VHS-Kurs Tag 2: Bevor wir den Schritt in unser Sonnensystem wagten, beschäftigten wir uns noch einmal mit dem Mond und der Frage, wieviel Tage er eigentlich für einen Erdumlauf benötigt. Betrachtet man dabei die Zeit zwischen zwei gleichen Mondphasen; z.B. von Vollmond zu Vollmond, so ergeben sich etwa 29,53 Tage. Diese Zeitspanne kann jeder Mensch,der den Mond beobachtet, leicht bestätigen. Die Wissenschaftler behaupten aber, dass der Mond lediglich 27,32 Tage benötigt – ein Paradoxon! Also ein typischer Fall von Fake-News?
Das Paradoxon
Nun – die Lösung hängt wie Vieles im Leben vom Standpunkt ab! Eine ‚echte‘ Erdumrundung, zu der der Mond in seine Ausgangsposition zurückkehrt, beobachtet z.B. ein Wissenschaftler, der aus weiter Entfernung von einem Raumschiff aus Erde und Mond beobachtet. Dieser Beobachter wird feststellen, dass ein Umlauf in der Tat ’nur‘ 27,32 Tage benötigt. Dabei ist ausschlaggebend, dass die Anordnung von Erde und Mond relativ zum Hintergrund des Fixsternhimmels gemessen wird.
Beschrieb diese Anordnung z.B. eine Vollmondpase, in der Sonne, Erde und Mond in einer Reihe lagen, ist dieselbe Position des Mondes beim nächsten Mal bereits erreicht, bevor die Vollmondphase eingetreten ist. Das liegt daran, dass die Erde mit dem Mond im Schlepptau in 27,32 Tagen bereits etwas weiter um die Sonne gewandert ist. Erst mehr als 2 Tage später wird die nächste Vollmondpostion erreicht. Nun weist die Achse Sonne – Erde – Mond tatsächlich eine eine andere Raumrichtung relativ zum fernen Sternenhintergrund.
Diesen Effekt kann man leicht nachvollziehen: Man merke sich einfach das Sternbild, in dem der Vollmond steht: Es wechselt ständig!
Der ‚tatsächliche‘, ‚echte‘ Umlauf von 27,3 Tagen wird daher auch siderische Umlaufzeit genannt, die Phase-zu-Phase-Zeit dagegen synodischer Umlauf.
Nachdem dieses siderisch-synodische Paradoxon aufgelöst wurde, traten wir gedanklich aus unserem engen Erde-Mond- System hinaus in unser weites Sonnensystem. Doch wie weit ist weit?
Ein Schritt in unser Sonnensystem
Mit Hilfe des Albireo- Astronomieprogramms veranschaulichten wir auf dem PC zunächst die Größenverhältnisse von Erde und Sonne und zwischen den einzelnen Planeten, ohne uns mit klobigen Zahlen die Sicht zu versperren. Wir stellten fest, dass die Sonne im Vergleich zur Erde gigantisch groß ist und dass Jupiter zwar im Vergleich zur Sonne immer noch mickrig wirkt; jedoch der größte Planet unseres Sonnensystems ist. Die Erde ist im Vergleich zu Jupiter so klein, dass sie locker in den Wolkenwirbel des ‚Großen Roten Flecks‘ der Jupiteratmosphäre passt.
Doch wie sieht es mit dem Abständen von der Sonne aus? Und in welcher Relation stehen dazu die Größen der Planeten?
Um diese schwierige, aber interssante Frage zu beantworten, stellten wir uns vor, dass die Sonne auf die Größe eines Golfballs geschrupft wäre, also etwa 3.4 cm im Durchmesser. Und im gleichen Größenverhältnis sind auch alle anderen Planeten und ihre Entfernungen zur Sonne geschrumpft. Die spannende Frage war nun, ob dieses verzwergte Sonnensystem in unserem Klassenraum Platz hätte? Oder zumindest im langgezogenen Schulgang vor den Klassenzimmern? Sicherheitshalber verlegten wir unserer Sonnensystem gleich in den Gang von den Klassenzimmern. Man kann ja nie wissen!
Wir legten die kleine Sonnenscheibe zunächst an die äußerste Wand und schritten mit unserer fleißigen Assistentin Laura die Meter ab. Auch die Größen der geschrumpften Planeten wurden markiert. Hier gab es nun die erste Überraschung: Die Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars waren nur 0.1 – 0.3 Millimeter groß! Also winzigste Punkte vor der golfballgroßen Sonnenscheibe. Die Entfernungen zur Golfball-Sonne betrugen zu diesen inneren Planeten: 1.4m (Merkur) , 2.6m (Venus), 3.6m (Erde) und bei Mars bereits 5.6 Meter. Mehr als das tausendfache im Verhältnis zur Größe der Planeten! Krass.
Dann kamen die ‚großen‘ Planeten mit immerhin 1 – 3 Millimeter Durchmesser dran: Jupiter bei 29.4 Meter, Saturn bei 36 Meter, und … dann war Feierabend, denn die gegenüberliegende Wand begrenzte unseren Spielraum: Uranus käme in diesem Maßstab erst bei 70.3 Metern, Neptun bei 110 Metern und Zwergplanet Pluto bei sagenhaften 144 Metern. Andreas brachte es schließlich auf den Punkt: Da ist jede Menge Nichts dazwischen!
Im Endeffekt waren wir mit unserem Vorhaben gescheitert: Die Golfball-Sonne ist immer noch zu groß; denn das Sonnensystem bis wenigstens Neptun konnten wir in den Dimensionen unserer doch recht großen Stecknitz-Schule nicht unterbringen…
