Die Erde dreht sich wie ein Kreisel um ihre eigene Achse, die man sich wie einen Stab vorstellen kann, der am Nordpol und am Südpol senkrecht herausragt. Diese sogenannte Erdrotation dauert 24 Stunden und ist für den Wechsel zwischen Tag und Nacht verantwortlich. Auf der Seite der Erde, die der Sonne zugewandt ist, ist es Tag. Auf der anderen Seite ist es um dieselbe Zeit Nacht. Erdrevolution – JahreszeitenDie Erde bewegt sich aber auch um die Sonne (diese Bewegung wird Erdrevolution genannt). Ihre Umlaufbahn ist etwa 150 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt. Für einen ganzen Umlauf um die Sonne benötigt die Erde etwa 365 Tage, also ein Jahr. Die Umlaufbahn ist leicht oval (elliptisch); deshalb ist die Erde nicht immer genau gleich weit von der Sonne entfernt. Das erklärt aber noch nicht, wieso wir auf der Erde Frühling, Sommer, Herbst und Winter erleben. Dazu muss man beachten, dass die Erdachse relativ zur Umlaufbahn geneigt ist. Wenn die Nordhalbkugel der Erde der Sonne zugeneigt ist, treffen die Sonnenstrahlen dort in einem steileren Winkel auf (die Sonne steht am Mittag weit oben am Himmel) und mehr als die Hälfte der Halbkugel wird von der Sonne beschienen (die Tage sind länger als die Nächte): Die Nordhalbkugel erwärmt sich mehr als die Südhalbkugel – es ist Sommer bei uns. Nach einem halben Jahr, wenn die Erde sich auf der gegenüberliegenden Seite ihrer Umlaufbahn befindet, ist die Südhalbkugel der Sonne zugeneigt. Die Nordhalbkugel wird dann von den Sonnenstrahlen in einem flacheren Winkel gestreift und weniger erwärmt – es ist Winter. Zwischen diesen beiden Extremsituationen erleben wir jeweils den Frühling bzw. den Herbst.
Wir sind 41 Millionen Kilometer von der Venus, 78 Millionen Kilometer vom Mars und 4,3 Milliarden Kilometer vom Neptun entfernt. Wie lange dauerte es also, bis die unterschiedlichen Raumsonden die Planeten in unserem Sonnensystem erreichten? Antworten gibt eine Computergrafik, die wir zusammengefasst haben.  Merkur
Venus
Mars
Jupiter
Saturn
Uranus
Neptun
Links und Quellen: Urhebender Autor: Céline Deluzarche
Wenn der Merkur einmal um die Sonne gewandert ist, sind auf dem sonnennächsten Planeten inzwischen nur anderthalb Tage vergangen. Eigentlich dürfte so ein seltsames Verhältnis von Jahres- und Tagesdauer nicht von Dauer sein. Es sei denn, das richtige Quäntchen Chaos mischt bei den Drehungen mit.
Der Erdenmond scheint uns nicht zu trauen. Monat für Monat, Jahr für Jahr wendet er der Erde sein Gesicht zu, um uns ja nie aus den Augen zu verlieren. Und so können wir dem Mann im Mond niemals auf den Hinterkopf schauen, weil der Mond für eine Drehung um seine eigene Achse genau so lange braucht wie für eine Erdumrundung. Schuld daran sind die Gesetze der Himmelsmechanik und die persönlichen Eigenschaften des Trabanten, darunter eine kleine, aber dauerhafte Verformung, die in das Spiel mit der Schwerkraft eingreift. Wissenschaftler sprechen von einer 1/1-Resonanz von Drehung und Umlaufbahn. Und in Modellrechnungen sowie Beobachtungen anderer Monde im Sonnensystem stellen sie fest, dass dies der beliebteste Zustand größerer Satelliten ist. Ursprünglich glaubte man sogar, die 1/1-Resonanz sei der einzige stabile Zustand, doch im Jahre 1965 ergaben Radarmessungen mit dem Arecibo-Observatorium in Puerto Rico eine Überraschung: Merkur, der sonnennächste Planet, hielt sich einfach nicht an die Regel. Mit 88 Erdentagen für ein Merkurjahr und 59 Erdentagen pro Merkurtag lag das Verhältnis bei 3 zu 2. Gar nicht schlimm, stellten Himmelsmechaniker schnell fest. Berücksichtigt man die Exzentrizität der Planetenbahn und die leicht längliche Form des Merkurs, folgt daraus ein ganz zwangloses Bild von der doppelten Rotation. Dafür stellt man sich am besten den Merkur als Mittelpunkt der Welt vor und macht in regelmäßigen Zeitabständen Schnappschüsse vom Stand der Sonne. Deren Bahn erinnert dann entfernt an einen Schmetterling: zwei Halbbögen, welche die beiden Merkurjahre eines Zyklus darstellen und sich "oben" sowie "unten" dem Planeten annähern, wenn der Abstand am geringsten ist. Die Längsachse des gestreckten Merkurs folgt in diesem Bezugsrahmen so weit es geht der massereichen Sonne. Wie ein Pendel vollführt sie eine gedämpfte Schwingung. Ein vorzüglich verstandenes Objekt der Physik in einem berechenbaren Zustand also. Nun wäre alles in schönster Ordnung, wenn die Formeln nicht ein Problem offenbaren würden. Die 3/2-Resonanz des Merkurs ist zwar erlaubt, aber die Wahrscheinlichkeit, dass der Planet überhaupt in diesen Zustand gerät, ist so gering, dass seine Drehungen eigentlich nicht so sein dürften, wie sie nun mal sind. Allenfalls mit unrealistischen Annahmen über Reibungen zwischen Kern und Mantel des Merkurs oder seltsamen Gezeitenkräfte wäre noch etwas zu retten. Damit wollten sich Alexandre Correia von der portugiesischen Universität Aveiro und Jacques Laskar vom Observatorium Paris nicht zufrieden geben. Sie setzten für die Lösung des Dilemmas auf die dynamische Entwicklung der Merkurbahn im Laufe der Jahrmilliarden. Mit statistischen Simulationen fanden sie heraus, dass Merkur in der Vergangenheit chaotische Elemente in den Parametern seiner Wanderung hatte. So war seine Umlaufbahn zwischenzeitlich extrem lang gestreckt, was Auswirkungen auf die Tageslänge und die Gezeitenkräfte hatte. Unter diesen Umständen war die 3/2-Resonanz nicht nur wahrscheinlicher, sie war sogar der wahrscheinlichste Zustand, in dem sich das System selbst einfangen konnte. Natürlich hat die Arbeit der beiden Astronomen nicht alle Detailfragen auf Anhieb gelöst. Aber sie hat dazu geführt, dass die Wissenschaft sich einmal mehr aus ihrem eigenen festgefahrenen Denkzustand befreit hat, in dem die Welt stets und immer so aussieht, wie wir sie mit unseren eigenen Augen erblicken. Dabei ist es doch gut möglich, dass sie in manchen Winkeln und zu manchen Zeiten ganz anders ist und war. Forscher müssen eben mitunter chaotisch denken, um die Ordnung zu verstehen. Das könnte Sie auch interessieren: Sterne und Weltraum: SpaceX im All Das könnte Sie auch interessieren:
Diesen Artikel empfehlen: |
Wie lange dauert 1 jahr auf dem merkur
Pos Terkait
Copyright © 2024 ketiadaan Inc.
