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Die scheinbare Vergrößerung von SONNE und MOND am Horizont

Die Größe von Sonne und Mond in Verbindung mit ihren Entfernungen von der Erde führen zu der wohl einmaligen Eigenschaft im Sonnensystem, dass beide Objekte für den Beobachter auf der Erde denselben Durchmesser haben. Im Durchschnitt sind das ca. 32 Bogenminuten.

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Präzession und Nutation

Der Himmelsnordpol beschreibt einen Kreis um den Pol der Ekliptik. Diese Bewegung heißt Lunisolarpräzession. Es sind die Folgen der Anziehungskraft von Sonne und Mond auf den Äquatorwulst der Erde. Als Folge wandert der Frühlingspunkt auf der Ekliptik zurück, gegen die jährliche Bewegung der Sonne. Die Erdachse benötigt für einen Umlauf etwa 26 000 Jahre.

Oder 50,3878″ pro Jahr (für das Jahr 2000).Oder etwa 1,4° in 100 Jahren.

Die Wirkung auf die Koordinaten von Himmelsobjekten erkennt man am Vergleich der Epochen 1950 und 2000:

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Die Reisegeschwindigkeit der Erde

Die Reisegeschwindigkeit der Erde

Die meisten Menschen reagieren mit ungläubigem Staunen, wenn sie hören, mit welcher Geschwindigkeit sie durch das Sonnensystem rasen. Wenn sie dann mangels Gegenargumenten, zumindest vorläufig, die Information geschluckt haben, dann kommt meistens die Frage, “wie kann man denn das so genau messen?”.

Die Antwort auf diese Frage gibt einen Einblick in die oft sehr raffinierten und intelligenten Methoden der Astronomie, die mit den “Bordmitteln” Intuition, Phantasie und präziser Beobachtung schon so viele Rätsel des Kosmos gelöst hat, seit Tycho Brahe und Kepler.

Daten der Erdbahn

Die mittlere Entfernung der Erde von der Sonne: 149,6 Mio km = 1 AE (= Astronomische Einheit)Die Exzentrizität der leicht elliptischen Erdbahn ist: e = 0,0167Das bedeutet, dass die Sonnendistanzim Perihel (Sonnen-Nähe) = 147 Mio km beträgtund im Aphel (Sonnen-Ferne) = 152 Mio km.Die Perihelgeschwindigkeit der Erde ist 30,3 km/s = 109 080 km/h, die Aphelgeschwindigkeit ist hingegen 29,3 km/s = 105 480 km/h.Die Rotationsgeschwindigkeit der Erde am Äquator ist 0,465 km/s oder 1674 km/h.

Wie hat man nun diese enorme Geschwindigkeit der Erde auf ihrer Bahn um die Sonne ermittelt?

Beim Versuch, die Entfernungen von Fixsternen zu ermitteln, hat man einen Effekt entdeckt, der unter dem Begriff: “Aberration des Lichts ” in die Geschichte der Astronomie eingegangen ist. Das war nicht etwa in diesem Jahrhundert, sondern schon 1725.

Dazu folgende Hinweise:

Beobachtet man einen Stern, der für einen ruhenden Beobachter im Sonnensystem senkrecht zur Ekliptik, also zur Erdbahn,bzw. zur scheinbaren Sonnenbahn steht, von der bewegten Erdbahn, also von der Erde aus, so muss das Teleskop des Beobachters in Richtung der Erdgeschwindigkeit v um den sogenannten Aberratonswinkel v/c (das entspricht ca. 20,48″) vorgeneigt werden, damit es auf den Stern zeigt.c ist die Lichtgeschwindigkeit (299 792,458 km/s).

Im Lauf eines Jahres beschreibt also ein Stern in Richtung Pol zur Ekliptik einen kleinen Kreis. In Richtung Ekliptik bewegt er sich auf einer Geraden hin und her. In den Positionen dazwischen beobachtet man eine Ellipse.

Siehe dazu folgende Skizze:

AmPol der Ekliptik beschreibt der Stern einen Kreis mit dem Radius a = v/c = 20,48″.Im Abstand von 1/4 Jahr sieht der Beobachter den Stern in den Positionen 1, 2, 3 und 4.

DiesenEffekt, der durch die endliche Größe der Lichtgeschwindigkeit und durch die Geschwindigkeit der Erde entsteht, kann man sich mit einer Analogie aus dem täglichen Leben weiter veranschaulichen: Wenn ein durch den Regen eilender Mensch seinen aufgespannten Regenschirm senkrecht hält,so wird er nass. Neigt er ihn aber je nach seiner Geschwindigkeit nach vorne, also in Bewegungsrichtung,so bleibt er trocken. Dies ist dasselbe Prinzip.

Warum spüren wir nichts von unserer enormen Riesengeschwindigkeit?

Die Erde beschreibt um die Sonne innerhalb eines Jahres eine leicht elliptische, fast kreisförmige Bahn. Um die Erde auf dieser Bahn zu halten braucht es Kräfte, denn erinnern wir uns an den Trägheitssatz: Körper behalten ihren Bewegungszustand bei, wenn sie kräftefrei sind. Das Beibehalten des Bewegungszustandes entspricht einer gleichförmigen bewegung, die konstante Geschwindigkeit und unveränderte Bewegungsrichtung als Eigenschaft hat. Bei einer Kreisbahn ändert sich die Bewegungsrichtung ständig. Die hierfür notwendige Kraft wird im Falle der Erde durch die Gravitationskraft der Sonne realisiert. Von dieser Kraft spüren wir allerdings nichts, weil die Anziehungskraft der Sonne mit 1/1600 der Erdanziehungskraft für einen Beobachter auf der Erdoberfläche verschwindend gering ist.

Unsere Bahngeschwindigkeit müssen wir daher aus ruhenden Objekten ableiten. Obwohl Fixsterne alles andere als ruhende Objekte sind, erscheinen sie uns als Objekte, die aufgrund ihrer riesigen Entfernungen nur in hunderten von Jahren ihre Position am Nachthimmel ändern, wenn wir unseren Nachbarstern Alpha Centauri mit nur gut vier Lichtjahren Enfernung ausklammern.

Willy Mahl , Mai 2003


Letzte Änderung am 2009-Mar-15

Ein Besuch im Planetarium.

Ein Planetarium gibt dem Besucher eine Modelldarstellung des Sternenhimmels mit all seinen vielfältigen Erscheinungsformen, in nahezu beliebigen Zeitabläufen. Ein optisches Gerät projiziert einen künstlichen, aber naturgetreuen Sternenhimmel auf die Innenseite einer Kuppel.

Der Lauf der Sonne, des Mondes und aller Planeten, sowie Kometen, aber auch besondere Ereignisse wie Finsternisse, Sternbedeckungen durch den Mond, Planeten oder Planetoiden, ferner Meteore, Polarlichter und vieles mehr sind darstellbar. Man nimmt heute an, dass der Wunsch nach einem Planetarium schon in prähistorischer Zeit geweckt wurde, als die Menschen begannen, zum Himmel aufzublicken, und zu verstehen versuchten was sie dort sahen.

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Der Nachthimmel – Was gibt’s zu sehen?

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Phänomene der Erde-Mond-Beziehung

Die bekannteste Auswirkung des Erde-Mond-Systems sind wohl die Gezeiten des Meeres, eine direkte Folge der Massenanziehung beider Körper in Verbindung mit den verschiedenen Rotationsperioden der Erde um ihre Achse und des Mondes auf seiner Bahn um die Erde.

Ein weiteres bekanntes Ereignis sind die Sonnenfinsternisse. Ob ringförmig, partiell oder total, in allen Situationen ist der Mond, mit seinem Abstand zur Erde und der Lage seiner Bahn, die Ursache des Ereignisses.

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Mondfinsternisse

Allgemeines

Eine Mondfinsternis findet statt, wenn der Mond in den Schatten der Erde eintritt. Taucht er dabei vollständig in den Kernschatten ein, so kommt es zu einer sogenannten totalen Mondfinsternis.

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Der Mond

Es bereitet dem Beobachter immer wieder großes Vergnügen, den Mond zu betrachten, dazu ist selbst das kleinste Fernrohr, auch ein Fernglas, gut genug. Er verändert sein Aussehen täglich. Er zeigt uns ein ständig wechselndes Panorama von Bergen, Kratern, Tälern, Tiefebenen und Gipfeln. Auch nach der Landung von Menschen auf dem Mond, hat er nichts von seiner Romantik und Faszination verloren. Er ist der ständige Begleiter unserer Erde auf der Bahn um die Sonne, und der nächste aller Himmelskörper und damit nach der Sonne auch der wichtigste.

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Die Bahn des Mondes

Am 15.12.2005 war Wintervollmond und er hatte eine eigentümliche Besonderheit. Er stand außerordentlich hoch am Nachthimmel, dies hatte zur Folge, dass der Vollmond 16 Stunden und 46 Minuten über dem Horizont war. Am 16.12. hatten wir die längste Vollmondnacht, die überhaupt möglich ist!

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Sternschnuppen

Eine Sternschnuppe, nicht so volkstümlich auch Meteor genannt. kann man immer mal wieder wie Funken über den Himmel sprühen sehen. Es sind meist sehr kleine Partikel, nur wenige Millimeter groß, die mit hohen Geschwindigkeiten von ca. 10 km/s bis 70 km/s, von außen in die Erdatmosphäre eindringen und dann in ca. 70 km bis 120 km Höhe verglühen.

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