweniggeneigt
ist,blickenwirimVerlaufeinesJahresausunterschiedlicherPosition
aufdieEkliptik.ImSommerverläuftsiehochüberdenHimmel,
weswegendadieSonnejaebenfallshochsteht.ImWinterverläuft
siedagegenflacher.
DieSternzeichenderAstrologieentsprechend–wennwireinige
Detailsignorieren–denSternbildernderAstronomen,diesich
entlangderEkliptikamHimmelbefinden.Mankannsichnunalso
vorstellen,dasssicheinBogenausSternzeichenüberden
Beobachtererstreckt,dieallederLiniederEkliptikfolgen.Jetzt
kommtderexakteZeitpunktinsSpiel.DieErdedrehtsichjaumihre
Achse,diePositionderSternzeichenändertsichalsoimLaufeeines
Tages.
DerAszendentistnungenaujenesSternzeichen,dasssichaneinem
bestimmtenOrtundzueinerbestimmtenZeit–alsozumBeispiel
demGeburtsortundderGeburtszeiteinerPerson,genauimOsten
amHorizonbefindet.AlsodasSternzeichen,dasindemMoment
geradeüberdemHorizontaufgeht.IstdaszumBeispieldas
SternzeichenLöwe,dannistauchderastrologischeAszendentLöwe.
Mandarfallerdingsnichtvergessen,dassdieAstrologieeinenfiktiven
HimmelbetrachtetdernichtderRealitätentspricht.Weraus
astrologischerSichtdenAszendentLöwehat,kannnichtdavon
ausgehen,dasszumZeitpunktderGeburttatsächlichgenaudieses
SternbildimOstenamHorizontgestandenist.DieAusrichtungder
ErdachseändertsichimLaufederZeitundallesverschiebtsich
deswegenaucheinwenig.DiesesPhänomenwirdinderAstrologie
meistensnichtberücksichtigt,weswegensiedieRealitätdesHimmels
schonseitlängererZeitnichtmehrwiderspiegelt.
WennmandenAszendentenkennt,kannmansichauchgleichmit
denHäusernbeschäftigen.DerBereichentlangderEkliptikwirdvon
denAstrologenmeistensinzwölfverschiedeneZoneneingeteilt,die
“Häuser”genanntwerden.DiegenaueEinteilungvariiertundeshat
imVerlaufderJahrhundertevieleverschiedeneSchulen,Vorschläge
undVariantengegebenundmanistimPrinzipfrei,sichirgendeine
dervielenHauseinteilungenauszusuchenbzw.eineeigenezu
erfinden.AbernormalerweiseistderAszendentistdabeiimmerdas
ersteHaus,alsodasjenige,dasgeradeimOstenaufgeht.
DirektüberdemBeobachteramHimmel,alsoamHöhepunktdes
Ekliptikbogensbefindetsichdanndersogenannte“MediumCoeli”,
derMittelpunktdesHimmelsoderderZenit,wiemaninder
Astronomiesagt.GenaugegenüberdesAszendenten,alsoam
westlichenHorizontfindetmanden“Deszendenten”.Undverlängert
mandenBogenderEkliptiknachunten,unterdemBodenhindurch
umdenKreiszuschließen,landetmanbeimtiefstenPunkt,der
“ImumCoeli”also“Himmelstiefe”bzw.inderAstronomie“Nadir”
genanntwird.EntlangdiesesKreisesliegendiezwölfHäuserder
Astrologie,dieimAllgemeinenvonAszendentüberImumCoeliund
DeszendentbiszumMediumCoeliundwiederzumAszendent
gezähltwerden.WiegroßdieeinzelnenHäuser,alsodieBereiche
entlangderEkliptiksindundobsieallegleichgroßsindundalldie
anderenDetailssindjenachastrologischerSchuleunterschiedlich.
EinigsindsichdieAstrologenaber,dasmandamitmehrüberdas
SchicksalderMenschenherausfindenkann.Bestimmtmandie
PositionderPlanetenzueinembestimmtenZeitpunkt,dannkann
mannachsehen,inwelchemder12Häusersiejeweilszufindensind.
SagteinAstrologealsoetwaswie“Jupiterbefindetsichimfünften
Haus”,dannmeinterdamit,dasderPlanetJupiteraneinemPunkt
desHimmelssteht,andemsichentlangderEkliptikgeradedas
fünfteHausbefindet.VereinfachtgesagtsinddieHäusereinsehr
simplesKoordinatensystem.DiePlanetenbewegensichallemehr
oderwenigindergleichenEbeneinderauchdieErdeumdieSonne
läuft.DadieEkliptiknichtsanderesist,alsodieaufdenHimmel
projizierteErdumlaufbahn,folgenauchallePlaneten(undauch
SonneundMond)dieserLinie,wennsiesichüberdenHimmel
bewegen.DieHäusergebenbestimmteAbschnitteentlangderLinie
anundmankannsosehrgrobmarkieren,wosicheinPlanetgerade
befindet.
AusdemAufenthaltderPlanetenindenHäusernlassensichdannim
WeltbildderAstrologenbestimmteAussagenableiten.HausNummer
zweiwirdzumBeispieloftalsHausdesGlücksbetrachtet;Haus
Nummer11alsHausderFreundschaft,HausNummerachtalsHaus
desTodesundHausNummervieralsHausderVerwandschaft.
TreibensichdiepassendenPlanetenalsobeispielsweisegeradein
denHäusernachtundvierherum,könntemandarausVorhersagen
überdenTodeinesVerwandtenableiten.Oderauchnicht–die
InterpretationderHäuserundihreDefinitionerfolgtziemlichfrei
undwennmanesgenaubetrachtet,auchziemlichbeliebig.
AußerdemgibtesnochvieleandereFaktoren,diedieInterpretation
bestimmen.ZumBeispieldensogenannten“Aspekt”.InHoroskopen
kannmanauchoftSätzelesenwie:“SonneundSaturnstehenim
Quadrat”oder“MarsundJupitersteheninOpposition”.Damitsind
dieBeziehungenzwischendenPositionenderPlaneteninden
Häuserngemeint.ZeichnetmandieEkliptikalsKreislinieaufund
markiertentlangdieserLiniedieHäuserunddiePositionder
Planeten,kannmanvomMittelpunktdesKreises(derderPosition
desBeobachtersentspricht)LinienzudenPlanetenziehen.Der
WinkelderzwischenzweisolcherLinienentsteht,wird“Aspekt”
genannt.DieAstrologieunterscheidethiervieleunterschiedliche
Möglichkeiten.BefindensichzweiHimmelskörperfastamgleichen
Punkt,istderWinkelzwischenihrenLinienalsofastNullGrad,dann
nenntmandaseine“Konjunktion”.Angeblichsollensichdabeidie
KräftederPlanetenbündeln…
EinWinkelvon180Gradwird“Opposition”genannt,die
HimmelskörperstehenalsoangenaugegenüberliegendenPunkten
derEkliptik.UndwirkenlautAstrologiedanngegeneinander.Beträgt
derWinkel90Grad,sprichtmanvoneinem“Quadrat”;beieinem
Winkelvon120Gradistesein“Trigon”undbei60Gradistder
Aspektein“Sextil”.Esgäbeauchnoch“Quinkunx”bei150Grad,ein
“Semisextil”bei30Grad,ein“Quintil”bei72Grad,undsoweiter.Alle
Aspektebedeutenetwasanderesundjenachdemkönnensodie
astrologischenEigenschaftenentsprechendverändertwerden.
NochmehrSpielraumerhältmandurchden“Orbis”.Damit
beschreibtmandieAbweichung,dielautAstrologenerlaubtist,damit
essichimmernocheinengültigenAspekthandelt.Damitzum
BeispieleineOppositionstattfindet,mussderWinkelnichtimmer
exakt180Gradbetragen.Esreichenauch175oder185Grad.In
demFallbeträgtderOrbisalso5Grad,dieanAbweichunginjede
Richtungerlaubtsind.WiegroßderOrbisseinsoll,kannder
Astrologeebenfallsziemlichfreibestimmenundsichsoweitere
MöglichkeitenderInterpretationschaffen.
AmEndehatmaneinSystem,dasmitallseinenausderAstronomie
abgeleitetenFachbegriffenzwarsehrseriösundwissenschaftlich
klingt.AberinWahrheitdochnureinsehrkomplizierter
Mechanismusist,umanhandeinesHoroskopsdiewillkürlich
definiertenastrologischenEigenschaftenderPlanetenundihre
ebensowillkürlichbestimmtenAuswirkungenaufdasSchicksalder
MenschennochvielwillkürlicherinterpretierenundnachBelieben
anpassenzukönnen.MitAszendenten,Aspekten,Häusernundall
denanderenWerkzeugenderAstrologiekannmanauseinem
Horoskopallesherauslesen,wasmangernemöchte.Diese
BeliebigkeitmachtesdenAstrologeneinfach,immerirgendetwas
passendeszufinden,dassie“analysieren”können.Aberebengerade
dieseBeliebigkeitmachtdieAstrologieauchvölligwertlos.Auseiner
völligbeliebigenBasiskannmanebenkeinekonkretenAussagen
ableiten.DieAstrologiebleibtebensovageundbeliebigwieesihre
Grundlagensind.
AstrologieistUnsinn.Dasändertsichauchnicht,wennmandie
Wörterversteht,diedortverwendetwerden.
VAGABUNDIERENDEPLANETEN
P
lanetenumkreisenSterne.ZumindesttundasdiePlaneten
inunseremSonnensystem.Merkur,Venus,Erde,Mars,
Jupiter,Saturn,UranusundNeptunlaufenaufihren
BahnenumdieSonneherum.UndauchdiePlanetendie
wiranderswoinderMilchstraßeentdeckthaben,sindTeileines
SternsystemsundwerdenvonderGravitationskraftihresSternsin
entsprechendenUmlaufbahnengehalten.Meistenszumindest,denn
esgibtauchPlaneten,dieganzohneSterneexistieren.
Sieheißen“vagabundierendePlaneten”odermanchmalauch
“Steppenwolf-Planeten”,weilsiewieeineinsamerWolfdieSteppe
ohneBegleitungdurchdasleereUniversumzwischendenSternen
wandern.DerFachbegrifffürdieseHimmelskörperlautet“free
floatingplanets”.Aberwiesiegenaugenanntwerdenistlangenicht
sointeressantwiediePlanetenselbst.UndzumBeispieldieFrage
nachihrerHerkunft.
KünstlerischeDarstellungdesPlanetenCFBDSIRJ2149,einvagabundierenderPlanet(ESO/L.
Calçada/P.Delorme/NickRisinger(skysurvey.org)/R.Saito/VVVConsortium)
Planetenmüssenirgendwieentstehen.Dastunsienormalerweise
immerzusammenmiteinemStern.WenneinederriesigenWolken
ausGasundStaubdiesichimRaumzwischendenSternenbefinden,
insichzusammenfällt,bildetsichausdemganzenMaterialeinStern.
MeistenssogarmehralsnureinStern.Undausdem,wasbeider
Sternentstehungübrigbleibt,entstehendiePlaneten.DasseinPlanet
ganzalleineundNUReinPlanetundsonstnichtseinfachsoentsteht,
istenormunwahrscheinlich.EinekosmischeWolkemusseine
gewisseMindestmassehaben,damitsieinsichzusammenfallenund
einkompaktesObjektbildenkann.UnddieseMasseistdeutlich
größeralsdieMasseeinesnormalenPlaneten.Theoretischkönnte
einPlanetauchentstehen,wennsichkleinereObjektezuimmer
größerenHimmelskörpernzusammenballen.Abereswürdeextrem
langedauern,bissichimfastleerenRaumzwischendenSternen
genugStaub-undGastteilchenzufälligtreffen,damiteinPlanet
entstehenkann.Solange,dassesvermutlichinderganzen
bisherigenLebenszeitdesUniversumsnochnichtvorgekommenist.
DiePlanetenohneSternmüssenalsozumindestbeiihrerEntstehung
nochTeileinesSonnensystemsgewesensein.Siemüssenentstanden
seinwieganznormalePlaneten.UndsiemüssenfrüherihrenStern
auchnochumkreisthaben.Solange,bisirgendwaspassiertistund
sieindenRaumzwischendenSternengeworfenwurden.
Unddieses“irgendwas”istdasChaos,dassimmerdannauftritt,
wennsichzuvieleHimmelskörperaufzukleinemRaumbewegen.
DieachtPlanetenunseresSonnensystemshabengenugdavon.
ZwischenihrenUmlaufbahnenistgenugPlatz,damitsiesich
gegenseitignichtindieQuerekommenundauchdieStörungendie
siegegenseitigmitihrerGravitationskraftausüben,sindnichtstark
genug,umsievonihrenBahnenabzubringen.
Aberfrüherwardasanders.AlsdasSonnensystemvor4,5Milliarden
Jahrenentstandenist,habensichnichtnurdieSonneunddieacht
Planetengebildet.EsgabdamalsnochvielmehrHimmelskörper.
ComputersimulationenzurPlanetenentstehungzeigen,dassda
vermutlicheinpaarDutzendgroßeHimmelskörperimjungen
Sonnensystemvorhandenwaren.Unddiehattenebennichtalle
Platz.EskamimmerwiederzunahenBegegnungenzwischenihnen
undsogarzuKollisionen.BeieinerdieserKollisionenzwischender
ErdeundeinemmarsgroßenPlanetenentstandderMond–diese
GeschichtehabeichjaschoninFolge149derSternengeschichten
erzählt.Esreichtaberauchschon,wennsichzweiplanetengroße
Objekteeinfachnurnahekommen.Dannkönnendiegravitativen
Störungensogroßwerden,dasseinervonihnenregelrechtausdem
Sonnensystemgeworfenwird.ImLaufederZeitwurdensojede
MengePlanetenentwederzerstörtoderhabendasSonnensystem
verlassen.ErstalsdieachtheutigenPlanetenübrigblieben,war
genugPlatzgeschaffen,umsichgegenseitignichtmehrindieQuere
zukommen.
DergleicheProzesshatauchbeianderenSternenstattgefunden,bei
denensichPlanetengebildethaben.ÜberallwoesheutePlaneten
gibt,dieeinenSternumkreisenwurdenwährendder
EntstehungsphasealsoauchPlanetenausdemSystemgeworfen.
UndalldieseausgestoßenenObjekteziehennunals
vagabundierendePlanetendurchdieGalaxie.
Wirkönnensogarabschätzen,wievieleessind.Dazumachtmansich
densogenannten“Gravitationslinseneffekt”zunutze.Normalerweise
benutzenAstronomenjaTeleskope,umdenHimmelzubeobachten.
EinTeleskopnutztLinsenoderSpiegelumLichtstrahlenzukrümmen
oderabzulenken;wieichjaschoninFolge107der
Sternengeschichtenerzählthabe.Lichtkrümmenkannmanaber
auchohneSpiegel!
AlbertEinsteinhatinseinerallgemeinenRelativitätstheoriejagezeigt,
dassMassedenRaumkrümmt.UndLichtstrahlenderKrümmung
desRaumsfolgen.WennnunzumBeispieleinLichtstrahldervon
einemfernenSterninRichtungErdeunterwegsistaneinem
vagabundierendenPlanetenvorbeikommt,dannwirdervondessen
Masseeinwenigabgelenkt.DerPlanetwirktwieeineLinseineinem
TeleskopundverändertkurzfristigdasLichtdesSterns.Ererscheint
einkleinwenighelleralseresnormalerweisewäre,denneinTeil
seinesLichtsderunsansonstennichterreichenwürdewirdvom
PlanettrotzdemnochinunsereRichtungabgelenkt.
AstronomenhabennunjedeMengeSternederMilchstraßegenau
beobachtetundnachdenEreignissenAusschaugehalten,dieauf
diesenGravitationslinseneffekthindeuten.Ausdensogewonnenen
DatenkannmanentsprechendeHochrechnungenerstellendie
zeigen,wievielePlanetensichdazwischendenSternenherum
treiben.Unddassindeinige!
Biszu400MilliardenvagabundierendePlanetenkannesalleinin
unsererMilchstraßegeben.Alsofastdoppeltsoviele,wieesdort
Sternegibt!Dasklingtso,alswäredasirgendwiegefährlich.Wennda
sovielePlaneteneinfachsodurchdieGalaxiefliegen:Stoßendie
dannnichtdauerndmitanderenPlanetenzusammen?Könntenicht
auchdieErdevoneinemherumstreunendenHimmelskörper
getroffenwerden?
Nein,dafürstehendieChancenextremschlecht.Dennauchwennes
VIELEvagabundierendePlanetengibt:DerRaumzwischenden
Sternenistsogroßundsoleer,dassdaskaumweiterauffällt!
BetrachtenwirdieGrößedesBereichszwischenderSonneunddem
sonnennächstenSternProximaCentauri,dannsinddasetwa100
Kubiklichtjahre.ImVergleichdazumachtdieinnereRegiondes
SonnensystemsindemsichdieErdeunddieanderenPlaneten
befindengerademaleinzweimillionstelKubiklichtjahraus.Dasistein
enormwinzigesZielfüreinenvagabundierendenPlaneten–undim
Durchschnittfindetmanvondeneninden100Kubiklichtjahren
zwischenSonneundAlphaCentaurigerademalzweiStück!
EsgibtalsonichtnursogutwiekeinevagabundierendePlanetenin
unsererNähe;esistauchsoenormvielPlatzimUniversum,dasses
höchstunwahrscheinlichist,dassertatsächlichaufdieErdetrifft.
Undselbstwenn:DerPlanetkönntenichteinfachausdemNichts
auftauchensondernwürdeschonJahrhundertevorhervonden
Astronomengesehenwerden.
EsgibtalsokeinenGrund,vordenvagabundierendenPlanetenAngst
zuhaben.KeinervonihnenwirdjemalsinunsereNähekommen.
Waseigentlichschadeist,denneswäresehrinteressant,siezu
erforschen.Mankönntejadenken,dasessichbeiihnennurum
kalte,dunkleundkomplettgefrorenelebloseHimmelskörper
handelt.ImmerhingibtesjakeinenStern,derihnenLichtund
Wärmespendet.AberSternesindnichtdieeinzigeEnergiequellefür
einenPlaneten!
DerKernderErdeistsoheißwiedieOberflächederSonne.Diese
EnergiestammtvorallemausdemZerfalldervielenradioaktiven
Elemente,diesichimKerneinesjedenPlanetenfindet.Jegrößerein
Planetist,destoheißeristauchseinZentrum.Undwennesauchauf
derOberflächeeinesHimmelskörpersohneSterntatsächlichkalt
unddunkelseinwird,mussdasfürseineunterirdischenRegionen
nochlangenichtgelten.AufvagabundierendenPlanetenkönntees
SeenundOzeaneausflüssigemWassergeben,dieunterder
gefrorenenOberflächeliegenundvonderHitzeausdemKern
aufgewärmtwerden.SowiezumBeispielderWostok-Seeinder
Antarktis,derebenfallskilometertiefunterderdortigenEiskruste
liegt.ObwohlerfürfasteinehalbeMillionJahrevonderUmwelt
komplettabgeschnittenwar,hatmandortbeiBohrungenBakterien
undandereMikroorganismengefunden,diealldieZeitdort
problemlosüberlebthaben.
LebenkönnteunterUmständenalsoauchaufden
vagabundierendenPlanetenexistieren.Dasssichdortkomplexe
Lebewesenentwickelnkönnenistallerdingsunwahrscheinlich.Und
intelligentesLebenwirdmandortwohlauchnichtfinden.Werwürde
auchinewigerKälteundDunkelheitlebenwollen.
ROBERTGROSSETESTEUNDDASMITTELALTERLICHEMULTIVERSUM
I
mMittelaltergabeskeineWissenschaft,keinenFortschritt
sondernnurKriege,Folter,Hungersnöteundandere
schrecklicheDinge.Darumheißtesjaauchdas“dunkle
Mittelalter”.SolautetzumindestdasVorurteil.Undesstimmtja
vielleichtaucheinbisschen.NachdengroßenErrungenschaftender
AntikewareswährenddesMittelalterseherdieislamischeWelt,in
derdieWissenschafteingoldenesZeitaltererlebtewährendin
Europaeherwenigvorwärtsging.Aberdassdamalsüberhaupt
nichtspassiertundsichdieMenschengarkeineGedankengemacht
haben,stimmtsoauchnicht.EsgabauchimMittelalteroriginelle
Denker–zumBeispielRobertGrossetesteundseinekosmologischen
Theorien.
RobertGrosseteste(Bild:PublicDomain)
RobertGrossetestewurdeimJahr1175geboren;imenglischen
Suffolk.ÜberseineJugendundseineAusbildungweißmankaum
etwas,aberermussaufjedenFalleinebekommenhaben,dennUm
dasJahr1225beganneranderUniversitätOxford,Theologiezu
unterrichten.VielleichtwarersogarKanzlerderUniversität;auchdas
weißmannichtgenau.Wasmanaberdefinitivweiß,ist,dass
GrossetesteimFebruardesJahres1235BischofvonLincolnwurde.
DasLebenvonGrossetestewarunzweifelhaftinteressant,aberes
sollhierjaumAstronomiegehenundnichtumdasLebeneines
BischofsimenglischenMittelalter.IndiesemFallistaberbeideseng
miteinanderverbunden!
DennGrossetestewarnichteinfachnurirgendeinBischof,sondern
einerderoriginellstenDenkerseinerZeit.ErverfassteeineMengean
Textezuastronomischen,mathematischenundphysikalischen
ThemenundzwaraufeineWeise,diemandurchaus
“wissenschaftlich”nennenkann.ImSinnevonAristoteleswollte
GrossetestenichtnurausspezifisichenBeobachtungenderNatur
allgemeinePrinzipienableiten,sonderndiesePrinzipiendannwieder
zurVorhersagebeobachtbarerPhänomenenutzen.Understellte
dabeiFragen,diemansichzuseinerZeitnormalerweisenichtstellte.
AusheutigerSichtsindbesondersseineSchriften“DeColore”,“De
Iride”und“DeLuce”vonBedeutung.Währendersichin“DeColore”
miteinerFarbenlehreundin“DeIride”miteinerErklärungdes
RegenbogensnochmitrechtspeziellenThemenauseinandersetze,
war“DeLuce”,seineSchriftüberdasLichtwesentlichuniversaler.
In“DeLuce”beginntGrossetestemitGedankenüberAtome.Die
kanntemanjaschonausdergriechischenAntikeunddenLehren
vonDemokritundLeukipp.Grossetestefragtesich,wieesmöglich
seinkann,daszwaralleMaterieauspunktförmigenAtomenbesteht,
dasMaterialaberdanntrotzdemeinkonkretesVolumenausfüllt.
DieseFrageistauchheutenochnichtvölligtrivial.Diemoderne
Atomphysiksagtuns,daseinAtomzumüberwiegendenTeilaus
Nichtsbesteht.InderMittesitzteinkompakterAstomkernund
außenbefindetsicheineHülleausAtomen.Dazwischenistnichts–
undtrotzdemdiegesamteMaterieausdiesem“Nichts”aufgebautist,
kommtsieunssolideundfestvor.Heuteerklärtsichdasdurchdie
WechselwirkungvonFeldern;wennwir“spüren”daszumBeispielein
StückHolzfestundundurchdringlichist,dannspürenwirimPrinzip
nurwiedieelektromagnetischenFelderindenAtomenunsererHand
mitdemelektromagnetischenFeldernderAtomeimHolz
wechselwirken.
DaswussteGrossetestenatürlichnochnicht.Abereswarschoneine
nichtunerheblicheintellektuelleLeistung,überhauptdieseFrage
stellenzukönnen.WiesoistMaterieausgedehnt,stabilundfestwo
siedochnurauspunktförmigenAtomenbesteht?FürGrossetestelag
dieAntwortimLicht.LichterfülltseinerVorstellungnachden
gesamtenRaumunddiesesLichterzeugtimZusammenspielmitden
Atomendas,waswiralsMaterieerfahren.
“Licht”istfürGrossetesteabervielmehralsdas,waswirheute
darunterverstehenundvielmehralsdas,wasmanauchdamals
schonimAlltagdarunterversteht.Grosstesteunterscheidet
verschiedeneArtenvonLichtundnutztsie,umnichtwenigeralsdie
EntstehungunddenAufbaudeskomplettenUniversumszuerklären.
NatürlichistdasUniversumdasererklärenwollteeinesdasvonder
damaligenZeitgeprägtwar.NachdemvonderAntikeundderKirche
geprägtenWeltbildstandfürGrossetestedieErdeimZentrumdes
Kosmos.Umsieherumerstrecktensichineinandergeschachtelte
Kristallsphären,andenenSonne,Mond,diePlanetenunddieSterne
quasimontiertwarenundsichdaranumdieErdedrehten.
DieSachemitdenKristallsphärenwardamalsgängigeLehrmeinung
–abervorGrossetestehattesichnochniemandGedankengemacht,
wiesoeinUniversumentstehenkönnte.Undhierzeigtsichnun
seinegedanklicheOriginalitätambesten.ErgingvoneinemAnfang
aus,indemeinespezielleFormvonursprünglichenLicht,daser“lux”
nannte,voneinemPunktausinalleRichtungenexplodierte.Das
LichthatdasUniversumunddieinihmenthalteneMaterieimmer
weiteraufgeblähtundimmerweitervergrößert.Grosseteste
erkannte,dassdieMateriedannaberauchimmerdünnerverteilt
seinmuss.
HierkommtnuneinzweiterwichtigerFaktorimWeltbildderAntike
bzw.desMittelaltersinsSpiel:EsdurftekeinVakuumgeben.Die
VorstellungeineskomplettleerenRaumserschienabsurd.DasLicht
konntedieMateriedesUniversumsbeiseinerAusdehnungalsonicht
beliebigweitverdünnen,dasonstirgendwanneinVakuumentstehen
würde.EskonntesichnurbiszueinergewissenGrenzeausdehnen
undwenndieseminimalmöglicheVerdünnungderMaterieerreicht
ist,dannnimmtsielautGrossetesteeinenkristallinenZustandein.
AusdemluxentstehtalsoeineKristallschale,diedieäußersteGrenze
desKosmosdarstellt.Dort,imZustandderminimalmöglichenDichte
istdieMaterieperfektunddieseperfekteKristallsphärestrahltnun
ihrerseitswiederLichtausundzwarzurückzuihremUrsprungins
ZentrumdesUniversums.DiesesLichtnennGrosseteste“lumen”und
währenddaslumenzurückindieMittedesKosmosstrahlt,schiebt
esdierestliche,nochnichtkristallierteMaterievorsichher.Hinter
demlumenwirddieMaterieverdünnt,davorwirdsieverdichtet.
DabeientstehenweitereKristallschalenundGrossetestegabsogar
mathematischeRegelnan,diediesenProzessbeschreiben.Jenäher
dieMaterieansZentrumgeschobenwird,destodichterwirdsieund
gleichzeitigschwächtsichdaslumenimmerweiterab.Esreichtnicht
mehraus,umdieMaterieimMittelpunktdesKosmosebenfalls
kristallierenzulassensodasssichdorteineKugelausnichtperfekter
Materiebildet:UnsereErde,diedeswegennichtsovollkommenist
wiediehimmlischenKörperaufihrenKristallsphären.
Manistfastversucht,GrossetestesWeltbildmitmodernen
wissenschaftlichenBegriffenzubeschreiben.DieAuswirkungendes
lumenaufdieMaterieähnelnStoßwellenininterstellarenGaswolken
unddaslumenselbstdemStrahlungsdruckdesLichtsvonSternen.
DiemathematischenRegelnderSphärenbildungkönnten
QuantifizierungsvorschriftenderAtomphysikseinunddie
KristallisationwirktwieeinPhasenübergang.UndbeiderExplosion
desluxselbstmitderfolgendenExpansiondesKosmoskannman
kaumandersalsandenmodernenBegriffdesUrknallszudenken!
AbernatürlichwäreesvölligfalschunseremoderneWissenschaftauf
GrossetestsmittelalterlichesWeltbildanzuwenden.DieErdeistnicht
dasZentrumdesUniversums;esgibtkeineKristallsphärenund
anstattvonLichtistderKosmosvomVakuumerfüllt.Genausowenig
wäreesaberangebracht,dieKosmologievonGrossetesteals
theologischeSpinnereiabzutun.In“DeLuce”hatGrossetesteetwas
sehraußergewöhnlichesgetan:ErhatdieBeobachtungenund
Regeln,dieerfürdasVerhaltenvonLichtimkleinenMaßstab
abgeleitethatdazubenutzt,umeineTheoriezuentwerfen,mitder
sichdasgesamteUniversumbeschreibenlässt!
DaswarzurdamaligenZeitnichtselbstverständlichunddiese
UniversalitätbeiderBeschreibungderNatursollteerstim17.
JahrhundermitIsaacNewtonihreneigentlichDurchbrucherleben.
Newtonzeigte,dassdiegleichenKräfte,dieeinenApfelvomBaumzu
Bodenfallenlassen,auchdieBewegungderHimmelskörperim
Universumbestimmenundhatsoeineumfassendeuniversale
BeschreibungderNaturgeschaffen.SowieGrossetesteesinseiner
ArbeitüberdasLichtunddieEntstehungderkristallenenSphären
getanhat.
Unddassessichdabeinicht
nurverworreneGedanken
sonderneineinsich
konsistenteTheorie
gehandelthat,lässtsich
sogarzeigen.EinTeamaus
Historiker,
Geisteswissenschaftlern,
Mathematikernund
AstronomenhatdieArbeit
vonGrossetesteganzgenau
analysiertundsoweites
möglichwar,ineinemoderne
wissenschaftlicheSprache
DieKristallsphärenvonGrossetesteinder
Simulation(Bild:Boweretal,2014)
übersetzt.WasderBischof
ausLincolninmittelalterlichenLateinüberdieAusbreitungvonLicht
unddieWechselwirkungmitderMaterieaufgeschriebenhatte,
konntesoinmathematischenFormelnausgedrücktwerden.Unddie
EntstehungdesKosmosmitseinenKristallsphärenkonntemanso
amComputersimulierenundbeobachten.
Dabeizeigtesich,dassesextremaufdieAnfangsbedingungen
ankommt.EsgibtvieleverschiedeneMöglichkeiten,wiemanluxund
lumeneinUniversumbildenlassenkannunddiemeistendavon
führennichtzumgewünschtenResultat.Dagibtesdannvielzu
wenigodervielzuvieleKristallsphärenoderSphären,diesich
gegenseitigdurchdringen.Nurinwenigen,speziellenFällenentsteht
tatsächlichdasUniversumdassichGrossetestevorgestellthatteund
dasdemdamaligenWeltbildentsprach.Dassdie
ComputersimulationeneinerTheorieauseinemmittelalterlichenText
diesesErgebnisliefern,istschonbeeindruckendgenugundzeigt,wie
ausgearbeitetdieVorstellungenvonGrossetestewaren.Noch
faszinierenderaberist,dasssichmitseinemModellvonluxund
lumennichtnureineinzigesUniversumbeschreibenlässt,sondern
vieleverschiedene.AuchdamitähneltesdermodernenKosmologie:
Auchhierkommtesdaraufan,welcheAnfangsbedingungenman
wählt.DiegrundlegendenKonstanteninunseremUniversum
müssenganzbestimmteWertehaben,ansonstenentstehtein
Kosmos,dernichtsmitdemunserenzutunhat.Undgenauwiebei
Grossetestelassensichauchmitdenmodernenkosmologischen
TheorienvieleUniversenbeschreibenundnichtnureineinziges.
Wiegesagt:MandarfnichtdenFehlermachenundglauben,der
TheologeausdemMittelalterhättedamalsschondieGedankender
Gegenwartvorweggenommen.RobertGrossetestehatwederden
Urknall,nochdieExpansiondesAllsundauchnichteine
Multiversums-Theorievorhergesagt.SeineThesenwarenvollund
ganzinderdamaligenZeitverhaftet.Abererhatgezeigt,dasses
möglichist,eineTheoriezuschaffen,mitdersichdieEnstehungdes
Universumsbeschreibenlässt.EineTheorie,dieinsichkonsistentist
undkeinemythologischeinspirierteFantasie.EineTheorie,dieviele
grundlegendenPrinzipienderspäterenwissenschaftlichenMethodik
andeutetundvorwegnimmt.Grossetestehatsichbemüht,dieWelt
umihnherumphysikalischzuerklärenundnichttheologisch–und
gezeigt,dassdasMittelalternichtganzsodunkelwar,wieman
vielleichtglaubenmöchte.
BARNARDSPFEILSTERN
D
iemeistenSternehabenkeinenNamen.Esgibteinfach
zuvielevonihnen!Vondencirca200MilliardenSternen
diesichalleineinunsererMilchstraßebefinden,haben
wirjagerademaleinpaarMillionenkatalogisiertund
ihnenzumindesteineentsprechendeKatalognummergegeben.Sie
allemitEigennamenzubezeichnenwärezuvielAufwandundwürde
auchnichtvielbringen,wieichjaauchschoninFolge2der
Sternengeschichtenerzählthabe.NurdieganzhellenSternediesich
inunsererNachbarschaftbefindenunddieschonseitJahrtausenden
vondenMenschenbeobachtetwordensind,habeneinenechten
Namenbekommen.
AbundzuisteinSternabersobemerkenswert,dasserquasiein
UpgradebekommtundanstatteinerKatalogbezeichnungbeginnt
einenEigennamenzuführen.EinerdavonistBarnardsStern
beziehungsweiseauchBarnardsPfeilstern,wieeroftgenanntwird.
DerNamekönnteeinenglaubenlassen,dassdieserSternvoneiner
Personnamens“Barnard”entdecktwordenist.Dasaberwarnicht
derFall.EinenBarnardgibtestatsächlich:ErheißtEdwardEmerson
BarnardundwennerdenSternderseinenNamenträgtauchnicht
entdeckthat,haterihnzumindestenormberühmtgemacht!Denn
Barnardfandheraus,wieschnellsichderSternbewegt:Sehrschnell!
WirnennendieSterneam
Himmeljaauchoft
“Fixsterne”.Abereigentlichist
dieseBezeichnungveraltet
undaufjedenFallistsienicht
korrekt.Nichtsstehtstillim
Universumunddasgilt
natürlichauchfürdieSterne.
Siebewegensichdurchdie
Milchstraßeaberweilsieso
enormweitentferntsind,fällt
unsdieseBewegungnicht
BewegungvonBarnardsStern(Bild:Steve
Quirk,gemeinfrei)
auf.WillmanmitfreiemAuge
einePositionsveränderung
sehen,mussmanschoneinpaarJahrzehnteoderJahrhunderte
hinsehen.OderebenmitsehrpräzisenInstrumentensehrgenaue
Messungenanstellen.Dasistabererstinderjüngeren
Vergangenheitmöglichgeworden.Früher,alseskeineoptischen
InstrumenteinderAstronomiegab,fieldieBewegungderSterne
nichtauf.SieerschienenimmeramgleichenOrtdesHimmelsund
wurdendarumeben“Fixsterne”genanntumsievonden
“Wandelsternen”,alsodenPlanetenzuunterscheiden,diesich
tatsächlichleichtundgutbeobachtbaramHimmelbewegen.
WiegutwirdieBewegungeinesSternserkennenkönnen,hängt
natürlichersteinmaldavonab,wieschnellersichtatsächlichbewegt.
Eskommtaberauchdaraufan,wieweiterentferntist.Jeweiterweg,
destogeringeristderEffekt.Undjenähererist,destogrößer.Und
alsEdwardEmersonBarnardimJahr1916einenkleinenrotenStern
imSternbilddesSchlangenträgersuntersuchte,stellteerfest,dass
dersichsoschnellüberdenHimmelbewegtewiekeinanderer
bekannterStern.Undzwarunteranderemdeswegen,weilerzuden
nächstenNachbarnunseresSonnensystemsgehört.InFolge114der
SternengeschichtenhabeichvonProximaCentaurierzählt,dem
SternderunsererSonneamnächstenist.Gleichdanachaufden
Plätzen2und3desAbstandsrankingsfolgendiebeidenSternedes
Alpha-Centauri-Systems.AberschonderviertnächsteSternist
BarnardsStern!
Eristknapp6LichtjahrevonunsentferntundtrotzdieserNäheister
mitfreiemAugenichtzusehen.BarnardsSternhatnureinFünftel
derGrößederSonne;eshandeltsichbeiihmumeinensogenannten
RotenZwergderentsprechendschwachleuchtet.Manbrauchtschon
einTeleskopodereinstarkesFernglas,umihnsehenzukönnen.
RoteZwergegehörenzudenhäufigstenSterntypenimUniversum;in
derHinsichtistBarnardsSternalsonichtaußergewöhnlich.Insogut
wieallenanderenPunktenaberschon!
VorallemwasseineBewegungangeht:InBezugaufdas
SonnensystembewegtersichmiteinerGeschwindigkeitvonetwa
140KilometernproSekunde.ProjiziertaufdenHimmelentspricht
daseinerEigenbewegungvon10,3BogensekundenproJahr.Oder
andersgesagt:UmseinePositionumeineDistanzzuverändern,die
demDurchmesserdesVollmondsentspricht,brauchtBarnardsStern
nurknapp175Jahre.Ok,dasistimmernocheinelangeZeit.Aber
verglichenmitdem,wasmanbeianderenSternenbeobachtenkann,
istdasenormschnell!Unddefinitivschnellgenug,alsdasmandiese
BewegungauchbeiderBeobachtungmitfreiemAugeundohne
Teleskopbemerkenkann,wennmaneinpaarJahrelangimmer
wiederMessungenanstellt.NurkannmanBarnardsSternebennicht
ohneTeleskopbeobachtenunddarumdauerteesbiszumJahr1916
undBarnardsBeobachtungen,bevormandenkleinen,schnellen
HimmelskörperinunsererNachbarschaftbemerkte.
SeitdemhatersichaberalshervorragendesForschungsobjekt
erwiesen!BarnardsSternistvergleichsweisealt;erexistiertschon
seitetwa10MilliardenJahrenundistdamitfastdoppeltsoaltwie
unsereSonne.AuchseinechemischeZusammensetzungistanders;
erenthältdeutlichwenigerschwereElementealsunserStern.Er
gehörtzursogenannten“PopulationII”,alsoderzweitenGeneration
derSterneimUniversum.DieersteGenerationenthieltnochgar
keineschwerenElementesondernbestandnurausWasserstoffund
Helium.ErstinihremInnerenentstandendurchdieKernfusionneue
chemischeElementediedannzurVerfügungstanden,alsdiezweite
GenerationderSterneentstand.DiedritteGeneration,zuderauch
unsereSonnegehört,enthältdannschondeutlichmehrschwere
Elemente,dabeiihrerEntstehungauchschondieElemente
vorhandenwaren,dievonderzweitenGenerationproduziert
wordensind.
BarnardsSternistalsoaltunderbewegtsichschnell.Erhattealso
genugZeit,umdurchdieMilchstraßezureisenundmangehtheute
davonaus,dasserdabeitatsächlicheinordentlichesStückherum
gekommenist.VermutlichstammterausdemBulge,alsoder
zentralenRegionunsererGalaxie.Undzumindestfürdienächsten
paar10.000Jahrekönnenwirauchvorhersagen,wohinseineReise
inZukunftgehenwird.ErwirdderSonneimmernäherbekommen
undimJahr11800mit3,75Lichtjahrenseinensonnennächsten
Punkterreichen.DersonnennächsteSternwirderdannaberimmer
nochnichtsein,weilauchProximaCentauriinderZwischenzeit
näheranunsherangerücktist.UndauchdieMenschenderfernen
ZukunftwerdenBarnardsSternnichtmitfreiemAugesehenkönnen,
dennselbstdannleuchtetderkleineroteZwergzuschwachdafür.
Abervielleichtkriegenwirtrotzdemirgendwannhöchst
beeindruckendeBildervonBarnardsSternzusehen.ZumBeispiel
dann,wennwireineRaumsondedirektzuihmschicken!DieIdee
dazuentstandinden1970erJahrenundhatdenschönenNamen
“ProjektDaedalus”bekommen.Damalsversuchteman,zumindest
theoretischeineMissionzukonzipiereninderenRahmeneine
umbemannteSondezueinemanderenSterngeschicktwerdenkann
unddasinnerhalbdertypischenLebensdauereinesMenschenund
miteinerTechnologie,dienichtvölligabwegigsonderninnaher
Zukunfttatsächlichumsetzbarseinsollte.DasResultatwareine
zweistufigeRaketemiteinerMassevon50.000Tonnen.Dieerste
Stufewäre2JahrelanginBetriebgewesenundhätteDaedalusauf7
ProzentderLichtgeschwindigkeitbeschleunigt.Danachhättedie
zweiteStufeübernommenundweitereknappzweiJahrelangAntrieb
geliefertumdieGeschwindigkeitauf12Prozentder
Lichtgeschwindigkeitzuerhöhen.Dannhätteesweitere46Jahre
gedauert,bevordieSondebeiBarnardsSternangekommenwäre.
Beziehungsweisevorbeigeflogen,dennzumBremsenwärekein
Treibstoffmehrübriggewesen.Undnatürlichwäreesauchkein
normalerTreibstoffgewesen.ChemischeAntriebewärennichtdazu
inderLagegewesen,solcheGeschwindigkeitenzuerzeugen.
DeswegenwäreDaedalusmiteinemNuklearantriebausgestattet
worden.VereinfachtgesagthättemanjedeMengewinzige
FusionsbombenanBordgehabt,dieeinenachderanderen
ausgestoßenundgezündetwordenwären.DerRückstoßwäreüber
eineAufprallplatteabgefangenundinVortriebumgewandelt
worden.
UmgesetztwurdedieMissionleidernie.Hauptsächlich,weildie
ganzeMissionenormteuerundkompliziertgewesenwäre.Und
sowiesonuralstheoretischeStudiegedacht.Abervielleichtauchein
bisschen,weilirgendwanneinerderGründeabhandengekommen
war,derBarnardsSternzueinemsointeressantenZielgemacht
hatte.Inden1960erJahrenbehauptetederAstronomPetervande
Kamp,dasserPlanetenentdeckthatte,dieBarnardsStern
umkreisen.Erhattesienatürlichnichtdirektbeobachtet.Aberseine
AnalysederBewegungdesSternszeigte,dassersichnichtin
geraderLiniedurchdieGalaxiebewegte,sonderninSchlangenlinien.
Erwackeltehinundher,ganzsoalswürdeerdurchdie
GravitationskrafteinigerPlanetenbeeinflusstwerden.ZweiPlaneten,
beideungefährsogroßwieJupitersolltendortseinundanfangs
warenvieleseinerKollegenüberzeugt,dassdieBeobachtungen
korrektwaren.AlsdieAstronomenGeorgeGatewoodundHeinrich
EichhorndieAngelegenheitdanninden1970erJahrenmitbesseren
Instrumentenunabhängigprüften,fandensieabernichts.Eszeigte
sichdannschnell,dassnichtderSternwackelte,sondernvande
KampsTeleskopnichtkorrektarbeitete,denneswardaseinzige
Instrument,dassdenangeblichenEffektsehenkonnte.Undauch
immernurdann,nachdemvandeKampdortWartungsarbeiten
durchgeführthatte…
VandeKamphattenieakzeptiert,dassersichgeirrthatte;derRest
derAstronomenschriebdiePlanetenvonBarnardsSternallerdings
ziemlichschnellab.Bisheute.Mittlerweilehabenwirjaschonjede
MengePlanetenbeianderenSternenentdecktund
selbstverständlichauchBarnardsSterngenaueruntersucht.
AllerdingsohneErfolg:DortsindkeinePlanetenzufinden.Esistzwar
prinzipiellmöglich,dassdortnocheinpaarsehrkleine
HimmelskörperihreRundenziehendiemitderderzeitigen
GenauigkeitderInstrumentenochnichtnachweisbarsind.
WirwerdenBarnardsSternabersicherlichweiteruntersuchen.Ein
sovielversprechendesForschungsobjektfindetmansoschnellkein
zweitesMal.Undwerweiß,obdortnichtirgendwannvielleichtdoch
nochmaleinkleinerPlanetentdecktwird.Dennwirdannmiteinem
neuenProjektDaedaluseinenBesuchabstattenkönnen.
THEIADERTROJANERUNDSEINEKOLLISIONMITDERERDE
D
enPlanetenTheiagibtesnichtmehr.Abermitziemlicher
SicherheithatesinvorlangerZeitgegeben.Alsunser
Sonnensystemvor4,5MilliardenJahrenentstand,gabes
dortmehralsdieachtgroßenPlaneten,diewirheute
nochsehenkönnen.AusdergroßenGas-undStaubscheibediedie
jungeSonneumgebenhat,habensichjedeMengeHimmelskörper
allerGrößengebildet.AberderPlatzhatnichtgereicht,damitauch
alleüberlebenkönnen.AufihrenBahnenkamensichdiejungen
Planetenimmerwiedernahe,kollidiertenmiteinanderoderwarfen
einanderausdemSonnensystemhinaus.AmEndebliebendieacht
großenPlanetenübrig,dieheutenochfriedlichihreRundenziehen.
AuchanihnengingdiewildeKindheitdesSonnensystemallerdings
nichtvölligspurlosvorbei.WennwiraufderErdenachtszumHimmel
schauen,sehenwirdortdenMond.UndseineExistenzistdas
ResultateinergigantischenKollisionbeidereinPlanetvölligzerstört
wurde:Theia.
Bild:NASA/JPL
ÜberdieEntstehungdesMondeshabeichjaschonkurzinFolge16
derSternengeschichtengesprochen.Nachallem,waswirheute
wissen,kannernurbeieinergroßenplanetarenKollisionentstanden
sein.DiejungeErdemussmiteinemHimmelskörperzusammen
gestoßensein,deretwasogroßwiederMarswar.Dieserheute
nichtmehrexistierendePlanethatdenNamen“Theia”bekommen,
dennsohießindergriechischenMythologiedieMutterder
MondgöttinSelene.DassderMondseinenUrsprunginderErde
gehabthabenmuss,zeigtvorallemseinegeologische
Zusammensetzung.DasMaterialausdemunserBegleiterbestehtist
demMaterialausdemdieErdegebildetist,enormähnlich.Würdeer
auseinerganzanderenEckedesSonnensystemskommen,wäredas
eigentlichnichtzuerwarten.
WirwissenaußerdemdankderComputersimulationenzur
EntstehungderPlanetenimSonnensystem,dassdortfrüherviel
mehrPlanetenentstandensindunddieimmerwiedermiteinander
kollidierten,bissichalleseinwenigberuhigthatteundausreichend
PlatzfürdierestlichenHimmelskörperwar.Aberdamitbeieiner
KollisionzwischenzweigroßenObjektenamEndeein
HimmelskörperwiederMondentstehenkann,müssenbestimmte
Bedingungeneingehaltenwerden.WürdemanTheiaunddieErde
einfachfrontalmiteinanderkollidierenlassen,dannwürdendabei
wahrscheinlichbeideObjektezerstörtwerden.Würdensiedagegen
nureinwenigseitlichaneinanderstoßen,dannkönntenichtgenug
MaterialweitgenuginsAllgeschleudertwerden,umdarauseinenso
großenHimmelskörperentstehenzulassenwiedenMond.
DieKollisionmussimrichigenWinkelundmitderrichtigen
Geschwindigkeitstattfinden,damiteinerseitsdieErdeüberleben
kann,andererseitsTheiazerstörtwirdundamEndeauchnochder
Monddortentstehenkann,woerentstandenseinmuss.Unddie
geologischenBefundemachendieSachenocheinwenig
komplizierter.WieichinFolge143derSternengeschichtenerklärt
habe,bestehtderKernderErdeausEisen.Ungefähr30Prozent
unseresPlanetenbestehenausdiesemElement.BeimMondsindes
abernur3Prozent;seinEisenkernistvielkleinerundvielkleinerals
manbeieinemnormalenEntstehungsprozesserwartenwürde.
WärenErdeundMondeinfachnurfriedlichnebeneinanderausder
gleichenGas-undStaubwolkeentstanden,dannsolltederMond
einenvielgrößerenEisenkernhaben.Hinzukommendie
geologischenDatendiedieAstronautenderApollo-Missionendirekt
aufdemMondselbstgesammelthaben.DieGesteinsprobenunseres
Nachbarnzeigen,dasssichinihnengenaudiegleicheMischungvon
Sauerstoff-IsotopenfindetwieimGesteinderErde.Unddasist
wirklichseltsam.
DieVerteilungderIsotope,alsoderverschiedenenVariatoneneines
chemischenElements,warfrühernichtüberallimSonnensystem
gleich.SiehingvomAbstandzurSonneabundwennErdeundMond
genaudiegleichenEigenschaftenzeigen,dannistdaseindeutlicher
Hinweis,dasssieindergleichenGegenddesSonnensystems
entstandenseinmüssen.SiebestandenausdemgleichenMaterial
undursprünglichwarauchTheiaeinnormalerPlanetmiteinem
angemessengroßenKernausEisen.AlsErdeundTheiakollidierten,
sankderEisenkernvonTheiainsInnerederErdeundverschmolzmit
demdortigenKern.DarumhabenwirheutesovielEiseninderErde
undunserPlanetdiehöchstemittlereDichteimganzen
Sonnensystem.DieTrümmerderKollisiondieinsWeltall
geschleudertwurden,bestandenausdemMaterialderäußeren
SchichtenundformtensichdortzumMond.
Aber:WiesollTheiaeinerseitsdirektinderNähederentstehen,
andererseitsabermitentsprechenderGeschwindigkeitundim
richtigenWinkelmitderErdekollidierenkönnen?Planetenbewegen
sichjanichtwieesihnengeradeSpaßmacht;sieunterliegender
gravitativenWechselwirkungundkönnensichnurauf
entsprechendenUmlaufbahnenbewegen.Unternormalen
BedingungenmüssteTheiairgendwozwischenErd-undMarsbahn
entstandensein,damitderPlaneteinefüreineKollisionpassende
Umlaufbahnentwickelnkann.DortkannTheiaabernichtentstanden
sein,dadanndieZusammensetzungseinerIsotopeganzanders
gewesenwäreundsichheutedieZusammensetzungvonErdeund
Mondebenfallsunterscheidenmüsste.WäreTheiaaberdort
entstandenwodieErdeentstandenist,gäbeeseinerseitskeine
vernünftigeKollisionsbahnundandererseitshättendiegravitativen
StörungenderErdevonAnfanganverhindert,dassdortüberhaupt
eingroßerPlanetentsteht!
DieSituationistallerdingsnichtsohoffnungsloswiesieerscheint.Es
gibteineMöglichkeit,beiderTheiaundErdeamgleichenOrt
entstehenundaufdierichtigeArtundWeisekollidierenkönnen.
2004habenderMathematikerEdwardBelbrunoundderAstronom
RichardGotteineentsprechendeHypothesevorgeschlagen.Siehat
mitdenTrojanerzutun…
DabeigehteswederumdentrojanischenKriegausdergriechischen
AntikeundauchnichtumirgendwelcheComputerviren.Esgehtum
ganzbesondereHimmelskörper,dieichschoninFolge31der
Sternengeschichtenvorgestellthabe.BetrachtenwirdieErde,die
Sonneundeinendritten,kleinerenHimmelskörper,zumBeispiel
einenAsteroid,danngibteszwischenihnenjedeMengewirkende
Kräfte.DieSonnebeeinflusstmitihrerGravitationdieBahnderErde
undzwingtsieaufihreUmlaufbahn.DieErdebeeinflusstauchdie
Sonneeinbisschenundlässtsiezumindesteinganzkleinwenig
wackeln.SowohlErdealsauchSonnebeeinflussenaberden
Asteroid,dessenBewegungdaherziemlichkomplexist.Schonim18.
JahrhunderthataberderfranzösischeAstronomJoseph-Louis
LagrangeeinenSpezialfallgefunden,derdieSachevereinfacht.
BleibenwirbeimBeispielvonErde,SonneunddemAsteroid.Hier
gibtesnunfünfganzbesonderePunkteandenensichalle
wirkendenKräfteexaktaufheben.DiesePunktewerdenLagrangePunktegenanntundwennsichderAsteroidgenaudortbefindet,
dannkönnenihmdieStörungenvonSonneundErdenichts
anhaben.DreidieserPunktebefindensichaufderVerbindungslinie
zwischenSonneundErdeundsiesindinstabil.Dasheißt,dassdie
aufdenAsteroidwirkendenStörungenzwarverschwinden,wenner
sichEXAKTimLagrangepunktbefindet,abersehrschnellsehrgroß
werden,wennersichnureinkleinwenigdavonentfernt.Die
restlichenbeidenPunktesindallerdingsstabil:Hierkannsichder
AsteroidaucheinkleinesStückvondenPunktenentfernenohnedas
dieStörungenallzugroßwerden.DerAsteroidbleibtdanninder
NähederPunkteundkanndortauchfürsehr,sehrlangeZeiten
existieren.
DiebeidenstabilenLagrangepunktebefindensichnundirektaufder
BahnderErde;einerimmer60GradvorderErde,derandere60
Graddahinter.UndesgibtLagrangepunktenichtnurfürdieErde,
sondernbeijedemgroßenHimmelskörper.UndObjektediesichIN
bzw.inderNähederLagrangepunkteeinesHimmelskörpers
aufhalten,nenntman“Trojaner”.DenerstenrealenTrojanerhatman
Anfangdes20.JarhundertsineinemderLagrangepunktedes
Jupitersentdeckt;heutekenntmandortschoneinpaartausend
Trojaner-Asteroiden.AuchbeimNeptunundbeimMarshatman
schoneinigeTrojanergefunden.
UndwashatdasnunmitTheiazutun?BelbrunoundGottschlugen
vor,dassauchTheiaeinTrojanerwar.Damals,alsdiePlaneten
entstanden,schwirrteüberallimSonnensystemjedeMengeGasund
Staubherum.InderNähedersichbildendenErdewurdederganze
KramdurchdiegravitativenStörungenschnellentfernt.Aberinden
beidenstabilenLagrangepunktenkonntesichdasMaterial
ansammelnunddortkonnteungestörteinweitererHimmelskörper
inunmittelbarerUmgebungunseresPlanetenheranwachsen.So
entstandTheiaalsErd-Trojaner–aberirgendwannwurdeesdann
kompliziert.
AlsTrojanerdarfmannichtzugroßwerden,sonstwirdes
unangenehm.DieSachemitdenLagrangepunktenfunktioniert
nämlichnurdann,wennderTrojanerdeutlichkleineralsdieErdeist.
Wirderzugroß,dannübterselbstebenfallsgravitativeStörungen
aufdieHimmelskörperinseinerUmgebungausundmachtdie
schöneStabilitätzunichte.AlsTheiabisauf10ProzentderErdmasse
herangewachsen,alsoungefährsoschwerwiederMarswar,war
ausmitderfriedlichenKoexistenz.BeeinflusstdurchStörungennicht
nurvonderErdesondernauchvonderbenachbartenVenusverließ
TheiadiesichereUmgebungdesLagrangepunktesundkamderErde
immernäher.DiesimplePhysikvonLagrangeließsichnunnicht
mehranwenden,jetztwirktedievolleKraftunddasChaosdassich
immereinstellt,wennsichmehralszweigroßeHimmelskörper
gegenseitigdurchihreGravitationskraftbeeinflussen.Theia
kollidiertemitderErde,zerstörtesichdabeiselbstundjedeMenge
TrümmerwurdeninsAllgeschleudert.DieErdeverloraucheiniges
anMaterial,überlebteaberdenZusammenstoß.Siewarnunvon
einemRingausTrümmernumgeben,ausdemsichwährendweniger
JahrzehntederMondformte.
MancheWissenschaftlergehensogardavonaus,dassesanfangs
mehralseinenMondgab!NachdiesemModellhatsichzuerstein
kleinererMondgebildetundineinemvonseinenstabilen
Lagrangepunkteeinweiterer,nochkleinerMond.Dortfanddas
gleicheSpielstattwiezuvorbeiErdeundTheia:DerTrojaner-Mond
wuchs,wurdeirgendwannzuschwerundkollidiertemitdem
“Hauptmond”.DieseHypothesesollerklären,warumdieeineHälfte
desMondessichheutesosehrvonseineranderenHälfte
unterscheidetundeinevieldickereKrustehat.
ObunserMondfrühereinmaleinenTrojanerhatte,lässtsich
vermutlichheutenurnochschwerherausfinden.DassdieErdemit
ihremTrojanerTheiakollidiertist,erscheintdagegenziemlichsicher.
UnddieChancenstehenübrigensgut,dassdadraußenimmernoch
eineTrojanerindenLagrangepunktenunseresPlanetenexistieren.
Eskanngutsein,dassnichtalleTrümmerderdamaligenKollision
zumMondverschmolzensind.EinpaarkleineBrockenkönntennoch
übrigseinundalsErdtrojanerindenstabilenLagrangepunktendie
Jahrmilliardenüberdauertzuhaben.Zumindesteinerhatdas
tatsächlichgetan:ImJahr2010wurdederAsteroid2010TK7
entdeckt.ErbefindetsichimdemderErdevorauslaufenden
LagrangepunktundistdereinzigederzeitbekannteTrojanerunseres
Planeten.EineGefahrstellterallerdingsnichtdar.ImGegensatzzur
großenTheiaverhältsichderkleineAsteroidmitseinergeringen
MasseunauffälliggenugumnichtausderUmgebungdes
Lagrangepunkteshinausgeworfenzuwerden.
DERSTREITUMDIEMETHODEDERMONDDISTANZEN
I
nderletztenFolgederSternengeschichtenhabeicherklärt,
welcheRolledieAstronomiebeiderPositionsbestimmungspielt.
Willmanwissen,woaufderErdemansichbefindet,dannmuss
manseinegeografischeBreitekennen,alsowissen,wieweit
nördlichodersüdlichmansichvomÄquatorbefindet.Daskannman
miteinfachenastronomischenBeobachtungenvergleichsweise
unkompliziertherausfinden.AberdieBreitealleinreichtnicht,man
mussauchnochdiegeografischeLängekennen.Alsodenöstlichen
beziehungsweisewestlichenAbstandvoneinerReferenzlinie.
DieseReferenzlinie,die“Nullmeridian”genanntwird,istimGegensatz
zumÄquatorabernichtvonderNaturvorgegebensondernmuss
künstlichfestgelegtwerden.Dannabermussmannurnochdie
lokaleUhrzeitbestimmenundsiemitderUhrzeitaufdem
NullmeridianvergleichenumausdemUnterschieddirektdie
geografischeLängebestimmenzukönnen.
DielokaleZeitlässtsichmitastronomischenBeobachtungen
ebenfallsleichtbestimmen:ManmussnurdenZeitpunktbestimmen,
andemdieSonneihrenhöchstenPunktamHimmelerreichthat.Das
istdann12UhrMittags.WeiterimOstenistderMittagspunktschon
vorbei,dortistesalsospäter;
imWestenistesfrüherund
manmusswegender
Erddrehungnochbiszum
Mittagwarten.DerVergleich
derlokalenZeitmitder
lokalenZeitamNullmeridian
liefertalsodiePositioninOstbzw.Westrichtung.Aberwie
bekommtmandielokaleZeit
amNullmeridian?ImPrinzip
istdasebenfallssimpel:Man
führtdieMessungdort
ebenfallsdurch,stellteine
Uhrentsprechendeinund
nimmtsiedanneinfachmitzu
demPunkt,andemmandie
geografischeLänge
bestimmenmöchte.Sokann
mandiebeidenZeiten
vergleichenunddie
geografischeLänge
bestimmen.
WarumJohnFlamsteedwohlsotraurig
schaut?SeineKollegenwarennichtnettzu
ihm…(Bild:PublicDomain)
HeutewärediesesVorgehenüberhauptkeinProblem.Im18.
Jahrhundert,alssichdieWissenschaftlerintensivmitdemProblem
derPositionsbestimmungbeschäftigthaben,erschienesaberfast
unlösbar.DamalsgabesnochkeinegenaugehendenUhrensowie
wirsieheuteüberallzurVerfügunghaben.DiegenaustenUhren
warenPendeluhren,diesichabernichtleichttransportierenließen.
WenneinePendeluhrmiteinerschwankendenKutscheüber
holprigeStraßengefahrenwird,dannwirdsieamZielortdieZeit
nichtmehrindernötigenGenauigkeitanzeigen(sofernsie
überhauptnochirgendeineZeitanzeigtundnichtkaputtgegangen
ist).
ZumGlückgibtesjanochdenHimmel.Deristeineeinzigegroße
Uhrundmanmusssienurzulesenwissen!ZuBeginndes16.
JahrhundertsbegannmitderArbeitvonGalileoGalileijaeinegroße
RevolutioninderAstronomieinderenVerlaufdieMenschenjede
MengeNeuesüberdenHimmellernten.AlsErsterblickteGalileimit
demTeleskopzumHimmelundentdecktedortunteranderemdie
MondedesPlanetenJupiter.UndandereWissenschaftlerwie
JohannesKeplerundIsaacNewtonfandendieNaturgesetze,mit
denensichdieBewegungderHimmelskörperbeschreibenlässt.Die
AstronomenkonntennunalsovorhersagenwiesichJupitersMonde
bewegenwürde.MankonntedasinentsprechendenTabellen
nachschlagenundwusstedannzumBeispiel,dasaneinem
bestimmtenTagzueinerbestimmtenZeiteinerderMondehinter
demPlanetenverschwindenwürdebzw.aufseinemUmlaufhinter
demPlanetenwiederauftaucht.
WennsoeinEreignisfüreinebestimmteZeitamNullmeridian
vorhergesagtwordenist,brauchtemanesnurnochandemOrt
beobachten,dessengeografischeLängemanbestimmenwollteund
nachsehen,zuwelchemlokalenZeitpunktespassiert.Undschon
kannmandenUnterschiedinderZeitunddamitdiegeografische
Längebestimmen.HatmaneinegutausgestatteteSternwartezur
VerfügungbeziehungsweisevernünftigeTeleskopeundeinen
brauchbarenBeobachtungsort,dannwardasauchim17.und18.
JahrhundertkeineallzuschwereAufgabe.Esreichtejaauch,wenn
mandieexaktePositioneinesOrtesbestimmt,dergrobinder
Regionliegt,diemanvermessenwill.Vondortauskannmansich
dannmitdenklassischenMethodenderLandvermessungStückfür
Stückweitervorarbeiten.
DaseigentlicheProblemwardiePositionsbestimmungaufhoher
See.Schiffemusstenebenfallswissen,wosiesichbefindenumsich
nichtzuverfahrenoderSchiffbruchzuerleiden.Beziehungsweisesie
musstennicht–immerhinsindMenschenschonseitJahrtausenden
überdieMeeregefahrenohneexaktePositionenbestimmenzu
können.AberjemehrderHandelüberdieOzeanezunahmundje
mehrdiedamalsgroßenNationenihreKolonialreicheüberdieganze
Weltausbreiteten,destowichtigerwares,nichtnurirgendwieüber
dieMeerezukommen,sondernmöglichstschnellundmöglichst
sicher.
DiegeografischeBreitelässtsichaufSchiffengenausogut
bestimmenwieaufdemLand.MitentsprechendenInstrumenten–
zumBeispieleinemSextanten–kannmanauchdortdieHöheder
GestirneüberdemHorizontundsomitdenAbstandzumÄquator
messen.Mankannebensoleichtherausfinden,wanndieSonne
ihrenhöchstenPunkterreichtundsomitdielokaleUhrzeit.Aberes
warsogutwieunmöglichmittenaufdemMeerherauszufinden,wie
spätesaufdemNullmeridianist.Pendeluhrenkonntemanauf
einemschwankendenSchiffnichtmitnehmen.DieJupitermonde
ließensichunterdenerschwertenBedingungenebensoweniggenau
oderverlässlichbeobachtenundvorallemnichtimmerdann,wenn
maneswollte.
DasProblemdergeografischenLängenbestimmungwurdealsso
wichtigunddrängendangesehen,dassdiebritischeRegierungeinen
hochdotiertenPreisfürdessenLösungausschrieb.Vorschlägegab
esgenug,auchwennvieledavonschwerzurealisierenwaren.Man
überlegtezumBeispiel,obmannichteinfachüberallaufdemMeer
entlangderSchifffahrtsroutenfestverankerteSchiffebzw.Stationen
installierenkonntediezueinemfestgelegtenZeitpunkt
KanonenschüsseoderFeuerwerksraketenabgebenundsowieein
KirchturmdieZeitanzeigensollten…
DievielversprechendsteMethodesahmanaberindensogenannten
“Monddistanzen”.DieIdeedahinteristeinfach.DerMondistleichtzu
beobachtenundinfastjederNachtundüberallaufderErdezu
sehen.DerMondbewegtsichüberdenHimmelundwiemanseitder
epochalenArbeitvonIsaacNewtonwusste,taterdasnach
vorhersagbarenmathematischenGesetzen.Mankonntealso
vorhersagen,wosichderMondzueinembestimmtenZeitpunkt
befindet.UnddannsinddanochdieSterne.Diebewegensichselbst
nichtundbildensoeinenHintergrund,deralsReferenzfüreine
Zeitmessungdienenkann.WennmandenHimmelalsUhr
betrachtet,dannistderMondquasiderZeigerunddieSternesind
dieZiffernentlangdesZiffernblattes.Manmussalsonurnoch
nachsehen,aufwelche“Ziffer”der“Mondzeiger”zeigt.Unddasich
dasganzevorherberechnenist,kannmandanndiePositiondes
MondesineinemKatalognachschlagenundfeststellen,fürwelchen
ZeitpunktamNullmeridiandiesePositionvorhergesagtwordenist.
DasvergleichtmanmitderlokalenZeitaufdemSchiffundfertigist
dieLängenbestimmung.
DieMethodederMonddistanzen(Bild:MichaelDaly,CC-BY-SA4.0)
Wiegesagt:Esklingteinfach.DieUmsetzungwaraberverdammt
schwer.Denndamitdasganzefunktioniert,mussmanzuerstzwei
andereAufgabenerledigen.ManmussdiePositionderSterneam
Himmelsoexaktwienurirgendwiemöglichvermessen.Undman
mussdieBewegungdesMondessogenauwienurirgendwie
möglichverstehenundvorherberechnenkönnen.
DieersteAufgabesollteim17.JahrhundertderAstronomJohn
Flamsteedlösen.ErwurdevombritischenKönigimJahr1675zum
“AstronomerRoyal”,alsodemköniglichenAstronomenernannt.Eine
SternwartewurdeimLondonerVorortGreenwicherrichtetunddort
sollteFlamsteeddenHimmelvermessenundeinenneuen
SternenkatalogmitniegekannterGenauigkeitproduzieren.Das
klingteinfacheralsesist.AlleBeobachtungenmusstemitNachtfür
NachtvonFlamsteedselbstamTeleskopgemachtwerden.Fotografie
gabesnicht,dieAstronomenmusstenselbstdurchsTeleskop
schauen.UnddannmusstendieBeobachtungsdatenmühsammit
vielenmathematischenBerechnungeninPositionenamHimmel
übersetztwerden.Dasistnichts,wasineinpaarMonatenoder
JahrenerledigtistsonderneineAufgabe,dieJahrzehntedauerteund
auchJahrzehntegedauerthat.
AuchdieVorhersagederBewegungdesMondeswarschwierig.
NewtonhattezwarmitseinemGravitationsgesetzdieGrundlagefür
einVerständnisderBewegungderHimmelskörpergelegt.Aberder
MondisteinschwierigerFall.ErwirdvonderGravitationderErde
ebensobeeinflusstwievonderGravitationderSonne.SeineBahnist
komplexunddieBerechnungschwierig.VielschwierigeralsNewton
sichdasvorgestellthatte,alsersichandieseAufgabemachte.Inder
zweitenAusgabeseinesberühmtenWerkesPrincipiaMathematica
wollteerdieBewegungdesMondesalskrönendesBeispielfürdie
GültigkeitundMächtigkeitseinerTheorieanführen.Abermitseinen
Berechnungenkamernichtvoran;erkonntenurdiverse
Näherungslösungendieschonfrüherexistierthatten,einwenig
verbessern.Newtonwarallerdingsüberzeugt,dassdasnichtan
seinenmangelndenFähigkeitenlag,sondernandenschlechten
PositionsdatenderSterne.UmseineTheoriezuentwickeln,brauchte
erBeobachtungsdaten,sogenauwiemöglich.UmdiePositiondes
Mondeszubestimmen,mussmanaberauchdiePositionender
Sternekennen.NewtonselbstwarnurTheoretikerundaufdieArbeit
derbeobachtendenAstronomenwieFlamsteedangewiesen.Und
überzeugtdavon,dassFlamsteedihmdiegutenBeobachtungen
vorenthaltenwürde.
NewtonwardamalseinberühmterundauchmächtigerMann.Er
nutzeseinenpolitischenEinfluss,umFlamsteedmehroderweniger
zurHerausgabedessenDatenzuzwingen.Flamsteedhattenatürlich
keinprinzipiellesProblemdamit,seineBeobachtungenzu
veröffentlichen.Abererwollte–verständlicherweise–sein
astronomischesLebenswerkauchvernünftigpublizieren.Alsgroßen
Katalog,miteinerausführlichenEinleitunginderdieDatenim
historischenKontextpräsentiertwerdenundzusammenmiteiner
ausführlichenErklärungderMethoden,dieerbeiderBeobachtung
undBerechnungverwendethatte.Understdann,wennalleArbeiten
abgeschlossensind.NewtonwarderKatalogegal,erwollteeinfach
nurdieDatenhabenumdamitarbeitenzukönnen.DieGeschichte
desStreitszwischenNewtonundFlamsteedwürdegenugMaterial
füreinpaarweitereSternengeschichtenbieten.AmEndegewann
aberdanndermächtigeNewton.Erwolltenichtwartenund
beschafftesichFlamsteedsDaten,veröffentlichtesieselbstohne
dessenEinverständnis–unddasnochdazurechtschlampigund
absolutnichtso,wieFlamsteedesvorgesehenhatte..Geholfenhates
ihmallerdingsnicht.NichtdieBeobachtungsdatenvonFlamsteed
warenschulddaran,dasNewtonseineMondtheorienicht
fertigstellenkonnte.DasProblemwareinfachzuschwierig,selbstfür
Newton.
FlamsteedstarbalsfrustrierterundenttäuschterMann,dervon
NewtonumseinLebenswerkbetrogenwurde.ErstnachseinemTod
konntenseineEhefrauundseineAssistentendieDaten
entsprechendaufbereitenundindervonihmvorgesehenForm
publizieren.DasProblemderLängenbestimmunglöstenaber
andere.ZumBeispielderUhrmacherJohnHarrison,derdie
AstronomiekomplettignorierteundstattdesseneineUhrbaute,die
nichtnurgenaugenuggingumfürdieAufgabeder
Längenbestimmunggeeignetzuseinsondernauchdieschwierigen
BedingungenaufdemOzeanaushaltenkonnte.Seeleutekonnten
nundieZeitdesNullmeridianseinfachmitnehmenundimmermit
derlokalbestimmtenZeitvergleichen.DerNullmeridian,derseit
1884übrigensoffizielldurchdieSternwarteinGreenwichverläuftda
FlamsteedalleseinePositionennatürlichfürgenaudiesenOrt
bestimmthatundsichdamitauchganzGroßbritannienundspäter
derRestderWeltaufdiesenRefererenzpunktbezogenhat.
DieUhrvonHarrisonwareingroßerFortschritt,aberauchteuerund
anfangsnichtfüralleleistbar.UndinderAusschreibungdesPreises
zurBestimmungdesLängengradeswarexplizitgefordert,dassdie
Methodeauchpraktikabelseinmuss.EineeinzigeUhrdienochdazu
rechtteuerwar,erfülltedieseBedingungennicht.Undeswarnicht
absehbar,wannHarrisonsUhreninausreichenderMengeundbillig
genugproduziertwerdenkonnten,umauchtatsächlicheingesetzt
werdenzukönnen.DeshalbwardieMethodederMonddistanzen
weiterhinimRennenbeiderSuchenachderPositionsbestimmung
aufSee.Undmittlerweileklappteesauchvielbesseralsbei
Flamsteed.AufGrundlagederArbeitdesgroßenMathematikers
LeonhardEulerkonntederdeutscheAstronomTobiasMayerinder
Mittedes18.JahrhundertsendlichdieBewegungdesMondes
ausreichendgenauvorhersagen,damitmandamitdasProblemder
Längenbestimmunglösenkonnte.ImJahr1767erschiendannauch
dieersteAusgabedes“NauticalAlmanac”,eindickesBuchindem
SeeleutediePositionendesMondesunddieentsprechenden
ZeitpunktenachschlagenundsoihregeografischeLängebestimmen
konnten.SowohlMayeralsauchHarrisonwurdenschließlichmit
einemTeildesPreisesausgezeichnet,derfürdieBestimmungdes
Längengradsausgesetztwar.
UndderNauticalAlmanacerscheintübrigensheuteimmernoch.Die
PositionsbestimmungwirdzwarmittlerweilefastüberallmitGPS
erledigt.AberSatellitenundelektronischeGerätekönnenausfallen.
UnddannsolltemanAhnungvonAstronomiehaben.DenndieUhr
amHimmelläuftimmerweiter!
POSITIONSBESTIMMUNGUNDDIEFRAGENACHDERUHRZEIT
E
sgehtheuteumdieFragederPositionsbestimmung.Heute
gehtdasjaganzeinfach.JedesmoderneHandyhateinen
GPS-EmpfängereingebautundmitderrichtigenAppfindet
manseinePositionüberallaufderErdeinwenigen
Sekunden.UndselbstwennmankeinSmartphonedabeihat,kann
manimmernochaufeineganznormaleLandkartezurückgreifen
unddortseinenStandortzumindestnäherungsweisebestimmen.
Abersoeinfachwaresnichtimmer.Landkartendieeineexakte
DarstellungdergeografischenRealitätbieten,kannmannicht
einfachsozeichnen.ManmussdazudieErdevermessen;muss
genauwissen,wieweitesvoneinemOrtzumanderenist;wiehoch
odertiefeinPunktüberdemMeeresspiegelliegt,undsoweiter.Und
vorallemmussmaneinentsprechendesReferenzsystemhaben!
DasfindetmannichtaufderErde,sondernamHimmelunddamitist
auchklar,wasdieAstronomiemitderPositionsbestimmungzuhat.
UmeinenPunktaufderOberflächederErdeanzugeben,braucht
manzweiKoordinaten.Manmusszuersteinmalwissen,wienördlich
odersüdlichmansichvomÄquatorbefindet.Dasistdiegeografische
Breiteundsieistvergleichsweiseeinfachherauszufinden.Der
ÄquatoristkeinekünstlichfestgelegteLiniesondernunsvonder
NaturundderFormderErdevorgeben.
UmdieBreite
herauszufinden,kannman
zumBeispielaufder
Nordhalbkugeleinfachden
Polarsternbeobachten.Die
Achse,umdiesichdieErde
dreht,zeigtfastgenauin
RichtungdiesesSterns.
WürdemansichamNordpol
befinden,dannstündeder
Polarsternexaktübereinem.
GemessenvomHorizontaus
siehtmanihnalsounter
einemWinkelvon90Grad.
Bewegtmansichvom
NordpolnachSüden,dann
ändertsichauchdieRichtung,
unterdermanaufden
Polarsternblickt.Befindet
DerNullmeridianinGreenwich.(Bild:
mansichgenauamÄquator,
Takasunrise0921,CC-BY-SA3.0)
dannsiehtmanden
Polarstern–zumindesttheoretisch–direktamHorizont,alsounter
einemWinkelvon0Grad.DieHöhedesPolarsternsüberdem
HorizontentsprichtimmerdirektdergeografischenBreiteaufder
Nordhalbkugel.
NatürlichgehtdasganzeauchmitanderenSternenundauchmitder
Sonneselbst.Jenachdem,wiemansichvomPolbzw.demÄquator
entferntbefindet,steigendieSterneunddieSonnemehroder
wenigerweitüberdenHorizontundmankannausderBeobachtung
dieserHöhediegeografischeBreitebestimmen.
BeidergeografischenLängeistdieSachekomplizierter.Dagehtes
darum,herauszufindenwiemansichöstlichoderwestlichvon–ja,
wovoneigentlichbefindet?ImGegensatzzumÄquatorhatunsdie
NaturhierkeinespezielleGrenzevorgegeben.JedeLinie,dieman
vonNord-zumSüdpolziehtkannalsAusgangspunkteinerMessung
dergeografischenLängedienen.WirverwendenheutedieLinie,die
vomNordpoldurchdenLondonerVorortGreenwichbiszumSüdpol
führtundnennensieden“Nullmeridian”.Unddiegeografische
Längesagtuns,wieweitöstlichoderwestlichmansichvondiesem
Nullmeridianbefindet.
ImPrinzipkönntemanaberauchjedebeliebigeandereLinieals
Nullmeridiandefinieren.Dassabergeradediejenigezurabsoluten
Referenzgewordenist,diedurchGreenwichführthateinenGrund
undderhatmitAstronomieundderUhrzeitzutun.
DieFragenachdergeografischenLängeistimwesentlicheneine
FragenachderUhrzeit.Stellenwirunsvor,dortwowirunsbefinden,
gehtdieSonnegeradeunter.Wirbefindenunsalsogenauaufder
GrenzezwischenTagundNacht.DieErdehatsichimVerlaufeines
Tagessoweitgedreht,dassdieSonneunserenStandortnichtmehr
beleuchtetundesfinsterwird.EinStückchenweiterimWestenistes
abernochhell!
UnserPlanetdrehtsichentlangseinerAchsevonWestennach
Osten.ImOstenliegtalsoquasiunsereZukunft,zumindestwennes
umdieZeitgeht.WennesanunseremStandortgeradedunkelwird,
dannmüssenBeobachterweiterwestlichnocheinbisschenwarten,
bissievonderRotationderErdeebenfallsindieDunkelheithinein
gedrehtwerden.AndererseitsistesdanngegenMorgenweiter
östlichschonhell,währendwirnochabwartenmüssen,biswir
ebenfallsausderNachtindenTaghineinrotiertwordensind.
WasdasallesmitderPositionzutunhat,siehtmanleicht:Dennwas
fürdieNachtgilt,giltnatürlichauchfürdieSonne.Wennsiean
unseremStandortmittagsihregrößteHöheüberdemHorizont
erreichthat,dauertesweiterwestlichnocheinbisschen,bisdort
ebenfallsMittagistundweiterimOstenistderMittagvorbeiundder
HöchststandderSonnewurdeerreicht.Wennwirunsnundarauf
einigen,dassesüberallimmergenaudann12UhrMittagsist,wenn
dieSonneamhöchstensteht,kannmanausderUhrzeitdirektdie
geografischeLängeableiten.
DenndieErdebraucht24StundenfüreineDrehungumihreAchse.
EinkompletterKreisrundumdieErdeherumhat360Grad.360
geteiltdurch24ist15.EineEntfernungvon15Gradin
östlicher/westlicherRichtungentlangderErdoberflächeentspricht
alsoeinemUnterschiedinderZeitvoneinerStunde.Oderanders
gesagt:Wennichweiß,dassesanmeinemStandortgerade12Uhr
Mittagsist,aneinemanderenOrtaberschon13Uhr,alsoeine
StundeseitdemMittagvergangenist,dannfolgtdaraus,dassich
mich15Gradweiteröstlichbefinde.
ManmussalsonurdieUhrzeitameigenenStandortkennen,unddie
UhrzeitaneinemReferenzpunktundschonkannmandarausdie
geografischeLängebestimmen.Mit“Uhrzeit”istabernichtunsere
alltäglicheUhrzeitgemeint.Dieistjamittlerweilegenormtund
innerhalbeinerZeitzoneidentisch.WennesinWien12UhrMittags
ist,dannistesauchinBerlin12UhrMittagsundinZürichebenso,
auchwennWienweiteröstlichalsBerlinliegtundbeideStädteweiter
östlichalsZürich.UndwederinWien,nochinBerlinoderinZürich
wirddieSonneum12UhrmittagsihrenhöchstenPunkterreicht
haben.BevormanimJahr1884dieunterschiedlichenZeitzonen
festgelegtundeingeführthat,wardasanders,dahattejederOrt
seineeigeneUhrzeit.DieUhreninWien,BerlinundZürichzeigten
damalstatsächlichunterschiedlicheZeitenan,dieihren
unterschiedlichengeografischenLängenentsprochenhaben.
DieBestimmungderlokalenUhrzeit,dersogenanntenSonnenzeit
warjahrhundertelangeinederwichtigstenAufgabenderAstronomie.
UnddieSternwarten,derengeografischePositiondarumnatürlich
besondersexaktbekanntwar,wurdenzurGrundlageundzum
AusgangspunktvielerLandvermessungenausdenenimLaufeder
ZeitimmergenauereLandkartenentstanden.
Landkarten…AberdieErdebestehtjanichtnurausLand.Der
GroßteilihrerOberflächeistvomOzeanbedeckt.Undwennmanmit
demSchiffüberdasMeerfährt,willmandasjaauchnichtvöllig
ziellostun.AuchhieristdieBestimmungderPositionwichtig.Aberda
esaufdemoffenenMeereherwenigeSternwartengibt,istdieSache
mitderBestimmungvongeografischerBreiteundLängeein
bisschenschwieriger.AberzumindestdieUhrzeitkannmanauf
einemSchiffdochsicherleichtbestimmen,oder?
Nein–leidernicht.Zumindestfrüher,undvoreinpaarhundert
JahrenwardaseinesdergroßenProbleme,dieWissenschaftler
überallaufderWeltzulösenversuchten.Esklingtnichtso,alswäre
dassonderlichschwierig,abermanmussteerstlernen,wiedas
Universumfunktioniert,einigefundamentaleNaturgesetze
entdeckenundimPrinzipdieGrundlagendermodernen
Naturwissenschafterschaffen,umüberhauptdamitbeginnenzu
können,nacheinerLösungzusuchen.Undselbstwaresnochlanger
undmühseligerWeg,gepflastertmitjahrzehntelangen
astronomischenBeobachtungen,mitunzähligenmathematischen
BerechnungenundjederMengeStreitundKontroverse.
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