Der Jahreslauf unserer Sonne


Liebe Leser*innen,

heute, 20.03.2021, ist gleichzeitig Frühlingsanfang. und der Tag der Astronomie, bei dem der Mond im Fokus steht. Astronomisch bedeutet Frühlingsanfang, dass Tag und Nacht an diesem Tag gleich lang sind. Da vor allem wegen unseres Schaltjahres sich astronomisch alles um etwa sechs Stunden verschiebt, kann dieser astronomische Zeitpunkt mal auf den 20.03, den 21.03 und sogar auf den 22.03 fallen. Das gleiche gilt natürlich dann auch für den astronomischen Herbstanfang im September und für die Sonnenwenden im Juni und Dezember.

Ich schrieb darüber in Welcher Frühlingsanfang ist der richtige.

Ganz besonders in den Wintermonaten mit Kälte und Schmuddelwetter denkt man sich oft:

“Wieso dauert denn das so lange, bis die Tage wieder merklich länger werden?”

Gegen Ende des Sommers empfindet man das Gegenteil:

“Wieso werden die Tage so schnell wieder kürzer?”

Den größten Sprung unserer Empfindungen erzeugt natürlich die Umstellung auf die Sommerzeit und die Rückstellung auf die Winterzeit , welche eigentlich die normale Zeit ist. Da verschiebt sich der Sonnenauf- und Untergang von einer Nacht auf die andere um eine Stunde nach hinten, wenn die Sommerzeit beginnt. Dafür haben wir es abends, wie jeder weiß, eine Stunde länger hell.

  • Das gefällt uns natürlich, weil zu dieser Zeit, wie wir noch sehen werden, die Tage sowieso schon wieder erheblich länger, das Wetter meist schon wieder besser und wärmer sind und wir uns tendenziell im Frühling und Sommer sowieso eher nach Feierabend länger draußen aufhalten wollen.
  • Nach der Umstellung auf die Winterzeit finden wir es zwar schade, dass es abends wieder eine Stunde früher dunkel wird, andererseits erfreuen wir uns auch, dass es zunächst morgens nicht mehr ganz so dunkel ist, und unsere Kinder eventuell noch etwas Tageslicht haben, wenn sie früh zum Schulgang aufstehen müssen.
  • Wir freuen uns, wenn wir bei der Umstellung auf die Winterzeit eine Stunde “geschenkt” bekommen.

Nichts desto Trotz handelt es sich dabei um unsere Empfindungen und Wahrnehmungen, die sich durchaus je nach Beruf, Lebenslage und anderen Faktoren stark unterscheiden können. Diese Subjektivität schlägt sich in der jährlich wiederkehrenden Diskussion nieder, ob die Zeitumstellung nun abgeschafft werden soll, oder nicht. Mit Astronomie hat diese von Menschen gemachte Zeitverschiebung aber nichts zu tun. Von daher gehen wir einen Schritt weiter und lassen die Zeitumstellung zunächst mal außen vor. Gehen wir für das folgende davon aus, dass es sie nicht gäbe, wie das bis Anfang der 80er des letzten Jahrhunderts ja auch war.

Wir werden das Phänomen, dass die Tages- und Nachtlänge sich im Jahreslauf verändert nun etwas näher betrachten.
Wer sich etwas auskennt wird mit Recht sagen:

“Na klar. Das liegt an den Jahreszeiten.”

“Volltreffer” würde ich zu dieser Aussage sagen, denn das stimmt. Aber wie funktioniert das genau. Die Hauptfrage, die uns beschäftigen wird ist, ob z. B. die Tage an beiden Enden, zwischen Sonnenauf- und Untergang gleichmäßig länger oder kürzer werden und wenn nicht, wieso denn nicht?
Die aufmerksame Leser*in merkt schon, dass dem scheinbar nicht so ist. Ansonsten hätte ich diese Frage nicht in den Raum gestellt. Dann versuchen wir sie zu beantworten, was ohne Bilder gar nicht so einfach ist, aber versuchen wir es trotzdem.

Unsere Jahreszeiten entstehen dadurch, dass die Erdachse um etwa 23 Grad gekippt ist. Ich betone hier nochmals ausdrücklich. Sie entstehen nicht dadurch, was manchmal, und gar nicht so selten, angenommen wird, dass die elliptische Umlaufbahn der Erde um die Sonne dafür verantwortlich sei, weil die Erde ja dadurch manchmal etwas näher und dann wieder etwas weiter von der Sonne entfernt ist. Dieser Strahlungsunterschied, den wir dadurch erleben, schlägt nicht zu Buche und reicht auf keinen Fall für die Jahreszeiten. Kurios ist an dieser Stelle, dass ausgerechnet im Winter, Anfang Januar, die Erde ihren sonnennächsten Punkt auf ihrer Bahn durchläuft, wo es ja dann, wenn das stimmen würde, am wärmsten sein sollte. Über dieses Kuriosum werde ich mal extra schreiben.
Halten wir also nochmal fest, dass die gekippte Erdachse für die Jahreszeiten und damit auch für die Veränderungen der Tages- und Nachtlängen verantwortlich ist.

Stellen wir uns nun im nächsten Schritt vor, dass unsere Erdachse aufrecht stünde und dass die Erde sich nicht im Laufe eines Jahres einmal um die Sonne bewegt. Gehen wir sogar so weit, und halten die Erde an, so dass sie sich auch nicht mehr um sich selbst dreht.
Als letztes gehen wir noch davon aus, dass der Abstand der Erde zur Sonne trotz Stillstand immer gleich bliebe, als wären beide mit einer langen Stange verbunden. Normalerweise geht das natürlich nicht, denn so eine lange Stange gibt es nicht und außerdem würde eine Erde, die nicht um die Sonne kreist, also um sie herum fällt, von ihr mit der Zeit angezogen und in einem gewaltigen Inferno in ihr verglühen und verpuffen.

Also, was passiert dann.

  1. Der Erdstillstand bedeutet, dass es keinen Tag-Nacht-Rhythmus mehr gibt. Die Sonne bescheint in dem Fall immer dieselbe Seite der Erde. Dort wäre es immer Tag und auf der anderen Seite wäre es immer Nacht. Das will niemand. Und noch etwas merkwürdiges passierte dann.
    Wir könnten, außer vielleicht nachts durch unseren Mond, den Tag und die Nacht nicht in Zeiteinheiten einteilen. Denken wir uns den Mond mal auch weg, denn er spielt für unsere Betrachtungen keine Rolle. Wir hätten also keine zeitliche Orientierung.
    Im nächsten Schritt geben wir nun der Erde einen seitlichen Schubs, wie man das früher mit einer kleinen Peitsche mit einem Spielzeug-Kreisel tat, so dass sie sich, wie ein solcher beginnt, sich wieder um sich selbst zu drehen. Sagen wir in gewohnter Geschwindigkeit und natürlich wie gewohnt links herum.
  2. Nun dreht sich die Erde wieder. Wir haben wieder Tag und Nacht. Allerdings wäre es so, dass die Tage und auch die Nächte stets gleich lang blieben. Vermutlich wäre es nur an den Polen immer dunkel, weil dort kein Sonnenlicht hin käme. Erinnern wir uns, dass wir noch immer keinen astronomischen Jahreslauf hätten, weil wir alle Nacht den selben Sternenhimmel zur selben Zeit sehen würden. Die Erde würde sich zwar unter dem Sternenzelt drehen, und am Tage wäre die Wanderung der Sonne beobachtbar, aber sie, und auch die Sonne nicht, würden durch keine Sternbilder wandern. Keine gute Vorstellung für Astrologen, aber auch den Astronomen würde das nicht gefallen. Immerhin wäre es jetzt wieder möglich, die Zeit zu messen. Die Sonnenuhr wäre hier bei schönem Wetter sehr zuverlässig und wer weiß. Vielleicht würde man mechanische oder digitale Uhren bauen, die mit dem Tageslauf im Gleichgang gingen. Mit denen wäre eine Zeitmessung zusätzlich zur Beobachtung des Sternenhimmels dann auch wieder bei jedem Wetter möglich. Nebenbei bemerkt wäre es dabei unerheblich, in welche zeitlichen Einheiten die Menschen den Tag und die Nacht einteilen würden. Astronomen fänden vielleicht eine Möglichkeit, aber es könnten alle möglichen Einteilungen werden, z. B. die Einteilung in zehn Tages- und zehn Nachtstunden. Damit ließe sich immerhin ganz gut rechnen.

    Von einem Standort aus könnte man, wie gesagt, natürlich in Ost-West-Richtung die Sonne wandern sehen, was man ebenfalls zur Zeiteinteilung am Tage nutzen könnte, siehe Sonnenuhr.

    Und noch etwas wäre anders als wir es gewohnt sind.
    Wäre die Erde eine auf der Ekliptik stehende Walze und würden wir alle auf ihrer runden Seitenfläche leben, ich glaube man nennt diese Fläche oder Hülle auch Mantel in der Geometrie, dann hätten alle Menschen quasi die gleiche Sicht auf die Sonne. Sie stünde zu jeder Zeit für alle gleich hoch am Himmel,
    Alle würden die Sonne in Ost-West-Richtung wandern sehen.
    Ich denke nicht, dass es einen Unterschied machte, ob man an der Nord- oder Südkante der Walze lebte, weil die Sonne so unfassbar viel größer als die Erde ist.
    je nach Tageszeit natürlich.
    Die Nord- und Südfläche der Walze wären mit Sicherheit unbewohnt, da es dort ohne Sonnenschein ungemütlich kalt wäre, noch kälter vermutlich, als wir das von unseren Polkappen her kennen.

    Da die Erde aber nun mal eine Kugel ist, so stünde für die Äquatorianer die Sonne am höchsten am Himmel. Desto weiter nördlich oder südlich man lebte, desto flacher zöge die Sonne ihren Kreis. Außer vielleicht an den Polen, wo sie vermutlich nie zu sehen wäre, was übrigens bei unserer Walze mit Sicherheit so wäre.

  3. 3) So, es ist so weit. Wir nehmen die vorhin gedachte Verbindungsstange zwischen Erde und Sonne weg und schubsen nun die Erde so an, dass sie sich auf der Kreisbahn um die Sonne bewegt, wie wir das gewohnt sind. Nun kann sie durch ihre Drehung um die Sonne selbst dafür sorgen, dass sie der Anziehung der Sonne trotzt und auf ihrer Bahn bleibt.
    Ja, ich weiß. sie bewegt sich auf einer Ellipse, aber letztlich ist der Kreis ein Sonderfall der Ellipse, bei dem beide Brennpunkte aufeinander liegen, und außerdem ist die Erdbahn auch real fast kreisrund.

    Nun haben wir zwar noch immer Tag-Nacht-Gleiche, können aber zumindest nachts wieder einen astronomischen Jahreslauf betrachten. Wir können natürlich jetzt auch wieder unseren Mond mit einbeziehen. Den haben wir vorhin nicht betrachtet, weil er für unsere Überlegungen keine Rolle spielt. Und deshalb ignorieren wir ihn auch weiterhin.

    Und jetzt wird es langsam etwas unübersichtlich wegen der Erddrehung um sich selbst und der Erdbewegung um die Sonne.

  4. /li>Durch die dazu gekommene Drehung der Erde um die Sonne passiert es, dass wenn man vom selben Standpunkt aus den Mittagspunkt, an dem die Sonne am höchsten steht betrachtet, dass sich die Sonne in einem halben Jahr etwas verspätet und dann wieder verfrüht.

    Das liegt daran, dass die Erde sich auf ihrer Bahn nach jedem Erdentag auch wieder etwas weiter auf ihrer Bahn um die Sonne bewegt hat. Somit ist es so, dass die Sonne, wenn die Erde ihre Drehung um sich selbst komplett vollführt hat, entweder noch nicht aufgeht, weil die Erde ihr hinterher läuft. Ein halbes Jahr später ist es dann umgekehrt. Der Tag beschreibt somit auf unserer ‘Erde mit senkrecht stehender Achse einen Strich, der sich langsam etwas nach links verschiebt und ein halbes Jahr später wieder nach rechts.

    Nun wollen wir aber endlich auch unsere Jahreszeiten wieder zurück haben, damit unser Klima wieder passt.

  5. Im letzten Schritt kippen wir nun unsere Erdachse wieder um 23 Grad. Da die Erde eine Kugel ist und sich nun zusätzlich zu unseren Drehbewegungen auch noch die geometrische Tatsache der Perspektive auf die Sonne, täglich etwas verändert, so beschreibt sie vom selben Standpunkt aus den Mittagspunkt betrachtet, eine schräg liegende Acht, ein Analemma. Dieses sieht je nach Breitengrad etwas anders aus.
    Vor längerer Zeit erwähnte ich mal relativ beiläufig bei meiner Vorgesetzten, dass ich gerne mal ein Analemma taktil ertasten würde. Ich hatte das schon fast vergessen, aber dann kam mein Geburtstag. Bei uns in unserem wunderbaren Team ist es üblich, dass jeder zu seinem Geburtstag eine sowohl bunt als auch taktil gestaltete Karte erhält. Diese liebe Kollegin gestaltete mir zu meiner großen Freude eine Geburtstagskarte mit einem Analemma. Außerdem legte sie noch eine große A4-Darstellung desselben bei, damit auch noch die Beschriftung in Punktschrift darauf passte. Das finde ich wirklich sehr wertschätzend und rührend von ihr, dass sie sich das merkte und umsetzte. Es ist mir halt immer wieder eine große Freude und ein Segen, dass ich an so einem wunderbaren Institut, wie dem Studienzentrum für Sehgeschädigte (SZS) des Karlsruher Institutes für Technologie (KIT) arbeiten darf. Nirgendwo sonst könnte ich Meine Begabungen zu Wissenschaft und Pädagogig so gut einbringen als dort. Außerdem ist am SZS meine Behinderung keine Einschränkung, sondern eine Qualifikation die ich für die Ausübung meiner Aufgaben benötige. Nicht zuletzt unterstützen mich immer wieder, das erwähnte ich schon häufiger, und kann es nicht oft genug tun, alle Mitarbeitenden in meinen inklusiven Tätigkeiten zur Astronomie.
    Dank dafür an alle SZSler.
    OK, zurück zum Thema.
    Am Äquator sollte es sich kaum ausbilden, weil sich auch dort aufgrund des Winkels zur Sonne auch die Jahreszeiten zwischen den Wendekreisen kaum bemerkbar machen.

    Am meisten prägt sich das Analemma natürlich in der Nähe der Polkappen aus, zwischen der Mitternachtssonne und dem langen Winter ganz ohne Sonne. Am Nord- und Südpol ist die Acht wahrscheinlich sogar offen, weil es ja dort jeweils Monate ganz ohne Sonnenlicht gibt.

    Da dieses Analemma schwer in Worten zu beschreiben ist, bitte ich euch sehende Astronom*innen unter euch, die hier mitlesen, dass ihr mich bitte entweder via Mail, oder noch besser in den Kommentaren, mich auf eventuelle Fehler in meiner Vorstellung, aufmerksam macht.
    Ich darf fast zum Schluss natürlich nochmal erwähnen, dass die stärkste Konsequenz dieser gekippten Erdachse unsere Jahreszeiten sind.

  6. zu guter letzt
    wer das mal verfolgen möchte, wie unterschiedlich sich die Länge der Tage und Nächte im Jahreslauf verändern, wie ungleichmäßig die Zeiten der Sonnenauf- und untergänge sich verändern und wie sich die Zeit des Mittagspunktes langsam verspätet, um sich dann wieder zu verfrühen, dem empfehle ich beispielsweise die auch für blinde Menschen recht zugängliche App Lunasolcal für Smartphones. Mit Calsky könnte das auch klappen, obwohl ich momentan nicht genau weiß, ob die noch online sind. Habe was gehört, dass es Calsky eventuell nicht mehr gibt, was sehr schade wäre. Wer es aufwändiger mag und sehen kann, denn für unser eins nicht zugänglich, kann es mit Stellarium versuchen.
    Ein klassischer Papier-Kalender tut es natürlich auch. Er sollte sich aber mit den Daten schon ungefähr auf den Standort beziehen, wo ihr wohnt.

    Da all diese Daten vom Breiten- und Längengrad, von eurem Standort also abhängig sind,
    erspare ich euch für den Moment eine langweilige Tabelle mit den Daten meines Standortes. Achtet einfach mal auf die Veränderungen von Sonnenaufgang, Sonnenhöchststand und Sonnenuntergang. Schreibt etwas mit und ihr werdet das Phänomen selbst erleben, was viel interessanter sein dürfte, als euch durch eine langweilige Tabelle zu wühlen.
    Beobachtet vielleicht auch mal, wenn ihr eine Reise tut, was momentan ja eher schwierig ist, wie sich die Zeiten durch euren Standordswechsel verändern. Von Karlsruhe bis Berlin habe ich Veränderungen von einigen Minuten gefunden. Wer das beobachtet und nachher noch immer behauptet, dass die Erde flach sei, dem ist nicht mehr zu helfen…
    Wie auch immer.
    Wir haben weiter oben schon die Sonnenuhr erwähnt. Die hat es langsam schwer, wirklich genau zu gehen. Aus diesem Grunde steht an vielen Sonnenuhren eine sog. Zeitgleichung. Sie berücksichtigt die Erdkrümmung, Erddrehung und die sich veränderte Perspektive auf die Sonne. Wie sie genau funktioniert, erspare ich uns für den Augenblick.

  7. Und jetzt noch eine Anmerkung zum guten Schlusse
    In diesem Jahr fällt der Tag der Astronomie mit dem Frühlingsanfang zusammen.
    Das Thema dieses Tages ist in diesem Jahr der Mond. Da darf ich es mir natürlich auch nicht nehmen lassen, auch einen zwar schon etwas älteren, aber nicht minder aktuellen und sehr inklusiven Bericht zu diesem Thema bei zu steuern.
    In diesem Artikel geht es um die Frage:
    Sich blind auf dem Mond orientieren, geht das?
    Auch damit wünsche ich euch einen guten Frühlingsanfang und viel Freude bei diesem schönen Motto des Tages der Astronomie 2021.

Jetzt wünsche ich, vor allem auch den blinden Leser*innen viel Erfolg bei euren astronomischen Langzeit-Beobachtungen.
Das ist mal wieder eine sehr inklusive Geschichte, denn als Mensch mit Blindheit eine astronomische Langzeitbeobachtung zu machen, ist äußerst inklusiv.

Nachruf auf einVorbild und einen großartigen Wegbegleiter – Professor Dr. Rudolf Kippenhahn


Liebe Leser*innen

bevor wir in unseren Themen zu Astronomie weiter machen, möchte ich hier sehr gerne einen kleinen Nachruf auf einen großartigen Astronomen und Sonnenforscher einfügen, der mir seit Mitte der 80iger Jahre des letzten Jahrtausends ein großer Wegbereiter war.

Am 15.11.2020 ist der große Forscher Professor Doktor Rudolf Kippenhahn mit vierundneunzig erfüllten Jahren von uns gegangen.

im Grunde zeichnet meine Physik- und Chemielehrerin dafür verantwortlich, dass ich mich ganz und gar 1987 der Wissenschaft und Astronomie verschrieb, und dass ich mich nach meiner mittleren Reife zu Abitur und Studium über den zweiten Bildungsweg entschloss. Da sie mich mit Prof. Kippenhahn in Verbindung brachte, ehre ich an dieser Stelle auch diese Wegbereiterin, die leider auch schon nicht mehr unter uns weilt.

Ein Samenkorn der Wissenschaft erblüht

Da die gesamten Rechte meines Buches wieder bei mir liegen, zitiere ich hier daraus:

Ausschlaggebend hierfür war der naturwissenschaftliche Unterricht in Physik und Chemie, den ich dort besuchte. Er wurde von einer Anthroposophin gegeben, die ich bis heute für die beste Blindenpädagogin in meinem Leben halte. Die Versuche und Experimente durften wir alle selbst durchführen. Der Umgang mit Säuren, Laugen, Bunsenbrenner und Elektrizität war nie ein Tabu, nur weil wir nicht sehen konnten. Die Versuche wurden so adaptiert, dass wir in der Lage waren, selbst zu den gewünschten Ergebnissen zu gelangen. Hierbei halfen oft ganz einfache Tricks, denn es gab noch keine sprechenden Messgeräte.
Bildete sich beispielsweise bei einem chemischen Versuch ein Niederschlag im Filter, wiesen wir ihn nach, indem wir das Substrat in eine alte Blechdose tropfen ließen. So konnten wir die einzelnen Tropfen gut auf dem Blech aufschlagen hören und merkten genau, dass der Filter sich zusetzte, wenn die Tropfgeschwindigkeit abnahm. Bald schon wurde ich davon gepackt und brachte mich aktiv in den Unterricht ein, indem ich Möglichkeiten entwickelte, Versuche für Blinde zugänglicher zu machen. Außerdem durfte ich mich an der Entwicklung einer Tafel beteiligen, mit deren Hilfe es Blinden möglich wurde, chemische Formeln mittels spezieller Formelbausteine zu legen.
Überhaupt war dieser Unterricht weit mehr als nur Physik und Chemie. Er eröffnete uns eine ganzheitliche Sicht auf die Welt. Diese Stunden waren gespickt mit Bezügen zu Philosophie, Religion und auch mit geschichtlichen Hintergründen.

Der erste Kontakt mit Rudolf Kippenhahn

Ich zitiere weiter aus meinem Buch

Bald schon merkte diese Lehrerin, dass ich für diese ganzheitliche Weltsicht sehr empfänglich war. Somit durfte ich oft mit ihr naturwissenschaftliche Vorträge in Stuttgart besuchen. Ganz eindrücklich in Erinnerung ist mir ein Vortrag über die Sonne von Rudolf Kippenhahn geblieben. Bis dahin wusste ich zwar, dass in der Sonne Wasserstoff zu Helium verbacken wird und darüber hinaus weitere schwerere Elemente entstehen, aber von Sonnenflecken, der Korona, den magnetischen Stürmen und Flares, wusste ich noch nichts.

Zur Erklärung: Flares sind riesige Explosionen auf der Sonnenoberfläche, bei welchen große Mengen an Teilchen in den Weltraum geschleudert werden können. Erreicht ein solcher Teilchenausbruch die Erde, so entstehen Nordlichter und magnetische Stürme.

Im Anschluss an den Vortrag fand eine Ausstellung statt, auf der unter anderem eine Weltraumkamera und vor allem ein recht großer Meteorit ausgestellt waren, den ich dann – von Prof. Kippenhahn ausdrücklich erwünscht! – anfassen durfte. Von diesem Moment an gab es für mich kein Halten mehr. An diesem Tag – es muss im Jahr 1988 oder 1989 gewesen sein –bin ich in meinem Herzen Astronom geworden.

Die zweite Begegnung

Meinen zweiten Kontakt zu Prof. Kippenhahn hatte ich Mitte der 90er Jahre.
In der Blindenhörbücherei entdeckte ich – auf ungefähr 20 Kassetten aufgelesen – das Buch
Der Stern von dem wir leben – den Geheimnissen der Sonne auf der Spur
Von Rudolf Kippenhahn, dem dieser Nachruf gilt und dessen Vortrag ich schon erwähnt habe. Mich faszinierte an diesem Buch vor allem, dass alle darin enthaltenen grafischen Elemente zusätzlich mit einer derart ausführlichen Texterklärung versehen waren, wie ich es selten bei anderen Autoren erlebt habe. Es schien fast so, als würde er auch an blinde Menschen denken, die auf derlei Beschreibungen angewiesen sind.
Vieles, was ich über die Sonne weiß, kam aus diesem Hörbuch und hat sich mit vielen anderen Quellen vermischt, so dass sich das gar nicht mehr ganz klar sagen lässt, aber er war der Türöffner und lies die Sonne in mein Herz, meinen Geist und meine Seele.

Kontakt Sonnenfinsternis

Ein großartiges Begleitbuch von Rudolf Kippenhahn war mir das Buch Schwarze Sonne, roter Mond das er quasi als Vorbereitung auf die Sonnenfinsternis, die am 11.08.1999 gut über Süddeutschland zu sehen war.
Hier nochmal ein kurzes Zitat aus “Blind zu den Sternen”

Aber lassen Sie mich an dieser Stelle erneut einen meiner größten Wegbereiter würdigen: Eine große Hilfe im Verständnis einer Sonnenfinsternis waren für mich zwei Bücher von Rudolf Kippenhahn: “Der Stern, von dem wir leben – den Geheimnissen der Sonne auf der Spur” und “Schwarze Sonne, Roter Mond”. Seine Bildbeschreibungen sind so, als wären sie ganz speziell für blinde Menschen eingefügt worden: klar, verständlich und präzise.

Ohne diese Bücher hätte ich die Sonnenfinsternis niemals so lebendig und anschaulich erleben können.
Lassen Sie mich hier noch kurz eine kleine Begebenheit erzählen, die sich so tatsächlich mit seinem Buch zu trug:

Die Finsternis auf der Flugroute

Anfang Januar 2015 unternahm ich mit meiner sehenden Arbeitsplatzassistenz
eine Dienstreise nach Istambul.
Folgendes ist dort auf dem Hinflug geschehen:
Der Pilot erklärte die Flugroute, indem er wichtige Länder, Städte und Meere aufführte, die wir nacheinander passieren würden.
Da kam mir die Reihenfolge und Aufzählung der Städte gleich irgendwie bekannt vor.
Und dann durchfuhr es mich wie ein Blitz.
Wir flogen fast exakt die Route entlang derer am 11.08.1999 die totale Sonnenfinsternis beobachtet werden konnte.
Ich fand dieses unglaublich schön. Glücklicherweise hatte ich noch das Buch “Schwarze Sonne, roter Mond” von Rudolf Kippenhahn zur Sofi 1999 auf meinem MP3-Player als aufgelesenes Hörbuch. So konnte ich gleich noch im Flieger meine Vermutung überprüfen. Ein Blick auf den Fahrplan dieser Sf ergab, dass ich im wesentlichen Recht hatte.
Dieses Heureka erlebte glaube ich der halbe Flieger mit, weil es mich unglaublich freute, in welchem Zusammenhang diese alte Sofi nochmal auftauchte.

Sein phänomenales Gedächnis

Ein mal durfte ich Prof. Kippenhahn noch vor einigen Jahren bei einem Vortrag erleben. Danach sprach ich ihn an, und er konnte sich noch an mich erinnern. Leider konnte ich ihm noch keine signierte Version meines Buches schenken, da es erst wenige Monate später erschien.

Auf jeden Fall danke ich ihm herzlich für den Weg, den er mir durch seine Bücher und seine Persönlichkeit öffnete. Er, meine erwähnte Lehrerin und noch viele andere führten mich zu dem, was ich heute in Astronomie lernen durfte, ermunterten mich zu meinem Buch und meinen sonstigen Astronomie-Veranstaltungen. Er entzündete in mir 1987 ein Feuer, das niemals erlöschen wird.
Die Sternwarte Peterberg in deren Vorstand und Leitungsteam ebenfalls eine Person mit starker Sehbeeinträchtigung sitzt, hat einen schönen und sehr lesenswerten Lebenslauf von ihm veröffentlicht.

Gehabt euch wohl und bleibt gesund.

Wanderer mit kurzem Leben – Das Wandern der Sonnenflecken


Liebe Leser*innen,

nachdem wir im letzten Artikel einen kleinen Exkurs über meine Corona-Erlebnisse machten, wenden wir uns heute wieder in diesen düsteren Zeiten unserem Stern von dem wir leben, zu. Ich komme von ihm einfach nicht los. Es geht heute, und vermutlich auch noch in weiteren Beiträgen darum, was wir in den letzten Jahrhunderten alles durch die entdeckten Sonnenflecken über unseren Stern lernen durften. Heute geht es um die Bewegung der Sonnenflecken.

Waren die Sonnenflecken erst mal entdeckt, zogen diese schon bald Hobby- und Amateurastronomen in ihren Bann. Sie sind vor allem für erstere Gruppe ein ideales Beobachtungs-Ziel, standen jenen doch meist nur kleinere Fernrohre zur Verfügung, die für die Observation von Sonnenflecken aber durchaus ausreichend waren. Daran hat sich bis heute nichts geändert, dass die Astronomie Amateuren immer wieder die Chance bietet, mit genügend List, Geduld und kleinerer Ausrüstung, auch Entdeckungen zu machen. Außerdem sind sie für die Wissenschaft unverzichtbar, denn alle Teleskope der Welt können nicht gleichzeitig an jede Stelle des Himmels blicken. Somit sind Amateure oft schon ob ihrer großen Zahl und ihrer vielen Augen eine große und wichtige Ergänzung und Hilfe.
Das ist mit ein Grund dafür, was die Astronomie so inklusiv macht.

Nun zur Wanderung der Sonnenflecken:

Erste Entdeckung

Bald schon nach ihrer Entdeckung viel auf, dass sie im Laufe von Tagen über die uns zugewendete Sonnenscheibe wandern. Ein beobachteter Sonnenfleck taucht am nächsten Tage etwas weiter westlich wieder auf. Schon der im Artikel Wer war der Erste erwähnte ich, dass der Mönch und Astronom Scheiner, von Hand die Wanderung der Sonnenflecken zeichnete. Ein Fleck bewegt sich ungefähr im Laufe von 13 Tagen vom Ost- zum Westrand der Sonnenscheibe. Da die Sonne eine Kugel ist, sieht man die Flecken an den Rändern perspektivisch verzerrt. Ein kreisförmiger Fleck erscheint somit von der Seite der Sonnenscheibe her gesehen oval. In der Bewegung der Flecken sehen wir die Rotation der Sonne selbst. Wie es von einer sich drehenden und fleckigen Kugel zu erwarten ist, erscheint uns die Bewegung ihrer Flecken an den Rändern langsamer als in der Zeit, in welcher sie über die uns näher zugewandte Sonnenscheibe ziehen. Das ist so, weil der Fleck an den Seiten sich entweder auf uns zu, oder von uns weg bewegt. Das können wir sehr schlecht unterscheiden. Zieht er mitten über die Scheibe, so liegt seine Bewegungsrichtung quer zu unserer Blickrichtung, was ihn für uns schneller erscheinen lässt. So zeigt uns ihre Wanderung, dass sich die Sonne etwa ein mal in siebenundzwanzig Tagen um sich selbst dreht. Manche Flecken sind so beständig, dass sie mehrere Rotationen überleben. Dann erscheint er am nächsten Tag wieder am Ostrand hinter der Sonne hervor. Dass es sich um den selben Fleck wie “gestern” handelt, ist in der Tat nicht ganz so einfach zu erkennen. Um sich auf der Sonne zu orientieren, teilen Astronomen sie in Gruppen ein und zählen sie sogar. Da Sonnenflecken oft in Gruppen beieinander stehen, ist das ein zuverlässiges System. Sicher legen Sonnenforscher auch ein Koordinatennetz über die Sonne, um sich zu orientieren ähnlich dem, wie Seefahrer das schon seit jahrhunderten über den Globus oder den Himmel spannen.
Sonnenflecken entstehen und vergehen. Manche überleben nur wenige Stunden und andere eben mehrere Sonnenrotationen.

Die Rotation der Sonne

Man sah, dass die Äquator-Region der Sonne quasi der Rotation ihrer Kappen voraus eilt. Sie dreht sich also in ihren äußeren Schichten nicht, wie eine starre Kugel. Das tut sie erst ab einer Tiefe von vielen Tausenden Kilometern, wo die Drücke so hoch sind, dass sie so kompakt wird, dass sie sich wie ein starrer Körper dreht. Das erfuhr man, als man Klangmodelle und Schallbeobachtungen auf ihr anstellte. Siehe den Artikel Die Sonne tönt.

Auch sie steht schief

Die Flecken und deren Bewegung haben uns außerdem verraten, dass die Rotationsachse der Sonne nicht senkrecht auf der Ekliptik steht. So sehen wir im Laufe des Jahres mal etwas mehr auf ihre Nordhalbkugel und mal eher auf ihre Südhalbkugel. Bei dieser Entdeckung ist zu bemerken, dass auch die Erdachse nicht senkrecht auf der Ekliptik steht. Sie ist um etwa 23 Grad geneigt und verursacht so unsere Jahreszeiten. Außerdem ändert sich im Jahreslauf unsere Draufsicht auf die Sonne. All das musste berücksichtigung finden, als die Entdeckung gemacht wurde.
Ist das nicht spannend und schön?

Das Aussehen der Sonnenflecken

Schon auf Scheiners Zeichnungen ist zu erkennen, dass ein Sonnenfleck einen dunkleren Kern besitzt und einen weniger dunklen Hof. Den Kern nennt man Umbra und den Hof die Penumbra. Moderne Aufnahmen zeigen, dass die Penumbra eine Art Filamentstruktur aufweist. Das sind leuchtende Linien oder Strahlen, die von Kern her nach außen laufen.

Außerdem erscheinen Sonnenflecken so, als wäre ihr Kern tiefer als die Sonne darum herum. Der Hof oder die Penumbra erscheint, als bildete sie die ‘Wände einer Grube, an deren Grund der Kern des Flecks ruht.

Wer sich erinnert, so hat sogar noch Herschel die Sonnenflecken für Löcher in ihrer leuchtenden Atmosphäre gehalten, durch welche man auf ihren kühleren und somit dunkleren Kern blickt.

Dieser “Grubeneffekt” wird heute nach einem seiner Entdecker, das Wilsonsche Phänomen genannt.
Steht ein Fleck nicht in der Mitte der Sonnenscheibe, erscheint der dem Zentrum nähere Teil der Penumbra etwas schmaler. Das hängt mit der Kugelform der Sonne zusammen.
Über die Tiefe solch einer Grube eines Sonnenflecks habe ich mal gelesen, dass in manchem großen Fleckengrube die Erde bequem Platz fände.

Fazit

Trotz der heute bekannten merkwürdigen Rotation, der Thermodynamik und dass die Magnetfelder der Sonne gefunden sind, gibt es noch keine Theorie, die alles erklärt, was zu Sonnenflecken, ihrer merkwürdigen Rotation und über die Zyklen des Erscheinens von Sonnenflecken führ. Über letztere werden wir noch zu sprechen haben.

So, meine lieben. Ich sagte es ja, es werden mehrere Artikel werden, denn es gibt noch soooo viel über die Flecken zu berichten. Sie sind es wert, dass man sich mit ihnen beschäftigt, denn niemand kann in so ein leuchtendes Objekt, wie einen Stern, hinein blicken.
Ich hoffe, dass vor allem für die blinden Leser*innen unter uns, der Artikel nicht zu visuell war. Auch ich brauchte einiges an Zeit, um mir die Perspektiven aus der wir die Sonnenflecken betrachten, und auch das Wilson-Phänomen vorstellen zu lernen. Wer Fragen oder Anmerkungen hat, darf diese gerne in den Kommentaren absetzen, oder mich über einen meiner anderen Kanäle ansprechen.
Die Sehenden unter euch finden sicherlich schöne Bilder über Sonnenflecken auf Wikipedia.

Gehabt euch wohl, haltet durch und bleibt gesund. Ich schreibe gegen die Dunkelheit für uns an.

Wer war der Erste? – Ein Streit um die Entdeckung der Sonnenflecken


Liebe Leserinnen und Leser,

Heute geht es nochmals um einen Streit in der Wissenschaft. Schon im letzten Artikel hatten wir ja die spannende Geschichte zur Frage, ob die Sonne kalt sei und lediglich eine heiße Atmosphäre besitze, oder umgekehrt.
Passend zum bevorstehenden Reformationstag, der leider in Baden-Württemberg kein Feiertag ist, fand ich eine Geschichte über einen wissenschaftlichen Streit, in welcher ein evang. Pfarrer eine wesentliche Rolle spielte, dessen und seines Sohnes Lebenswerk zu Astronomie ich im Artikel zum Reformationstag 2019 beleuchtete.
Es geht um die spannende Frage, wer der erste Entdecker der Sonnenflecken war.
Nicht immer ist so etwas ganz einfach auszumachen. Es menschelt eben auch in der Wissenschaft. Das war schon immer so.

Heutzutage schreibt man die Erstentdeckung in der Regel der Wissenschaftler*in zu, die diese zuerst veröffentlicht.
Wenn es danach geht, wer zuerst veröffentlichte, dann war die Entdeckung der Sonnenflecken ein Ostfriesischer Fund.
David Fabricius war Pfarrer in Resterhave bei Dornum und später in Osteel in Ostfriesland. War er tagsüber für seine Gemeinde da, so widmete er sich nachts den Sternen. Diese Nebenbeschäftigung brachte ihm Ansehen, weit über Ostfriesland hinaus. Mit Tycho Brahe, dem
großen dänischen Astronomen stand er in Kontakt, mit Johannes Kepler führte er einen intensiven Briefwechsel. Auch sein ältester Sohn Johann fühlte sich zur Astronomie hingezogen.
Doch sein Vater schickte ihn zum Medizinstudium in verschiedene Städte, u. A. auch nach Holland an die Universität Leiden. Kurz zuvor wurde in Holland das Fernrohr erfunden. Es ist gut möglich, dass der junge Fabricius und sein Vater ihre Teleskope von den Niederlanden aus bezogen.
Und so erblickte der junge am 9. März 1611 mit einem seiner Fernrohre auf der Sonnenscheibe einen kleinen schwarzen Fleck. Anfangs glaubt er an eine Täuschung. Er ruft den Vater, doch auch der sieht den Fleck. Sie verfolgen die Sonne im Fernrohr den ganzen Tag über. Der Fleck bleibt unverändert. Die Nacht verbringen sie voller Unruhe, den Sonnenaufgang können sie kaum erwarten. Als schließlich die Sonne über den Horizont tritt, ist der Fleck immer noch zu sehen. Johann Fabricius veröffentlicht die Neuigkeit im Jahre 1611. Damit hat er als erster die Entdeckung der Sonnenflekken angezeigt.
Geschrieben hatte Johann Fabricius zwar als erster über die Entdeckung der Sonnenflecken, aber zuerst gesehen, haben sie vor ihm längst andere.

Mit Hilfe des neu erfundenen Fernrohres sah sie bereits der englische Mathematiker und Philosoph Thomas Harriot (1560-1621) am 8. Dezember des Jahres 1610, was man freilich erst 200 Jahre später seinen unveröffentlichten Notizen entnommen hat.

Drei Tage vor Fabricius, nämlich am 6. März 1611, bemerkten der jesuitenpater Christoph Scheiner (1575-1650) in Ingolstadt und sein Schüler und Gehilfe Johann Baptist Cysat (1588-1657) die Flecken auf der Sonnenscheibe.
Doch Scheiners Vorgesetzter im Orden glaubte nicht an Flecken auf der Sonne. Er soll gesagt haben:

Die Sache wird von keinem alten Philosophen erwähnt. Ich habe meinen Aristoteles mehr als einmal von
Anfang bis zu Ende durchgelesen, aber nichts Ähnliches gefunden. Also halten Sie diese Absurdität zurück und geben Sie sich nicht öffentlich bloß, sondern seien Sie vielmehr überzeugt, dass es bloß ein Fehler Ihres Auges oder Ihres Fernglases ist, welches Sie sogar in der Sonne Flecken sehen lässt.

zitierte der Gymnasialprofessor Lorenz Wöckel in einem 1844 erschienenen Buch “Populäre Vorlesungen über die Sternkunde” den Ordensmann.

Um nicht gegen den Rat seines Vorgesetzten zu handeln, berichtet Scheiner darüber nur in zwei Briefen an den Augsburger Patrizier Marcus Welser (1558-1614). Doch Welser ließ die Briefe drucken. Um Scheiner nicht in Schwierigkeiten mit seinen Vorgesetzten zu bringen, erscheinen sie unter dem Pseudonym “Apelles”.

Als Galileo Galilei davon erfährt, schreibt er an Welser nach Augsburg und erklärt, dass er die Flecken auf der Sonne schon längst, nämlich 1610 gesehen habe. Nun beginnt zwischen Scheiner und Galilei ein Streit um den “ersten Platz”.
Als Scheiner später neun Jahre in Rom lebt, gibt er 1630 sein großes astronomisches Werk “Rosa Ursina” heraus, das Niederschriften zahlloser Beobachtungen von Sonnenflecken enthält. Zu dieser Zeit ist Scheiner bei den Jesuiten als Wissenschaftler bereits hoch angesehen, und so erscheint das Werk nunmehr unter seinem eigenen Namen. Er kann sich zahlreiche Seitenhiebe auf Galilei nicht verkneifen. So sehr Galilei und Scheiner sich auch bekämpften, sie waren sich einig, Fabricius “Entdeckung” zu ignorieren.
Scheiner projezierte die Sonne durch sein Fernrohr auf einen weißen Papierschirm und erhielt so ein scharfes Bild der Sonnenscheibe.

Eigentlich hätte man schon lange vor der Erfindung des Fernrohres auf die Sonnenflecken aufmerksam werden sollen, denn immer wenn Sonnenstrahlen durch kleine Öffnungen in Fensterläden oder Türen auf eine gegenüberliegende Wand fallen, entsteht ein kleines Bild der Sonnenscheibe. In ihm kann man gelegentlich auch größere Sonnenflecken erkennen.
Im Jahre 1613 reiste der römisch-katholische Kaiser Matthias zum Kurfürstentag nach Regensburg. Da man beabsichtigte, den Gregorianischen Kalender einzuführen, war auch Johannes Kepler, der damals in Linz arbeitete, als Kalenderfachmann geladen.
So betrat er im Juli jenes Jahres zum ersten Mal die Stadt, in der man ihn 17 Jahre später bestatten sollte. Beim Besuch des Doms betrachtete er die scheibenförmigen Sonnenbilder, die das durch kleine Öffnungen fallende Sonnenlicht nach dem Prinzip der Lochkamera auf den Boden warf. Er berichtete später:

Ich sah in der Kathedrale und zeigte auch den dabeistehenden Bekannten die Spuren der Sonnenflecken in den kleinen Lichtkreisen, die durch die Ritzen der Fenster aus der Höhe herabfielen.

Diese Erscheinung hätte man natürlich auch schon vor der Erfindung des Fernrohrs bemerken können, denn es bedarf dazu nicht eines zur Lochkamera umfunktionierten Doms.

Aber zurück zu unseren “Streithähnen”.
Der Streit zwischen den beiden Rivalen bekommt noch dadurch ein ganz besonderes “Geschmäckle”, wie wir süddeutschen sagen, dass der Mönch Scheiner sich noch dem ptolomäischen Weltbild mit der Erde als Mittelpunkt verpflichtet fühlte. Galilei hingegen hatte sich längst schon dem kopernikanischen Weltbild mit der Sonne als Mittelpunkt des Sonnensystems zugewandt.
Der Verdacht, dass Scheiner am Zustandekommen des Prozesses gegen Galilei im Jahre 1633 Anteil gehabt hatte, lässt sich allerdings nicht erhärten.

Der junge Fabricius mag vielleicht der erste gewesen sein, der eine wissenschaftliche Abhandlung über Sonnenflecken verfasst hat, aber alte Dokumente deuten darauf hin, dass auch schon andere welche gesehen hatten.
Von Zeit zu Zeit erreicht ein Fleck auf der Sonne einen Durchmesser von mehr als 50 000 km. Dann kann man ihn sogar schon mit unbewaffnetem Auge durch Dunst oder Nebel hindurch sehen. Natürlich nur dann, wenn die Sonne dadurch so abgeschwächt ist, dass man problemlos in die Sonnenscheibe blicken kann.
Bereits in der Zeit vor Christi Geburt findet man Niederschriften über dunkle Punkte auf der Sonnenscheibe. Es ist nicht immer leicht, sich in den alten Berichten zurechtzufinden, so, wenn man etwa liest, dass im Jahre 354 v. Chr, in der Sonnenscheibe ein dunkles Gebilde “so groß wie ein Hühnerei erschienen sei. In alten chinesischen Quellen sind 45 Berichte über Sonnenflecken aus dem Zeitraum zwischen 301 v. Chr. und 1205 n. Chr. zu finden. Einhard, der Biograf Karls des Großen, schreibt, dass im Jahre 807 der Planet Merkur acht Tage lang als dunkler Fleck vor der Sonne gestanden habe. Das muss ein großer Sonnenfleck gewesen sein, denn Merkur kann nie länger als etwa einen halben Tag vor der Sonne stehen.
Kepler hat am 28. Mai 1607 in Prag ebenfalls einen dunklen Fleck vor der Sonne gesehen und für den Planeten Merkur gehalten. Erst später, nachdem er von den Sonnenflecken erfahren hatte, wurde ihm bewusst, dass er wohl einen großen Fleck auf der Sonne wahrgenommen hatte, wie er einem Brief an David Fabricius anvertraute. So besteht kein Zweifel, dass es auch schon vor Jahrhunderten Sonnenflecken gegeben hat.

Und ja, wie sich das menschliche Schicksal manchmal so fügt.
Wir wissen nicht genau, wann der junge Fabricius starb. Von seinem Tod erfahren wir nur durch einen Nachruf aus der Feder von Johannes Kepler. Vater Fabricius folgte ihm kurz danach. Nachdem er einen Bauern öffentlich von der Kanzel beschuldigt hatte, er habe ihm seine Gänse gestohlen, wurde er mit einem Spaten erschlagen.

So, meine lieben, das war der Streit über die Entdeckung der Sonnenflecken. Ich hoffe, es hat etwas gefallen.
Lesen, Liken und Kommentieren hilft mir sehr, diesen Blog weiter zu entwickeln.

Die Sonne, zwei Preise und ein Rechtsstreit


Liebe Leser*innen,

Jetzt wird es aber höchste Eisenbahn, dass der Blindnerd mal wieder aus seiner Schreibmüdigkeit erwacht, und einen neuen Artikel raus haut…

gerade wurden die Nobel-Preise für 2020 verliehen. Mich freut sehr, dass derjenige für Physik auch zu einem Teil an die Astrophysikerin Andrea Ghez ging. Sie wies gemeinsam mit Reinhard Genzel das massereiche schwarze Loch im inneren unserer Galaxis nach, indem sie Sterne beobachteten, die es umkreisen. Der dritte im Bunde, Roger Penrose lieferte fundamentale mathematische Grundlagen zur mathematischen Beschreibung, wie schwarze Löcher entstehen. Wer mich kennt, weiß, dass ich jetzt sicher nicht über diese Nobelpreise berichten möchte. Das haben andere schon ausführlich getan. Es geht heute aber tatsächlich um eine Preisverleihung und einen Rechtsstreit, der mit der Sonne zu tun hat.
Etwas Tragik kommt natürlich, wie das zu einer spannenden Story gehört, auch vor. Viel Freude mit der Story.
Begeben wir uns also in die fünfziger Jahre des letzten Jahrhunderts:

Man konnte nachher nicht mehr feststellen, wieso das Auto das Brückengeländer durchbrochen hatte. Als der Patentanwalt Gottfried B aus Osnabrück sich schwimmend ans Ufer retten wollte, erlitt er einen tödlichen Herzschlag. Sogar die Abendnachrichten berichteten davon, denn B stand im Zentrum eines interessanten und ungewöhnlichen Zivilprozesses, der von den Medien rege verfolgt wurde. Es ging ihm um die Frage, ob man drei Astronomen finden könne, die beweisen sollten, dass die Sonne in ihrem Inneren heiß und nicht kalt ist. B war nämlich der Meinung, es wäre umgekehrt. Er dachte, sie habe einen kühlen Kern und eine heiße Atmosphäre. Er war sich sogar sicher, dies beweisen zu können. Er wähnte in den Sonnenflecken, die seit dem 17. Jahrhundert bekannt waren, löcher in der heißen Sonnenatmosphäre, durch die man manchmal den kühleren Sonnenkern erblickte.
Gottfried B. war wohl mit der Thermodynamik nicht besonders vertraut.
Aber B’s Idee ist schon mit den einfachsten Gesetzen der Physik nicht haltbar.

Naja, das kommt schon immer mal wieder vor, dass Laien meinen, sie hätten ein Welträtsel gelöst. Immer wieder erhalten physikalische Institute Zuschriften, die beispielsweise behaupten, dass die Relativitätstheorie von Einstein falsch sei, oder das der Verfasser nun doch ein Perpetuum Mobile entwickelt habe. Ganz ausschließen kann man natürlich nicht, dass nicht auch mal ein Außenseiter eine wissenschaftliche Entdeckung macht, bzw. einen Fehler in einer Theorie aufdeckt, aber das ist heutzutage doch eher unwahrscheinlich. Meistens benötigt man für derlei riesige Messinstrumente, wie z. B. den LHC, der nun einmal nicht in ein Wohnzimmer passt, oder man benötigt große Computer und enormes Fachwissen, das ohne ein intensives Studium des Forschungsgegenstandes nicht vorhanden sein kann. Nichts desto Trotz. Es kann manchmal doch vorkommen.

Gerade jetzt, in der Pandemie, erleben wir hautnah, wie Wissenschaft funktioniert. Da werden Theorien über das Virus verfeinert, vielleicht sogar über den Haufen geworfen, die Modelle zu dessen Verbreitung werden desto besser, um so mehr Daten man über die Fallzahlen bekommt. Und ja, auf der anderen Seite erleben wir in einem unglaublichen Ausmaß diejenigen Menschen und Schwurbler, die es meinen besser zu wissen…
Mir jedenfalls ist kein Fall der letzten 150 Jahre bekannt, wo ein Laie die Schulwissenschaft eines besseren belehrte.

Doch Gottfried B war ein wohlhabender Mann. So konnte er für seine Idee zwei Preise von jeweils 25000 DM aussetzen.
Den ersten für denjenigen, der B’s eigene Theorie widerlegen kann, wonach auf der Sonne eine heißere
Wolkenhülle einen festen, kühlen Sonnenkern verbirgt, der möglicherweise Vegetation trägt. Der zweite Preis war für den bestimmt, der beweist, dass die Sonne tatsächlich in ihrem Inneren Temperaturen von vielen Millionen Grad aufweist. Der Patentanwalt bestellte ein Preisrichterkollegium: den Nobelpreisträger Werner Heisenberg, den Physikprofessor Clemens Schaefer und einen Hamburger Anwalt. Sie sollten entscheiden, ob eine der eingereichten Schriften preiswürdig sei.

Ignorieren konnten die Fachastronomen die These des streitbaren Patentanwaltes natürlich nicht, weil sonst der Eindruck entstanden wäre, sie wüssten es wirklich nicht, ob der Sonnenkern nun kalt und deren Atmosphäre heiß sei, oder umgekehrt…
Und so trat schließlich die Deutsche astronomische Gesellschaft auf den Plan, deren, und das nur am Rande, stolzes Mitglied ich mich nennen darf.
Sie war an den Geldpreisen interessiert, da sie bei Kriegsende ihr gesamtes Vermögen verloren hatte. Ihr damaliger Vorsitzender, Otto Heckmann, Direktor der Sternwarte in Hamburg-Bergedorf, nahm die Mitglieder in die Pflicht und legte ihnen nahe, sich nicht einzeln an dem offensichtlich leicht zu gewinnenden Preisausschreiben zu beteiligen. Statt dessen schlug er vor, dass zwei angesehene Mitglieder, die Professoren Ludwig Biermann und Heinrich Siedentopf, zusammen mit ihm eine Schrift verfassen sollten, welche die Bedingungen des ersten der beiden Preise erfüllt.

Tatsächlich sprach das Preisrichterkollegium dem von den drei Autoren gefertigten Manuskript den Preis für die Widerlegung von B’s Theorie zu. Doch B. erkannte den Schiedsspruch nicht an und ging vor Gericht.

Das ist oft so, dass sich Außenseiter, die meinen, etwas gefunden zu haben, sich mit den besten Argumenten nicht überzeugen lassen, dass sie falsch liegen. Das erleben wir momentan dauernd auf tragische Weise bei den Leugnern des Klimawandels.
Keine Wetterkatastrophen, keine Daten zur Erwärmung, keine Waldbrände und auch sonst nichts, bringt sie von ihrer festgefahrenen Meinung ab, weshalb es oft relativ sinnlos ist, mit ihnen zu diskutieren.

Der Prozess von B. lief durch mehrere Instanzen und die Medien nahmen regen Anteil daran.
Irgendwie ähnelte das ganze für Außenseiter dem Verfahren Galileo Galileis.
Der wichtigste Unterschied zwischen beiden Prozessen war, dass Galilei Recht hatte, und trotzdem widerrief, und Gottfried B. hatte nicht Recht, und widerrief auch nicht. So verlor der streitbare Anwalt in zwei Instanzen.

NatÜrlich hatten die Richter nicht über die Temperatur der Sonne zu befinden, sondern darüber, ob das Preisausschreiben ordnungsgemäß durchgeführt worden war. Ehe das Verfahren vor die letzte Instanz kam, dem Bundesgerichtshof in Karlsruhe, verunglückte der streitbare Patentanwalt. Nach dem Karlsruher Urteil erhielt die Astronomische Gesellschaft den ersten der beiden Preise. Da es dazu mehrerer gerichtlicher Instanzen bedurft hatte,
verzichtete man schließlich darauf, sich auch um den zweiten zu bemühen.

War der Osnabrücker Patentanwalt heutzutage verhältnismäßig leicht zu widerlegen, so war doch noch selbst ein so angesehener Astronom wie William Herschel, der Entdecker des Uranus, Überzeugt, dass der Sonnenkörper in seinem Inneren kalt ist und nur die Sonnenatmosphäre eine hohe Temperatur besitzt. Aber
damals steckte die Wärmelehre, die sogenannte Thermodynamik, noch in ihren Kinderschuhen, und man wusste noch nicht, dass ein kalter Körper nicht unter einer heißen Hülle verborgen sein kann, ohne dass er sich entweder aufheizt, oder sich die Hülle seiner Temperatur anpasst.

Ferner wissen wir Heute, dass wir durch die Sonnenflecken nicht auf einen kalten Körper im Inneren schauen und dass die Sonne in ihrem Zentrum Temperaturen aufweist, welche die ihrer Atmosphäre um mehr als das Zweitausend fache übertreffen.

Und um diese Flecken wird es im nächsten Artikel zum Reformationstag gehen.
Bis dahin, alles gute und bleibt gesund.

Sonnenfinsternisse in der Literatur


Liebe Leserinnen und Leser,
Heute,21.06.2020 ist Neumond und es findet Vom Kongo bis in den Pazifischen Ozean eine ringförmige Sonnenfinsternis statt. Außerdem ist Sommeranfang. Wie Finsternisse ungefähr funktionieren, beschrieb ich u. A. in Eine Kinderfrage.
Somit betrachten wir heute Sonnenfinsternisse mal aus literarischer Sicht:

Drei Autoren sollen hier zur Sprache kommen, an zumindest derer zweien wohl niemand von uns in der Kindheit vorbei gekommen sein dürfte:
Zum Glück nicht, denn Tom Sawyer von Marc Twain, 20000 Meilen unter dem Meer, in 80 Tagen um die Welt, Reise zum Mittelpunkt der Erde und Der Flug zum Mond von Jules Verne wollte ich nicht missen.

Sonnenfinsternis bei Marc Twain

In einer Erzählung ließ Marc Twain einen Amerikaner durch einen Blitzschlag einen Zeitsprung vollführen. Dieser Mensch taucht nun am 19.06. des Jahres 528 in der Zeit des sagenhaften König Artus wieder auf. Durch zahlreiche Verwicklungen gerät dieser Mann schließlich in das Gefängnis und wurde zum Tode verurteilt.
Er verfügt jedoch über ein Wissen der besonderen Art.
Er sagt für den 21.06.528 eine totale Sonnenfinsternis voraus. Hierdurch erlangte er die Gunst des Königs und letztlich dann auch seine Befreiung. Er wird zum astronomischen Berater des Königs ernannt.

So weit, so gut, aber fand an diesem Tage überhaupt eine Sonnenfinsternis statt, die Atus und seine Mannen hätten sehen können?

Um dieses herauszufinden, müssen wir ein Verzeichnis oder einen Katalog bemühen, in welchem alle Finsternisse der letzten 2000 Jahre verzeichnet sind. Am besten eignen sich hier die Kataloge von Opolzer oder der von Mucke. Selbstverständlich kann man heutzutage auch kostenlose Software, wie Stellarium verwenden, obwohl die je früher man in der Zeit zurückgeht, ihre Grenzen hat.
Im Jahre 528 gab es vier Sonnenfinsternisse, am 06.02, 06.03, am 01.08. und am 30.08. Alle waren partieller Natur.
Da am 01.08. neumond geherrscht haben muss, denn ohne Neumond keine Sf war dies auch einen synodischen Monat vorher, also Anfang Juli der Fall. Der 21.06. war somit kurz nach Vollmond. Ein unmöglicher Zeitpunkt für eine Sf. Vermutlich erfand Twain das Datum einfach.
Schön und spannend bleibt diese Erzählung dennoch.

Jules Vernes Sonnenfinsternis

In dem zweibändigen Roman “Im Land der Pelze” beschreibt Jules Vern, der Vater der Science Fiction Literatur, die Abenteuer einer Reisegruppe, die nach Alaska kommt.
Unter den Mitreisenden befindet sich ein Astronom. Verne beschreibt ihn als Menschen, der außer seine Sternbeobachtungen nichts zuwege bringt. Dieses jedoch macht ihm keiner gleich. Dieser Astronom, Namens Black, schließt sich der Reisegruppe an, um eine totale Sonnenfinsternis zu beobachten. Diese soll am 18.06.1860 stattfinden. Gegen 09:30 beginnt die totale Phase der Finsternis. Black und seine Reisegefährten sehen die Sichel des Mondes immer dünner werden. Jeden Moment muss die totale Bedeckung anbrechen. Doch dann geschieht etwas ganz anderes. Black sieht, dass die Mondsichel plötzlich wieder breiter wird und somit die Phase der totalen Bedeckung überhaupt nicht stattfand. Was war hier geschehen? Waren die Kataloge und Voraussagen der Astronomen falsch? Keines Wegs. Die Lösung des Problems war entsätzlich.
Die Gruppe befand sich gar nicht an dem Orte, an welchem sie sich wähnte.
Die Reisegruppe hatte nicht bemerkt, dass die Eisscholle, auf welcher sie sich befand, sich vom Festland gelöst hatte und in südlicher Richtung in wärmere Gewässer durch die Beringsee trieb. Diese Drift brachte die Scholle außerhalb des Streifens der Totalität.
Der Rest des Romans handelt dann davon, wie die Gruppe auf dem Eis um ihr Überleben kämpfte.

Was hat es nun tatsächlich mit der Sonnenfinsternis von Verne auf sich?
Tatsächlich gab es an besagtem Tage eine Sonnenfinsternis, deren Streifen der Totalität sich, wie bei Jules Verne beschrieben, von Alaska, über Kanada und den Atlantik ins Mittelmeer erstreckte.Es ist aber nicht verwunderlich, dass Verne im Gegensatz zu Twain eine tatsächlich stattgefundene Finsternis beschrieb. Der Roman erschien 1873, also 13 Jahre nach der Finsternis. Verne musste sich somit nicht auf Vorausberechnungen stützen, sondern konnte sich auf sicher fundamentiertes gewesenes verlassen.

Sonnenfinsternis bei Adalbert Stifter

Wenn man Sonnenfinsternisse literarisch betrachtet, dann kommt man an Adalbert Stifters Beschreibung einer von ihm selbst beobachteten Sonnenfinsternis nicht vorbei. Für mich stellt sie die schönste deutschsprachige Beschreibung einer Sonnenfinsternis dar, die ich kenne. Sie zu lesen ist etwas viel Text, aber ich garantiere für ein absolutes literarisches und lyrisches Erlebnis.

Der Aufsatz erschien zuerst in der “Wiener-Moden-Zeitung und Zeitschrift für Kunst, schöne Literatur und Theater” 1842 III. Quartal in drei Folgen.
Ihr findet seinen Text direkt hier unter der Grußformel.

Beste Grüße und viel Lesefreude mit Stifters Beschreibung wünscht euch
euer Blindnerd.

Adalbert Stifters Sonnenfinsternis:
Die Sonnenfinsternis am 8. Juli 1842

Es gibt Dinge, die man fünfzig Jahre weiß, und im einundfünfzigsten erstaunt man über die Schwere und Furchtbarkeit ihres Inhaltes. So ist es mir mit der totalen Sonnenfinsternis ergangen, welche wir in Wien am 8. Juli 1842 in den frühesten Morgenstunden bei dem günstigsten Himmel erlebten. Da ich die Sache recht schön auf dem Papiere durch eine Zeichnung und Rechnung darstellen kann, und da ich wußte, um soundso viel Uhr trete der Mond unter der Sonne weg und die Erde schneide ein Stück seines kegelförmigen Schattens ab, welches dann wegen des Fortschreitens des Mondes in seiner Bahn und wegen der Achsendrehung der Erde einen schwarzen Streifen über ihre Kugel ziehe, was man dann an verschiedenen Orten zu verschiedenen Zeiten in der Art sieht, daß eine schwarze Scheibe in die Sonne zu rücken scheint, von ihr immer mehr und mehr wegnimmt, bis nur eine schmale Sichel übrigbleibt, und endlich auch die verschwindet – auf Erden wird es da immer finsterer und finsterer, bis wieder am andern Ende die Sonnensichel erscheint und wächst, und das Licht auf Erden nach und nach wieder zum vollen Tag anschwillt – dies alles wußte ich voraus, und zwar so gut, daß ich eine totale Sonnenfinsternis im voraus so treu beschreiben zu können vermeinte, als hätte ich sie bereits gesehen.
Aber, da sie nun wirklich eintraf, da ich auf einer Warte hoch über der ganzen Stadt stand und die Erscheinung mit eigenen Augen anblickte, da geschahen freilich ganz andere Dinge, an die ich weder wachend noch träumend gedacht hatte, an die keiner denkt, der das Wunder nicht gesehen.
Nie und nie in meinem ganzen Leben war ich so erschüttert, von Schauer und Erhabenheit so erschüttert, wie in diesen zwei Minuten, es war nicht anders, als hätte Gott auf einmal ein deutliches Wort gesprochen und ich hätte es verstanden. Ich stieg von der Warte herab, wie vor tausend und tausend Jahren etwa Moses von dem brennenden Berge herabgestiegen sein mochte, verwirrten und betäubten Herzens.
Es war ein so einfach Ding. Ein Körper leuchtet einen andern an, und dieser wirft seinen Schatten auf einen dritten: aber die Körper stehen in solchen Abständen, daß wir in unserer Vorstellung kein Maß mehr dafür haben, sie sind so riesengroß, daß sie über alles, was wir groß heißen, hinausschwellen – ein solcher Komplex von Erscheinungen ist mit diesem einfachen Dinge verbunden, eine solche moralische Gewalt ist in diesen physischen Hergang gelegt, daß er sich unserem Herzen zum unbegreiflichen Wunder auftürmt.
Vor tausendmal tausend Jahren hat Gott es so gemacht, daß es heute zu dieser Sekunde sein wird; in unsere Herzen aber hat er die Fibern gelegt, es zu empfinden. Durch die Schrift seiner Sterne hat er versprochen, daß es kommen werde nach tausend und tausend Jahren, unsere Väter haben diese Schrift entziffern gelernt und die Sekunde angesagt, in der es eintreffen müsse; wir, die späten Enkel, richten unsere Augen und Sehrohre zu gedachter Sekunde gegen die Sonne, und siehe: es kommt – der Verstand triumphiert schon, daß er ihm die Pracht und Einrichtung seiner Himmel nachgerechnet und abgelernt hat – und in der Tat, der Triumph ist einer der gerechtesten des Menschen – es kommt, stille wächst es weiter – aber siehe, Gott gab ihm auch für das Herz etwas mit, was wir nicht vorausgewußt und was millionenmal mehr wert ist, als was der Verstand begriff und vorausrechnen konnte: das Wort gab er ihm mit: “Ich bin – nicht darum bin ich, weil diese Körper sind und diese Erscheinung, nein, sondern darum, weil es euch in diesem Momente euer Herz schauernd sagt, und weil dieses Herz sich doch trotz der Schauer als groß empfindet”. – Das Tier hat gefürchtet, der Mensch hat angebetet.
Ich will es in diesen Zeilen versuchen, für die tausend Augen, die zugleich in jenem Momente zum Himmel aufblickten, das Bild und für die tausend Herzen, die zugleich schlugen, die Empfindung nachzumalen und festzuhalten, insofern dies eine schwache menschliche Feder überhaupt zu tun imstande ist.
Ich stieg um 5 Uhr auf die Warte des Hauses Nr. 495 in der Stadt, von wo aus man die Übersicht nicht nur über die ganze Stadt hat, sondern auch über das Land um dieselbe, bis zum fernsten Horizonte, an dem die ungarischen Berge wie zarte Luftbilder dämmern. Die Sonne war bereits herauf und glänzte freundlich auf die rauchenden Donauauen nieder, auf die spiegelnden Wasser und auf die vielkantigen Formen der Stadt, vorzüglich auf die Stephanskirche, die fast greifbar nahe an uns aus der Stadt, wie ein dunkles, ruhiges Gebirge, emporstand.
Mit einem seltsamen Gefühl schaute man die Sonne an, da an ihr nach wenigen Minuten so Merkwürdiges vorgehen sollte. Weit draußen, wo der große Strom geht, lag ein dicke, langgestreckte Nebellinie, auch im südöstlichen Horizonte krochen Nebel und Wolkenballen herum, die wir sehr fürchteten, und ganze Teile der Stadt schwammen in Dunst hinaus. An der Stelle der Sonne waren nur ganz schwache Schleier, und auch diese ließen große blaue Inseln durchblicken.
Die Instrumente wurden gestellt, die Sonnengläser in Bereitschaft gehalten, aber es war noch nicht an der Zeit. Unten ging das Gerassel der Wägen, das Laufen und Treiben an – oben sammelten sich betrachtende Menschen; unsere Warte füllte sich, aus den Dachfenstern der umstehenden Häuser blickten Köpfe, auf Dachfirsten standen Gestalten, alle nach derselben Stelle des Himmels blickend, selbst auf der äußersten Spitze des Stephansturmes, auf der letzten Platte des Baugerüstes stand eine schwarze Gruppe, wie auf Felsen oft ein Schöpfchen Waldanflug – und wie viele tausend Augen mochten in diesem Augenblicke von den umliegenden Bergen nach der Sonne schauen, nach derselben Sonne, die Jahrtausende den Segen herabschüttet, ohne daß einer dankt – heute ist sie das Ziel von Millionen Augen, aber immer noch, wie man sie mit dämpfenden Gläsern anschaut, schwebt sie als rote oder grüne Kugel rein und schön umzirkelt in dem Raume.
Endlich zur vorausgesagten Minute – gleichsam wie von einem unsichtbaren Engel – empfing sie den sanften Todeskuß, ein feiner Streifen ihres Lichtes wich vor dem Hauche dieses Kusses zurück, der andere Rand wallte in dem Glase des Sternenrohres zart und golden fort – “es kommt”, riefen nun auch die, welche bloß mit dämpfenden Gläsern, aber sonst mit freien Augen hinaufschauten – “es kommt”, und mit Spannung blickte nun alles auf den Fortgang.
Die erste, seltsame, fremde Empfindung rieselte nun durch die Herzen, es war die, daß draußen in der Entfernung von Tausenden und Millionen Meilen, wohin nie ein Mensch gedrungen, an Körpern, deren Wesen nie ein Mensch erkannte, nun auf einmal etwas zur selben Sekunde geschehe, auf die es schon längst der Mensch auf Erden festgesetzt.
Man wende nicht ein, die Sache sei ja natürlich und aus den Bewegungsgesetzen der Körper leicht zu berechnen; die wunderbare Magie des Schönen, die Gott den Dingen mitgab, frägt nichts nach solchen Rechungen, sie ist da, weil sie da ist, ja sie ist trotz der Rechnungen da, und selig das Herz, welches sie empfinden kann; denn nur dies ist Reichtum, und einen andern gibt es nicht – schon in dem ungeheuern Raume des Himmels wohnt das Erhabene, das unsere Seele überwältigt, und doch ist dieser Raum in der Mathematik sonst nichts als groß.
Indes nun alle schauten und man bald dieses, bald jenes Rohr rückte und stellte und sich auf dies und jenes aufmerksam machte, wuchs das unsichtbare Dunkel immer mehr und mehr in das schöne Licht der Sonne ein – alle harrten, die Spannung stieg; aber so gewaltig ist die Fülle dieses Lichtmeeres, das von dem Sonnenkörper niederregnet, daß man auf Erden keinen Mangel fühlte, die Wolken glänzten fort, das Band des Wassers schimmerte, die Vögel flogen und kreuzten lustig über den Dächern, die Stephanstürme warfen ruhig ihre Schatten gegen das funkelnde Dach, über die Brücke wimmelte das Fahren und Reiten wie sonst, sie ahneten nicht, daß indessen oben der Balsam des Lebens, Licht, heimlich versiege, dennoch draußen an dem Kahlengebirge und jenseits des Schlosses Belvedere war es schon, als schliche eine Finsternis oder vielmehr ein bleigraues Licht, wie ein wildes Tier heran – aber es konnte auch Täuschung sein, auf unserer Warte war es lieb und hell, und Wangen und Angesichter der Nahestehenden waren klar und freundlich wie immer.
Seltsam war es, daß dies unheimliche, klumpenhafte, tief schwarze, vorrückende Ding, das langsam die Sonne wegfraß, unser Mond sein sollte, der schöne sanfte Mond, der sonst die Nächte so florig silbern beglänzte; aber doch war er es, und im Sternenrohr erschienen auch seine Ränder mit Zacken und Wulsten besetzt, den furchtbaren Bergen, die sich auf dem uns so freundlich lächelnden Runde türmen.
Endlich wurden auch auf Erden die Wirkungen sichtbar und immer mehr, je schmäler die am Himmel glühend Sichel wurde; der Fluß schimmerte nicht mehr, sondern war ein taftgraues Band, matte Schatten lagen umher, die Schwalben wurden unruhig, der schöne sanfte Glanz des Himmel erlosch, als liefe er von einem Hauche matt an, ein kühles Lüftchen hob sich und stieß gegen uns, über die Auen starrte ein unbeschreiblich seltsames, aber bleischweres Licht, über den Wäldern war mit dem Lichterspiele die Beweglichkeit verschwunden, und Ruhe lag auf ihnen, aber nicht die des Schlummers, sondern die der Ohnmacht – und immer fahler goß sich’s über die Landschaft, und diese wurde immer starrer – die Schatten unserer Gestalten legten sich leer und inhaltslos gegen das Gemäuer, die Gesichter wurden aschgrau – – erschütternd war dieses allmähliche Sterben mitten in der noch vor wenigen Minuten herrschenden Frische des Morgens.
Wir hatten uns das Eindämmern wie etwa ein Abendwerden vorgestellt, nur ohne Abendröte; wie geisterhaft ein Abendwerden ohne Abendröte sei, hatten wir uns nicht vorgestellt, aber auch außerdem war dies Dämmern ein ganz anderes, es war ein lastend unheimliches Entfremden unserer Natur; gegen Südost lag eine fremde, gelbrote Finsternis, und die Berge und selbst das Belvedere wurden von ihr eingetrunken – die Stadt sank zu unsern Füßen immer tiefer, wie ein wesenloses Schattenspiel hinab, das Fahren und Gehen und Reiten über die Brücke geschah, als sähe man es in einem schwarzen Spiegel – die Spannung stieg aufs höchste – einen Blick tat ich noch in das Sternrohr, er war der letzte; so schmal wie mit der Schneide eines Federmessers in das Dunkel geritzt, stand nur mehr die glühende Sichel da, jeden Augenblick zum Erlöschen, und wie ich das freie Auge hob, sah ich auch, daß bereits alle andern die Sonnengläser weggetan und bloßen Auges hinaufschauten – sie hatten auch keines mehr nötig; denn nicht anders als wie der letzte Funke eines erlöschenden Dochtes schmolz eben auch der letzte Sonnenfunken weg, wahrscheinlich durch die Schlucht zwischen zwei Mondbergen zurück – es war ein überaus trauriger Augenblick – deckend stand nun Scheibe auf Scheibe – und dieser Moment war es eigentlich, der wahrhaft herzzermalmend wirkte – das hatte keiner geahnet – ein einstimmiges “Ah” aus aller Munde, und dann Totenstille, es war der Moment, da Gott redete und die Menschen horchten.
Hatte uns früher das allmähliche Erblassen und Einschwinden der Natur gedrückt und verödet, und hatten wir uns das nur fortgehend in eine Art Tod schwindend gedacht: so wurden wir nun plötzlich aufgeschreckt und emporgerissen durch die furchtbare Kraft und Gewalt der Bewegung, die da auf eimmal durch den ganzen Himmel ging: die Horizontwolken, die wir früher gefürchtet, halfen das Phänomen erst recht bauen, sie standen nun wie Riesen auf, von ihrem Scheitel rann ein fürchterliches Rot, und in tiefem, kaltem, schwerem Blau wölbten sie sich unter und drückten den Horizont – Nebelbänke, die schon lange am äußersten Erdsaume gequollen und bloß mißfärbig gewesen waren, machten sich nun geltend und schauerten in einem zarten, furchtbaren Glanze, der sie überlief – Farben, die nie ein Auge gesehen, schweiften durch den Himmel.
Der Mond stand mitten in der Sonne, aber nicht mehr als schwarze Scheibe, sondern gleichsam halb transparent wie mit einem leichten Stahlschimmer überlaufen, rings um ihn kein Sonnenrand, sondern ein wundervoller, schöner Kreis von Schimmer, bläulich, rötlich, in Strahlen auseinanderbrechend, nicht anders, als gösse die obenstehende Sonne ihre Lichtflut auf die Mondeskugel nieder, daß es rings auseinanderspritzte – das Holdeste, was ich je an Lichtwirkung sah!
Draußen weit über das Marchfeld hin lag schief eine lange, spitze Lichtpyramide gräßlich gelb, in Schwefelfarbe flammend und unnatürlich blau gesäumt; es war die jenseits des Schattens beleuchtete Atmosphäre, aber nie schien ein Licht so wenig irdisch und so furchtbar, und von ihm floß das aus, mittels dessen wir sahen. Hatte uns die frühere Eintönigkeit verödet, so waren wir jetzt erdrückt von Kraft und Glanz und Massen – unsere eigenen Gestalten hafteten darinnen wie schwarze, hohle Gespenster, die keine Tiefe haben; das Phantom der Stephanskirche hing in der Luft, die andere Stadt war ein Schatten, alles Rasseln hatte aufgehört, über die Brücke war keine Bewegung mehr; denn jeder Wagen und Reiter stand und jedes Auge schaute zum Himmel.
Nie, nie werde ich jene zwei Minuten vergessen – es war die Ohnmacht eines Riesenkörpers, unserer Erde.
Wie heilig, wie unbegreiflich und wie furchtbar ist jenes Ding, das uns stets umflutet, das wir seelenlos genießen und das unseren Erdball mit solchen Schaudern zittern macht, wenn es sich entzieht, das Licht, wenn es sich nur kurz entzieht.
Die Luft wurde kalt, empfindlich kalt, es fiel Tau, daß Kleider und Instrumente feucht waren – die Tiere entsetzten sich; was ist das schrecklichste Gewitter, es ist ein lärmender Trödel gegen diese todesstille Majestät – mir fiel Lord Byrons Gedicht ein: Die Finsternis, wo die Menschen Häuser anzünden, Wälder anzünden, um nur Licht zu sehen – aber auch eine solche Erhabenheit, ich möchte sagen Gottesnähe, war in der Erscheinung dieser zwei Minuten, daß dem Herzen nicht anders war, als müsse er irgendwo stehen.
Byron war viel zu klein – es kamen, wie auf einmal, jene Worte des heiligen Buches in meinen Sinn, die Worte bei dem Tode Christi: “Die Sonne verfinsterte sich, die Erde bebte, die Toten standen aus den Gräbern auf, und der Vorhang des Tempels zerriß von oben bis unten.”
Auch wurde die Wirkung auf alle Menschenherzen sichtbar. Nach dem ersten Verstummen des Schrecks geschahen unartikulierte Laute der Bewunderung und des Staunens: der eine hob die Hände empor, der andere rang sie leise vor Bewegung, andere ergriffen sich bei denselben und drückten sich – eine Frau begann heftig zu weinen, eine andere in dem Hause neben uns fiel in Ohnmacht, und ein Mann, ein ernster fester Mann, hat mir später gesagt, daß ihm die Tränen herabgeronnen.
Ich habe immer die alten Beschreibungen von Sonnenfinsternissen für übertrieben gehalten, so wie vielleicht in späterer Zeit diese für übertrieben wird gehalten werden; aber alle, so wie diese, sind weit hinter der Wahrheit zurück. Sie können nur das Gesehene malen, aber schlecht, das Gefühlte noch schlechter, aber gar nicht die namenlos tragische Musik von Farben und Lichtern, die durch den ganzen Himmel liegt – ein Requiem, ein Dies irae, das unser Herz spaltet, daß es Gott sieht und seine teuren Verstorbenen, daß es in ihm rufen muß: “Herr, wie groß und herrlich sind deine Werke, wie sind wir Staub vor dir, daß du uns durch das bloße Weghauchen eines Lichtteilchens vernichten kannst und unsere Welt, den holdvertrauten Wohnort, einen fremden Raum verwandelst, darin Larven starren!”
Aber wie alles in der Schöpfung sein rechtes Maß hat, auch diese Erscheinung, sie dauerte zum Glücke sehr kurz, gleichsam nur den Mantel hat er von seiner Gestalt gelüftet daß wir hineingehen, und Augenblicks wieder zugehüllt, daß alles sei wie früher.
Gerade, da die Menschen anfingen, ihren Empfindungen Worte zu geben, also da sie nachzulassen begannen, da man eben ausrief: “Wie herrlich, wie furchtbar” – gerade in diesem Momente hörte es auf: mit eins war die Jenseitswelt verschwunden und die hiesige wieder da, ein einziger Lichttropfen quoll am oberen Rande wie ein weißschmelzendes Metall hervor, und wir hatten unsere Welt wieder – er drängte sich hervor, dieser Tropfen, wie wenn die Sonne selber darüber froh wäre, daß sie überwunden habe, ein Strahl schoß gleich durch den Raum, ein zweiter machte sich Platz – aber ehe man nur Zeit hatte zu rufen: “Ach!” bei dem ersten Blitz des ersten Atomes, war die Larvenwelt verschwunden und die unsere wieder da: und das bleifarbene Lichtgrauen, das uns vor dem Erlöschen so ängstlich schien, war uns nun Erquickung, Labsal, Freund und Bekannter, die Dinge warfen wieder Schatten, das Wasser glänzte, die Bäume waren wieder grün, wir sahe uns in die Augen – siegreich kam Strahl an Strahl, und wie schmal, wie winzig schmal auch nur noch erst der leuchtend Zirkel war, es schien, als sei uns ein Ozean von Licht geschenkt worden – man kann es nicht sagen, und der es nicht erlebt, glaubt es kaum, welche freudige, welche siegende Erleichterung in die Herzen kam: wir schüttelten uns die Hände, wir sagten, daß wir uns zeitlebens daran erinnern wollen, daß wir das miteinander gesehen haben – man hörte einzelne Laute, wie sich die Menschen von den Dächern und über die Gassen zuriefen, das Fahren und Lärmen begann wieder, selbst die Tiere empfanden es; die Pferde wieherten, die Sperlinge auf den Dächern begannen ein Freudengeschrei, so grell und närrisch, wie sie es gewöhnlich tun, wenn sie sehr aufgeregt sind, und die Schwalben schossen blitzend und kreuzend hinauf, hinab, in der Luft umher.
Das Wachsen des Lichtes machte keine Wirkung mehr, fast keiner wartete den Austritt ab, die Instrumente wurden abgeschraubt, wir stiegen hinab, und auf allen Straßen und Wegen waren heimkehrende Gruppen und Züge in den heftigsten, exaltiertesten Gesprächen und Ausrufungen begriffen. Und ehe sich noch die Wellen der Bewunderung und Anbetung gelegt hatten, ehe man mit Freunden und Bekannten ausreden konnte, wie auf diesen, wie auf jenen, wie hier, wie dort die Erscheinung gewirkt habe, stand wieder das schöne, holde, wärmende, funkelnde Rund in den freundlichen Lüften, und das Werk des Tages ging fort.
Wie lange aber das Herz des Menschen fortwogte, bis es auch wieder in sein Tagewerk kam, wer kann es sagen? Gebe Gott, daß der Eindruck recht lange nachhalte, er war ein herrlicher, dessen selbst ein hundertjähriges Menschenleben wenige aufzuweisen haben wird. Ich weiß, daß ich nie, weder von Musik noch Dichtkunst, noch von irgendeiner Naturerscheinung oder Kunst so ergriffen und erschüttert worden war – freilich bin ich seit Kindheitstagen viel, ich möchte fast sagen, ausschließlich mit der Natur umgegangen und habe mein Herz an ihre Sprache gewöhnt und liebe diese Sprache, vielleicht einseitiger, als es gut ist; aber denke, es kann kein Herz geben, dem nicht diese Erscheinung einen unverlöschlichen Eindruck zurückgelassen habe.
Ihr aber, die es im höchsten Maße nachempfunden, habet Nachsicht mit diesen armen Worten, die es nachzumalen versuchten, und so weit zurückgeblieben. Wäre ich Beethoven, so würde ich es in Musik sagen; ich glaube, da könnte ich es besser.

Zum Schlusse erlaube man mir noch zwei kurze Fragen, die mir dieses merkwürdige Naturereignis aufdrängte:

Erstens: Warum, da doch alle Naturgesetze Wunder und Geschöpfe Gottes sind, merken wir sein Dasein in ihnen weniger, als wenn einmal eine plötzliche Änderung, gleichsam eine Störung derselben geschieht, wo wir ihn dann plötzlich und mit Erschrecken dastehen sehen? Sind diese Gesetze sein glänzendes Kleid, das ihn bedeckt, und muß er es lüften, daß wir ihn selber schauen?

Zweitens: Könnte man nicht auch durch Gleichzeitigkeit und Aufeinanderfolge von Lichtern und Farben eben so gut eine Musik für das Auge wie durch Töne für das Ohr ersinnen? Bisher waren Licht und Farbe nicht selbstständig verwendet, sondern nur an Zeichnung haftend; denn Feuerwerke,Transparente, Beleuchtungen sind doch nur zu rohe Anfänge jener Lichtmusik, als dass man sie erwähnen könnte. Sollte nicht durch ein Ganzes von Lichtakkorden und Melodien eben so ein Gewaltiges, Erschütterndes angeregt werden können, wie durch Töne? Wenigstens könnte ich keine Symphonie, Oratorium oder dergleichen nennen, das eine so hehre Musik war, als jene, die während der zwei Minuten mit Licht und Farbe an dem Himmel war, und hat sie auch nicht den Eindruck ganz allein gemacht, so war sie doch ein Teil davon.

Finsterniskataloge dienen eigentlich nicht dazu, Schriftstellern auf die Finger zu schauen, was ihre Finsternisse betrifft. Aber für die Historie sind sie unverzichtbar. Viele Finsternisse oder Ereignisse wurden mit der Zeit von einem zum anderen Erzähler oder Schreiber derart verschoben, dass Katastrophen, Krisen, verlorene Kriege etc. gerne mit Finsternissen zusammen gelegt wurden.

Merkur – ein romantischer Ort


Liebe Leserinnen und leser,

in diesen Tagen, Mitte Mai 2020, soll bei guten Bedingungen der Merkur neben der Venus und der Mondsichel sogar bei uns gut zu sehen sein. Das ist nicht so einfach, weil der Merkur sehr klein ist und meistens wie der Mond bei Neumond von der Sonne überstrahlt wird. Deshalb sieht man ihn, wenn überhaupt nur am Morgen- oder Abendhimmel nahe bei der Sonne. Der große Astronom Kopernikus soll einer Legende nach auf seinem Sterbebett gesagt haben, dass es ihm zu Lebzeiten nie vergönnt gewesen wäre, den Merkur zu sehen. Aber der Merkur war schon in der Antike bekannt, weil man ihn eben manchmal mit bloßem Auge sehen kann. Merkur machte auch wegen seiner merkwürdigen elliptischen Bahn auf sich aufmerksam. Erst durch die Relativitätstheorie konnte die sog. Periheldrehung des Merkur erklärt werden. Damit ist gemeint, dass sich die ganze Merkurbahn langsam um die Sonne dreht. Somit verschiebt sich dann auch sein Perihel, sein sonnennächster Punkt. Die Newtonsche Himmelsmechanik reichte nicht aus, diese zu beschreiben.
Heute wollen wir uns mal mit einer Merkwürdigkeit befassen, die es so in unserem Sonnensystem nur auf dem Merkur zu beobachten gibt.

Der Lauf der Sonne auf Merkur

Man würde sich dort sehr über den Lauf der Sonne wundern, wenn man sich denn dort aufhalten könnte. Von einem Sonnenaufgang zum nächsten vergehen auf dem Merkur 176 Tage. Außerdem scheint die Sonne auf dem Merkur bei Sonnenauf- und Untergang aus dem Gang zu geraten. Am Äquator bleibt sie zur Mittagszeit kurz stehen, läuft dann etwas rückwärts, dann hält sie erneut an, um dann wieder ihren normalen Lauf von Ost nach West wieder aufzunehmen. Noch merkwürdiger wird alles, wenn man sich 90 Grad links oder rechts vom Mittagspunkt befindet, wo die Sonne gerade im Begriffe ist, auf- bzw. unter zu gehen. Man würde dort einen doppelten Sonnenauf- oder Untergang erleben. Also wenn die Sonne am Merkur-Morgen erscheint, verschwindet sie nochmal kurz unter dem Horizont, um dann endgültig richtig aufzugehen. Ebenso am Abendhimmel. Dort geht sie zunächst unter, erscheint dann nochmals kurz über dem Horizont, um sich dann zur Nacht zu begeben.
Dieses Kuriosum gibt es nur auf dem Merkur in unserem Sonnensystem. Was geht da vor.

Auf erden ist alles, wie es sein soll

Jeder weiß, dass sich die Erde links herum gegen den Uhrzeigersinn dreht, weshalb die Sonne von Ost nach West über den Himmel zu laufen scheint. Es ist auch bekannt, dass die Erde ungefähr 24 Stunden für eine Umdrehung benötigt. Für ihren Umlauf um die Sonne benötigt sie ein Jahr, ungefähr 365 Tage. Beim Merkur ist das alles anders.

Wie denn?

Bis in die 60er Jahre des letzten Jahrhunderts dachte man, dass der Merkur uns stets dieselbe Seite zeigt. So ist das bei unserem Mond. Dessen Drehung um sich selbst entspricht genau seiner Umlaufzeit um die Erde, einem synodischen Monat. Deshalb sehen wir seine Rückseite nie. So dachte man sich das eben auch von Merkur. Mit Teleskopen, Radar und Raumsonden, als man Struktur auf dem Merkur ausmachen konnte, fand man heraus, dass er sich doch etwas schneller um sich selbst dreht, als ein Umlauf um die Sonne dauert.
Er zeigt uns eben doch nicht immer dieselbe Seite.

Für eine Umdrehung benötigt Merkur 58,646 Tage. Für einen Umlauf um die Sonne benötigt er 87,969 Tage. Das bedeutet, dass wenn Merkur zweimal die Sonne umrundet, dreht er sich dreimal um sich selbst. Und damit nicht genug. Merkurs bahn ist extrem elliptisch. An seinem sonnenfernsten Punkt, dem Aphel, beträgt sein Abstand zur Sonne rund 70 Millionen Kilometer. In seinem sonnennächsten Punkt, dem Perihel ist er nur noch knapp 46 Millionen Kilometer von ihr entfernt. Dagegen verglichen laufen Erde und Venus fast auf Kreisbahnen.
Das bedeutet, dass Merkurs Winkelgeschwindigkeit auf seiner Bahn sehr stark variiert. Keplers zweites Planetengesetz besagt, dass der Fahrstrahl eines Planeten stehts gleiche Flächen zu gleicher Zeit überstreicht. Der Fahrstrall ist die gedachte Hilfslinie zwischen Stern und Planet. Ist nun unser Merkur an seinem entferntesten Punkt von der Sonne, ist sein Fahrstrahl länger. Wenn der zu gleicher Zeit eine gleiche Fläche überstreichen soll, bedeutet das, dass Merkur sich langsamer auf seiner Bahn bewegen muss, um diese Bedingung zu erfüllen. Das “Kuchenstück” ist dann zwar länger, aber deutlich schmaler. In Sonnennähe beschreibt der Fahrstrahl dann zur selben gegebenen Zeit ein kürzeres, aber breiteres “Kuchenstück”, ganz davon abgesehen, dass der Kuchenrand keinen Kreis beschreibt, weil es sich um eine elliptische Bahn handelt, aber als Bild geht es so.

Nun haben wir alle Fakten beieinander, um Merkurs Sonnen-Wunder zu erklären.

Von Winkeln und Verhältnissen

Zunächst ist es so, dass ein Beobachter auf dem Merkur die Sonne im Laufe eines Merkur-Jahres immer größer wahrnimmt, so lange Merkur sich auf sein Perihel zubewegt. Entfernt er sich dann wieder von ihr, erscheint die Sonne wieder kleiner. Bei dieser starken Exzentrizität der Merkurbahn würde man das deutlich sehen. Den Effekt hätten wir gern bei unserem Supermond…

Wir haben oben gefunden, dass Merkur drei Umdrehungen innerhalb zweier Merkur-Jahre (Lauf um die Sonne) vollführt.
Die Geschwindigkeit, mit welcher Merkur sich um sich selbst dreht, bleibt konstant. Bei Drehungen spricht man gerne von Winkelgeschwindigkeiten, also von der Änderung des Winkels pro Zeit. Für die Eigendrehung des Merkur ist die konstant.
Beim Lauf um die Sonne auf merkurs extrem elliptischer Bahn ist das durchaus nicht so, denn sonst wäre keplers Gesetz mit den Flächen und dem Fahrstrahl nicht erfüllbar. Man kann also sagen, dass die Winkelgeschwindigkeit der Eigenrotation des Merkur ungefähr 1,5 mal größer ist, als die durchschnittliche Winkelgeschwindigkeit seines Laufes um die Sonne. Betrachtet man aber nun die Position des Merkur auf seiner Bahn, ändert sich dieses Zahlenverhältnis sehr stark. Im sonnenfernsten Punkt ist die Winkelgeschwindigkeit um 0,68 mal kleiner als die mittlere Winkelgeschwindigkeit und im Perihel um den Faktor 1,53 größer. Somit stehen im Aphel die beiden Winkelgeschwindigkeiten 1,5 (Eigendrehung konstant) zu 0,68 und im Perihel 1,5 (Konstante Eigendrehung) zu 1,53 (Bahnumlauf).
Was fällt hier auf:
Je näher der Merkur seinem sonnennächsten Punkt kommt, desto größer wird seine Bahngeschwindigkeit. Das Verhältnis zur konstanten Winkelgeschwindigkeit der Eigendrehung steigt also vom Aphel mit 0,68 bis zum Perihel mit 1,53 an. Nun ist das Verhältnis plötzlich anders herum.

Konsequenzen

Die Winkelgeschwindigkeit der Eigendrehung ist im Verhältnis zur Umlauf-Winkelgeschwindigkeit plötzlich kleiner. Das bedeutet, dass die Sonne für den Beobachter plötzlich rückwärts läuft, denn negatives Geschwindigkeitsverhältnis bedeutet entgegengesetzte Richtung.

Und was passiert an dem Punkt, wo das Verhältnis 1,5 zu 1,5 ist? Dort steht die Sonne kurz still und kehrt ihre Richtung von einem Beobachter aus gesehen entweder wieder in die richtige Richtung um, dass sie wieder von Ost nach west läuft, oder in die falsche.

Und was bedeutet das für den Beobachter an einer der Tag-Nacht-Grenzen? Genau. Die Sonne läuft rückwärts und tut nochmal, was sie schon tun wollte, nämlich auf- oder unterzugehen.

Und wie kommen wir auf die Tageslänge von über 180 Tagen, obwohl die Sonne sich in 54 Tagen um sich selbst dreht? Das liegt am Verhältnis von Merkurtag zu Merkurjahr. Hat die Sonne von ihrer Umdrehung her den Merkurtag beendet, hat sie sich erheblich auf ihrer Bahn weiter gedreht, Wir Erinnern uns Drei Umdrehungen in zwei Umläufen. Deshalb dauert die Zeitspanne so lange.

Liebesurlaub auf dem Merkur

Puh, das war jetzt kompliziert, oder?
Aber für Verliebte wäre das doch wirklich super romantisch mit den zwei Sonnenauf- und Untergängen.
Auch für Sonnenanbeter gibt es auf dem Merkur ein Plätzchen. Sie sollten die Caloris Planitia besuchen. Es ist das Becken der Hitze auf Merkur. Dieser Einschlagskrater hat einen Durchmesser von 1,500 km. Es ist der Ort, bei dem zum Zeitpunkt jedes zweiten Perihel-Durchgangs die Sonne im Zenit steht. Und sie verlängert das Sonnenbad noch etwas, denn sie wandert ja am Perihel kurz rückwärts. Näher kommt man der Sonne so wohl nicht und bei molligen mehreren Hundert Grad und ohne schützende Atmosphäre, dürfte sich die erwünschte Bräune rasch einstellen.

Und eins noch zur Urlaubs-Saison auf Merkur:
Jahreszeiten in dem Sinne, wie wir sie durch unsere um 23 Grad geneigte Erdachse auf der Erde haben, gibt es auf Merkur nicht, da seine Achse nur um 0,01 Grad gekippt ist. Man kann sagen, er steht aufrecht. Seine sehr elliptische Bahn bewirkt aber, dass die Sonneneinstrahlung variiert. Dieser Effekt hat auf Erden wegen der fast kreisförmigen Bahn keine Auswirkung. Allerdings bewirkt die Exzentrizität der Erdbahn, dass unser Sommer ungefähr vier Tage länger als der Winter ist. Es ist noch nicht ausgemacht, ob an den Polem von Merkur Skiurlaub möglich sein könnte. Kann sein, dass es Eis in Kratern an den Polen gibt, wo nie Sonne hin kommt. Möglicherweise muss man dann selbst die Piste beleuchten.
Und auch Kunstkenner kommen auf Merkur durchaus auf ihre Kosten. Besuchen sie doch Rembrandt, den größten Krater des Merkur. Bedenken Sie, dass die Kleiderordnung hierfür durchaus einen veritablen Raumanzug verpflichtend vorsieht. Und ob Sie dort Gemälde finden werden, ist äußerst fraglich. Wie dem auch sei. Wenn einer eine Reise tut, dann kann er was erzählen.
Naja, ob aber jemals Menschen in diese heiße Wüstenwelt ohne Atmosphäre reisen möchten, sei dahin gestellt.

Jetzt warten wir erst mal, bis in einigen Jahren die Raumsonde BepiColombo am Merkur ihre Forschungsarbeit aufnimmt. Apropos Merkur und Missionen:
Folge 43 des Podcasts Raumzeit beschreibt die Mission sehr hörenswert und in Folge 44 dieses Podcast geht es um den Merkur an sich.
Inspiriert zu diesem Artikel hat mich das Buch Sternstunden des Universums von Harald Lesch, das es bei Audible auch als Hörbuch gibt.
Wie auch immer:
Bis Bepicolombo am Merkur ist, wird es aber noch viele neue Artikel auf Blindnerd geben.

Es grüßt euch herzlich
Euer Blindnerd.

Parken im All


Liebe Leserinnen und Leser,

Vor sechs Jahren hatte ich mit meinem Freund Volker, der Pfarrer ist und auch hier mitließt, eine ganz interessante Unterhaltung über Weltraum-Missionen, Satelliten für Navis und auf welche Bahnen man verschiedene Missionen oder Satelliten schicken sollte, damit sie ihre Aufgabe möglichst gut erfüllen können.
Da wir neulich wieder darauf kamen und das Thema auch durch Twitter rauschte, möchte ich meine Ausführungen gerne hier mit euch teilen.

Tanz mit der Erde

Bei Aufgaben, wo es wichtig ist, dass man von der Erde aus stehts von der gleichen Stelle aus Sicht auf den Satelliten hat, schickt man sie auf eine geosynchrone Umlaufbahn. Der Satellit umläuft die Erde synchron zur Erddrehung ein mal täglich. Die einfachste Bahn dieser Art ist die geostationäre Umlaufbahn.
Die liegt ungefähr 36.000 Kilometer über dem Äquator. Es gibt noch weitere geosynchrone Bahnen.
Diese Bahnen eignen sich gut für Satelliten zur Kommunikation, Navigation und zur Wetterbeobachtung.

Welch ein Gezerre

Für andere Aufgaben aus Erdnähe wird es dann mit den Bahnen etwas kompliziert.
Ein Hauptproblem ist die Tatsache, dass immer mehrere Körper mit ihren Gravitationskräften an unserer gedachten Raumsonde ziehen.
Da zieht die Sonne mit ihrer ungeheuren Masse, die Erde, in deren Nähe sich unsere Sonde befindet, der Mond zieht, wenn er gerade mal vorbei kommt und auch die riesigen Gasplaneten, wie unser Jupiter ziehen an der Sonde.
Als erstes dürfte den Menschen aufgefallen sein, dass Kometen, deren wiederkunft vorausberechnet war, sich verspäten können, weil sie unterwegs von anderen Körpern, wie dem Jupiter abgelenkt wurden.
Dieses Spiel der Kräfte wird dann schnell chaotisch und die Sonde muss mittels Treibstoff ihre Bahn korrigieren.
Das ist bei mehr als zwei Körpern, die sich gegenseitig beeinflussen, nicht mehr mit einer geschlossenen Formel, wie den Newtonschen Bewegungsgleichungen oder den Keplerschen Gesetzen zu lösen. Es gibt jedoch numerische Verfahren, wie man die Bahnen von derartigen Drei-Körper-Systemen, z. B. Erde-Sonne-Raumsonde, Stück für Stück berechnen kann.

Bei einigen Missionsaufgaben lässt sich aber enorm Treibstoff sparen, weil es für zwei größere Körper, z. B. Erde und Sonne die einen für ihre Verhältnisse sehr kleinen Körper, eine Raumsonde, beeinflussen Punkte gibt, bei denen man quasi kostenlos mitreisen kann. Treibstoff braucht man dann nur noch, damit man in der Nähe dieser Lagrange-Punkte, benannt nach dem Mathematiker Joseph-Louis Lagrange bleibt. Etwas korrigieren muss man schon, denn zum einen wird unser Drei-Körper-System ja auch von anderen Massen gestört, und zum anderen gibt es an den Lagrange-Punkten nichts, worum man kreisen könnte.
Es sind Punkte, bei denen sich die Zugkräfte auf unsere Sonde der im system befindlichen großen Massen, addieren, subtrahieren oder ergänzen.

Der Parkplatz an der Sonne

Nehmen wir das System bestehend aus Erde, Sonne und einer Sonde zur Sonnenbeobachtung an.
Nun ist man natürlich daran interessiert, möglichst viele Sonnenstunden zu haben, am bessten immer. Kein Tag-Nacht-Rhythmus oder ein Mondschatten soll die Beobachtung stören, und wenig Treibstoff soll die Sonde natürlich auch verbrauchen, denn wir wollen sie ja lange nutzen.
Der beste Parkplatz für so eine Sonde ist der Lagrange-Punkt eins. Er liegt zwischen Erde und Sonne.
An diesem Punkt ziehen in unserem Beispiel Erde und Sonne gleich stark von gegenüberliegenden Seiten an der Sonde, und halten sie auf diesem Punkt fest. Da die Erde deutlich weniger Masse als die Sonne besitzt, liegt dieser Punkt näher an der Erde.
Er liegt ungefähr 1,5 Mio Kilometer von der Erde aus gesehen in Richtung Sonne. Das ist gerade mal ein Prozent der ganzen Strecke Erde-Sonne.
Und was an dem Punkt noch praktisch ist, die Erde zieht unsere Sonde mit sich auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne. Somit hat die Sonde den Stern stets im Blick und die Antenne für die Daten zeigt immer brav in Richtung Erde. Klar, die dreht sich natürlich einmal täglich unter der Sonde hindurch, das stört aber nicht, weil es Empfangsantennen für die Daten um den ganzen Erdball verteilt gibt, oder man speichert die Daten und schickt sie dann zur Erde, wenn sich die Heimat-Antenne unter der Sonde vorbei bewegt. Und wenn nicht gerade eine Sonnenfinsternis stattfindet, dürfte nicht mal der Mond mit seinem Schatten störend durch den Datenstrahl zur Erde laufen. Wir merken also: Der LagrangePunkt L1 Erde-Sonne ist ein idealer Parkplatz für Beobachtungen unseres Sterns.
Es sei denn, man möchte auch die Pole der Sonne sehen, dann ist L1 nicht geeignet.
Tatsächlich befinden sich Raumsonden zur Sonnenbeobachtung in Lagrange-Punkt eins des Erde-Sonne-Systems.

Der Punkt ohne Rückkehr

Natürlich gibt es auch im System Erde-Mond einen eigenen L1. Dieser könnte interessant sein, wenn man nicht die Erde, sondern den Mond beobachten möchte. Da der Mond uns aber stets die gleiche Seite zeigt, wäre hier vermutlich nicht viel spannendes zu sehen. Ich glaube, es gibt derzeit keine Sonde in diesem Punkt.
Der Abstand zu L1(Erde-Mond) ist für Mondfahrer interessant. Er liegt etwa 326.000 Kilometer in Richtung Mond. Der Abstand Erde-Mond beträgt im Mittel 384.400 Kilometer. Da der Mond deutlich weniger Masse als die Erde besitzt, liegt dieser L1 natürlich näher bei ihm. Befindet man sich näher als dieser Abstand beim Mond, dann wird man von ihm angezogen. Das bedeutete für die Apollo-Missionen, dass es von da ab nicht mehr möglich war, ohne Triebwerk zur Erde zurück zu fallen (Point of no return).

Im Schatten

Wer wünscht sich im Sommer keinen Parkplatz unter einem schattigen Baum.
Bei vielen Missionen ist es auch so, dass gerade die Sonne mit ihrer Wärme und ihrem Licht stört. Aus diesem Grunde parkte man die beiden WeltraumteleskopeHerschel und Planck, die u. A. Beobachtungen im Infrarot-Bereich, also Wärme, machen sollten, in L2(Erde-Sonne). Dieser liegt von der Sonne aus gesehen 1,5 Mio Kilometer hinter der Erde auf einer Linie mit Erde, L1 und der Sonne.
Aktuell befindet sich dort Das Weltraumteleskop Gaia, das im Schatten der Erde Sterne zählt und katalogisiert.
Das astronomisch teure und viel verspätete Teleskop, James Webb, soll auch im L2-Punkt des Erde-Sonne-Systems geparkt werden.

Die dunkle Seite

L2(Erde-Mond) liegt auf der Rückseite des Mondes, die uns stets abgewandt ist.
Vom Erdmittelpunkt aus gemessen, liegt der Punkt 449 km entfernt knapp hinter dem Mond auf der Verbindungslinie Erde-Mond, auf welcher sich auch L1 dieses Systems befindet. Bis vor kurzem war dieser Punkt für die Raumfahrt nicht sehr spektakulär. Das änderte sich jedoch, seit China einen Rover und eine Sonde auf der Rückseite des Mondes landete.
Der Kommunikationssatellit von Chang’e-4 ist am L2-Punkt geparkt (genauer umkreist L2). Somit stellt er Funkkontakt vom Lander und Rover zur Erde her.

Wo liegt die “Gegenerde”?

Im Fall Sonne-Erde liegt der dritte Lagrange-Punkt auf der uns gegenüberliegenden Seite der Sonne, knapp 190 km weiter weg von der Sonne als die Erde. In diesem Punkt bewirken die (gleichgerichteten) kombinierten Anziehungskräfte von Erde und Sonne wieder eine Umlaufdauer, die gleich der der Erde ist.
Schwurbler vermuten hier eine “Gegenerde” die man nie zu sehen bekommt.
Meines Wissens kann man mit diesem Punkt in der Raumfahrt nicht viel anfangen, weil kein Funkkontakt zur Erde möglich wäre. Die risige Sonne mit ihrem eigenen Radio-Programm wäre immer störend im Wege.
Leben sollte man dort aber schon können.

L3 Erde-Mond liegt auf der Verbindungslinie Erde-Mond, etwa 382,500 Kilometer hinter der Erde vom Mond aus betrachtet.

Trojaner und blinde Passagiere

L4 und L5 solcher Systeme sind für Asteroiden-Forscher interessant.
Sie bilden jeweils ein gleichseitiges Dreieck mit den beiden massereichen Körpern eines derartigen Systems. Beim System Erde-Sonne läge dann die Sonne auf einer, die Erde auf der zweiten und die Sonde auf der dritten Ecke dieses gleichseitigen Dreiecks.
Im Falle Erde-Sonne liegt in Bewegungsrichtung der Erde um die Sonne gedacht, L4 60 Grad vor und L5 60 Grad hinter der Erde.
Wer mag, kann ja mal mit dem Abstand Erde-Sonne von 150 Mio Kilometern das Dreieck aufspannen und berechnen.

Manchmal kommt es vor, dass sich ein kleiner Asteroid als blinder Passagier in L4 oder L5 eines solchen Systems parkt. Unsere Erde führt einen sog. Trojaner in einem dieser Punkte mit. Auch bei Jupitermonden hat man schon Trojaner gefunden.
Selbstverständlich sind auch Trojaner in den anderen Lagrange-Punkten (L1, L2 und L3) denkbar.

Zusammenfassung

Also, nochmal zusammengefasst:

  • Wir haben ein System von zwei massereicheren und einem im verhältnis sehr leichten und kleinen Körper.
  • Insgesamt gibt es in solchen Systemen fünf Lagrange-Punkte.
  • Die ersten drei liegen auf der Verbindungslinie der beiden massereichen Körper, in unserem Beispiel Erde-Sonne.
  • L1 befindet sich dabei zwischen Erde und Sonne an dem Punkt, wo sich deren Schwerkräfte aufheben.
  • L2 befindet sich auf der Verbindungslinie hinter dem masseärmeren Körper (Erde im Beispiel). An ihm addieren sich beide Massen der körper und gleichen sich mit der Masse der Sonde aus.
  • L3 liegt auch auf der Verbindungslinie, doch hinter dem massereicheren Körper (sonne).
    Hier subtrahiert sich die Masse des kleineren Körpers (Erde) von der des größeren (Sonne).
  • Der vierte und fünfte Lagrange-Punkt bilden mit den beiden Körpern jeweils die Eckpunkte eines gleichseitigen Dreiecks
    (also mit einem Winkel von je 60 Grad).
  • Der Vollständigkeit halber muss hier unbedingt nochmal erwähnt werden, dass die Abstände zwischen den Körpern stets von deren Mittelpunkten aus gemessen werden, da ihre Volumina nichts damit zu tun haben.
  • Also nochmal: Auf einer Linie liegen im Erde-Sonne-System von links nach rechts
    L2, Erde, L1, Sonne, L3.
    L4 und L5 spannen mit Erde und Sonne dann jeweils ein gleichseitiges Dreieck auf.
    L4 läge dann in unserem Beispiel 60 Grad oberhalb vor der Erde in Richtung Sonne und L5 60-Grad unterhalb.
  • Allen fünf Lagrange-Punkten ist gemeinsam, dass man auf ihnen mit dem kleineren Körper, der um den größeren kreist, kostenlos mitreisen kann.

Epilog

So, jetzt hoffe ich, dass ich das einigermaßen anschaulich auch ohne Bild beschreiben konnte.
Mir ist das immer ganz wichtig, dass ich auch von sehenden Menschen Rückmeldungen bekomme, ob meine Erklärungen stimmen.
Es könnte ja sein, dass ich als Blinder zu manchen Dingen eine ganz falsche Vorstellung habe.
Andererseits muss ich mir die Sachen irgendwie auch so klar machen, dass ich sie erklären kann. Ich kann nicht einfach mal etwas einfach so hin zeichnen. Allerdings tue ich das im Kopf trotzdem.
Ich stelle es mir ungefähr so vor:
Wenn ich über Gaia in L2 erzähle, dann ist es in meiner Vorstellung so, dass ich mit der Sonde fliege, fast, dass ich die Sonde bin.
Ich höre dann quasi hinter mir die Erde mit ihrem Schatten und schaue mit meinem Kopf dorthin, wo gaia hin sehen soll.
Sie beschreibt eine Lissajous-Figur um L2, wofür sie Treibstoff benötigt.
Das mit der Lissajous-Figur ist zwar etwas theoretischer, aber ich weiß, dass Gaia immer so fliegen muss, damit ihre Sonnenpaddel aus dem Erdschatten kommen, um Sonnenenergie zu tanken.
Gaja vollführt noch eine Drehung um sich selbst. Die lassen wir hier mal in der Vorstellung besser weg, um jegliche Raumkrankheit zu vermeiden.

So, meine lieben, das war jetzt wieder etwas länger. Ich hoffe, es hat etwas gefallen und war interessant.
Wenn ja, dann lesen, liken, teilen und oder kommentieren. Ach ja, das Gewinnspiel läuft noch. Wer einen Beitrag kommentiert, könnte einen Ende August einen kleinen astronomischen Preis von mir erhalten…

Gehabt euch wohl,
tragt fleißig eure Masken,
passt auf euch und andere auf und bleibt gesund.

Es grüßt euch
Euer Blindnerd.

Sonnengesänge und Gedichte zu Kantate 2020

Liebe Leserinnen und Leser,

Heute 10.05.2020 ist im Kirchenjahr der Sonntag Kantate. Das ist immer der 04. Oder 05. Sonntag nach ostern, je nach dem, auf welches Datum Ostern fällt.
Übrigens ist heute auch Muttertag. Gerade in der Krise sind vor allem Mütter über alle Maßen belastet und werden nun erst sehr zögerlich von der Politik unterstützt. Man muss hier wirklich diskutieren, welches Gesellschaftsbild das dokumentiert.
Die Frauen in unserer Gesellschaft tragen momentan die Hauptlast der Corona-Krise. Seien wir uns dessen bewusst.
Ich möchte diese Problematik nicht unerwähnt lassen, obgleich dieser Artikel nicht Gegenstand dieses Problems sein kann.
Also, kehren wir zurück zu Kantate.

Kantate ohne Kantaten

Ab heute dürfen in Baden-Württemberg wieder Gottesdienste mit Besucherbegrenzung und genügend Abstand stattfinden. Allerdings darf die Gemeinde nicht singen. Das ist insbesondere an Kantate, wo normalerweise viel gesungen wird, eine Situation, mit der man erst mal fertig werden muss. Hier ist nun wirklich viel Phantasie der Pfarrer*innen, Liturg*innen, Chorleiter und allen, die Gottesdienste gestalten, gefragt.
Hautnah erlebe ich es durch meinen Mitbewohner, der Kirchenmusiker und Chorleiter ist, wieviel Arbeit er in den letzten Wochen in die Gestaltung von Online-Gottesdiensten stecken musste. Unglaublich, welche Kreativität hier zutage kam. Zum Glück ist unser Haushalt mit ausreichend hochwertiger Tontechnik ausgestattet, so dass derlei möglich ist.
Gerade in Krisenzeiten ist Gesang und Musik etwas ganz wichtiges. Und gerade dieses darf man jetzt nicht gemeinsam praktizieren. Leider finden in meinem Wohnort bisher noch keine Balkongesänge nach dem Vorbild Italiens statt.
Deshalb habe ich mir, wie soll es anders sein, mal überlegt, welche Gesänge es so mit astronomischem Bezug gibt. Heute wenden wir uns zu Kantate mal Gesängen zu, die das offensichtlichste astronomische Objekt, unsere Sonne, besingen. Manche dieser “Gesänge” sind auch Gedichte, aber oft werden aus Gedichten oder deren Teilen später Lieder komponiert.

Motivation für Sonnengesänge

Gründe, die Sonne zu besingen, gibt es reichlich. Zunächst verdanken wir ihr unser Leben. Sie spendet Wärme und Licht. Durch ihren Auf- und Untergang erlebte die Menschheit Tag und Nacht. Es kann sein, dass die runde Sonnenscheibe die Erfinder des Rades inspirierte. Schon in der Antike fuhr sie als Sonnenwagen über den Himmel. Erst seit 100 Jahren ungefähr wissen wir, was sie für ein Kraftwerk ist und wie sie funktioniert. Dieses tritt aber in den Hintergrund, wenn man die Gesänge betrachtet, in denen Menschen ausdrückten, wie sie den Stern von dem wir leben empfinden.

Die liebe Sonne

Man könnte sagen, dass die Sonne unsere erste Liebe ist.
In meinem vorigen Artikel “Die Strahlkraft der Sonne” wird die Solarkonstante erwähnt, die Auskunft über die Intensität der Sonnenbestrahlung der Erde gibt. Daneben könnte man durchaus auch von einer poetischen Solarkonstanten sprechen, einen Heliozentrismus der Begeisterung, eine Anbetung aus hymnischer Sprache.
Durch alle Zeiten hindurch von der Antike bis heute hat die Menschheit nicht davon abgelassen, die Sonne zu besingen, zu loben, ihr zu danken oder sie gar anzubeten.
Die Liebe zur Sonne, das extatische Bekenntnis zu unserem Zentralgestirn, die hymnische Hinwendung zum wärmenden Kern unserer Welt verbindet Völker und Erdteile.

Sonnengesänge

Die Sonnengesänge aller Zeiten bilden quasi einen großen Choral.
Es ist ganz erstaunlich, dass die Sonnengesänge durch alle Epochen hindurch nahezu dieselben sprachlichen Wendungen benutzen.
Hören wir nun etwas in Sonnengesänge hinein, wie sie einander zurufen:

So dichtete Ingeborg Bachman, Dichterin des 20. Jahrhunderts in ihrem Hymnus an die Sonne:

Nichts schöneres unter der Sonne, als unter der Sonne zu sein.

Hier ein Artikel dazu.

Wie ein Echo von vor 3000 Jahren erklingt die Stimme Echnatons, des ägyptischen Sonnengottes:

Schön erscheinst Du im Lichtland des Himmels, Du lebende Sonne, die das Leben bestimmt.

Zum Echnatons Sonnenhymnus

Der wohl bekannteste Sonnengesang des Mittelalters dürfte derjenige des Heiligen Franz von Assisi für viele sein. Es ist ein Lobpreis auf den “Bruder Sonnenstern, der uns den Tag herauf führt und Licht mit seinen Strahlen, der schöne, spendet”.
Entstanden ist dieser Sonnengesang im 12. Jahrhundert, als Franz von Assisi schon krank dem Ende seines Lebens nahe war. Es wird hier nicht die Sonne angebetet, aber sie wird als Bruder bezeichnet.
Hier gehts zum Sonnengesang.
Bis heute werden Teile dieses Gesangs beispielsweise in Taizé gebetet und gesungen.

Der aufgeklärte Skeptiker des 16. Jahrhunderts Michel de Montaigne, beginnt seinen Sonnengesang so:

Dies große Sonnenlicht, dies Auge aller Welten

der frühchristliche Mystiker Melito von Sar- des, der die Sonne mit großer Andacht untergehen sieht, schreibt:

“Sich badend in geheimnisvolle Tiefe jauchzt sie auf gar sehr. Das Wasser ist ihre Nahrung…

Anderthalb Jahrtausende später beklagt Charles Baudelaire den Sonnenuntergang:

Wie ist die Sonne schön, die in ganz frischem Steigen, wie eine Explusion aus gutem Morgen schickt.
Glückselig der, der noch voll Liebe nach ihr blickt.
Sieht er sie wunderbarer als ein Traum sich neigt

Ungeachtet seiner absolutistischen Herrschaft, darf an dieser Stelle neben Echnaton, der oben erwähnt wurde, der Sonnenkönig Ludwig XIV nicht unerwähnt gelassen werden. Er nimmt sich die Sonne als Vorbild und stimmt ein:

Als Bild wählte ich die Sonne. Sie ist ohne Zweifel das lebendigste und schönste Sinnbild eines großen Fürsten. Sowohl deshalb, weil sie einzig in ihrer Art ist, als auch durch den Glanz, der sie umgibt. Durch das Licht, das sie den anderen Gestirnen spendet, die gleichsam ihren Hofstaat bilden
Durch die gerechte Verteilung des Lichts über die verschiedenen Himmelsgegenden der Welt, durch die Wohltaten, die sie überall spendet, durch das Leben, die Freude und die Tätigkeit, die sie überall weckt, durch ihre unaufhörliche Bewegung, bei der sie trotzdem stets in Ruhe zu schweben scheint, durch ihren ständigen und unveränderlichen Lauf, von dem sie niemals abweicht.

Friedrich Leopold Graph zu Stollberg beginnt seinen Sonnengesang mit Jauchzen und loben aus Sicht des Lebens und der Erde. Dann nimmt dieser Gesang eine interessante Wendung. Er lässt, wie in der Schöpfungsgeschichte Gott dem Menschen seine Aufgaben zu wieß, Gott zur Sonne sprechen. Sie soll Leben spenden und muss menschengleich mit dem jüngsten Gerichte rechnen, mit allen Konsequenzen, die das haben könnte. Die Sonne könnte mit anderen Sternen bei Nichtgefallen mückengleich in einen Teich stürzen. Sie wird hier im Grunde vermenschlicht…

Bei Emanuel Kant ist die Sonne ein glühendes Inferno. Ja, solche Sonnengesänge gibt es auch.

Sonnengesänge in der europäischen Klassik

Der englische Komponist Gustav Holst schuf in den Jahren 1914 – 1916 sein Opus 32 “Die Planeten” suite für Orchester. Hier werden in mehreren Sätzen nahezu alle Körper des Sonnensystems auskomponiert und gehuldigt.
Etwas vergleichbares ist mir von anderen Komponisten so nicht bekannt. Weder Haydns Merkur, noch Mozarts Jupiter hatten etwas vergleichbares versucht.

Unerwähnt darf ich an dieser Stelle unbedingt den gewaltigen C-Dur-Akkord aus Haydns Oratorium Die Schöpfung lassen. Nachdem Gott in der Genesis “Es werde Licht” sprach, heißt es weiter “und es ward Licht”. Bei diesem Wort “Licht” bricht dieser Akkord mit einer Gewalt und Klarheit hervor, dass es mir jetzt, wo ich das niederschreibe kalt den Rücken herunter läuft.

Nicht zuletzt dürften einige von uns noch einige Morgenlieder aus der Schule oder dem Kirchengesangbuch kennen, in welchem die Sonne oft gehuldigt wird.

Für all das gibt es Klangbeispiele auf Youtube. Da ich aber nicht beurteilen kann, welche am besten gespielt sind, lasse ich euch an dieser Stelle selbst forschen.

Die Sonne in moderner Musik

Die Gruppe Schiller brachte vor einigen Jahren ein Album Namens Sonne heraus. Somit wird ihrer sogar in heutiger sehr moderner Musik, in Rock, Pop, Tecno etc. gedacht. Ach ja, den Ohrwurm der Beatles “Here comes the Sun” und das Lied aus dem Film “Hair” “Let the Sunshine in” fallen mir da auch noch spontan ein.

Es gibt noch unzählige Sonnengesänge, Gebete an die Sonne und Gedichte über sie. Damit könnte man Bücher füllen.
Ein Buch, was mich zu diesem Artikel inspirierte, war das Buch “Die Sonne” von Dieter Hildebrandt.
Deshalb schließe ich nun mit einem ganz wunderbaren Sonnengesang von Andreas Gryphius:
Bis zum nächsten Mal grüßt euch
Euer Blindnerd.
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Andreas Gryphius – Morgensonett

Die ewighelle Schar will nun ihr Licht verschließen;
Diana steht erblaßt; die Morgenröte lacht
Den grauen Himmel an, der sanfte Wind erwacht
Und reizt das Federvolk, den neuen Tag zu grüßen.
Das Leben dieser Welt eilt schon die Welt zu küssen
Und steckt sein Haupt empor; man sieht der Strahlen Pracht
Nun blinkern auf der See. O dreimal höchste Macht!
Erleuchte den, der sich jetzt beugt vor deinen Füßen!
Vertreib die dicke Nacht, die meine Seel umgibt,
Die Schmerzensfinsternis, die Herz und Geist betrübt!
Erquicke mein Gemüt und stärke mein Vertrauen!
Gib, daß ich diesen Tag in deinem Dienst allein
Zubring! und wenn mein End und jener Tag bricht ein,
Daß ich dich, meine Sonn! mein Licht! mög ewig schauen!

hier ist noch eine Version in der Orthografie der Barockzeit:

DIe ewig helle schar wil nun jhr licht verschlissen /
Diane steht erblaßt; die Morgenrötte lacht
Den grawen Himmel an / der sanffte Wind erwacht /
Vnd reitzt das Federvolck / den newen Tag zu grüssen.
Das leben dieser welt / eilt schon die welt zu küssen /
Vnd steckt sein Haupt empor / man siht der Stral? pracht
Nun blinckern auf der See: O dreymal höchste Macht
Erleuchte den / der sich jtzt beugt vor deinen Füssen.
Vertreib die dicke Nacht / die meine Seel vmbgibt /
Die Schmertzen Finsternüß die Hertz vnd geist betrübt /
Erquicke mein gemüt / vnd stärcke mein vertrawen.
Gib / daß ich diesen Tag / in deinem dinst allein
Zubring; vnd wenn mein End’ vnd jener Tag bricht ein
Daß ich dich meine Sonn / mein Licht mög ewig schawen.

Die Strahlkraft der Sonne


Liebe Leserinnen und Leser,

Bis vor wenigen Jahrzehnten war nicht klar, wo die Sonne ihre Energie für so lange Zeit unerschöpflich her nimmt und uns damit wärmt und Leben spendet. In den nächsten Artikeln wird es genau um diese Geschichte gehen, wie man sich langsam der Wahrheit näherte.
Eigentlich dachte ich, ich könnte dieses Thema in einem Artikel abfrühstücken. Das erwies sich aber schon bei der Stoffsammlung als Ding der Unmöglichkeit.
Deshalb geht es heute erst mal um grundsätzliche Fragen, z. B. wieviel Strahlung und Energie wir überhaupt von unserem Heimatstern erhalten. In weiteren Artikeln werden wir dann alle weiteren Aspekte des Kraftwerks Sonne untersuchen.

Die Strahlkraft der Sonne

Auf jeden Quadratmeter einer im Erdabstand von der Sonne außerhalb der Erdatmosphäre aufgestellten und auf sie ausgerichteten Fläche fällt in jeder Sekunde die Energie von 1360 Joule pro Quadratmeter.
Unser Quadratmeter empfängt somit eine Strahlungsleistung von 1,4 Kilowatt. Auf einen Quadratmeter der Erdoberfläche trifft aber wesentlich weniger. Zum einen bleibt ein Teil der Energie in der Erdatmosphäre stecken, zum anderen kommen die Strahlen nicht immer und überall senkrecht von oben. Die Hälfte der Zeit liegt unser Quadratmeter im Dunkel der Nacht, und bei schlechtem Wetter erreichen ihn die Sonnenstrahlen nur stark geschwächt. Die Wolken reflektieren dann die Sonnenenergie wieder in den Raum zurück. So erhält in Mitteleuropa der Quadratmeter durchschnittlich nur etwa 100 Watt. Immerhin, wollte man die Sonnenenergie, die dieser Quadratmeter im Jahr erhält, mit Heizöl decken, müsste man etwa 100 Liter verbrennen.
Das alles weiß man aber erst, seit bekannt ist, wie weit die Erde von der Sonne entfernt ist, und wie die Größenverhältnisse dieser Körper ist.

Die Vermessung des Sonnensystems

Wir wissen, wieviel die Strahlung der Sonne für uns Menschen bedeutet, was bedeutet sie für die Sonne?
Dazu müssen wir zuerst wissen, wie weit wir von ihr entfernt stehen.
Eine nahe Sonne könnte die Energie von 100 Litern Heizöl pro Jahr und Quadratmeter leichter liefern als eine entferntere. Denn von der nach allen Richtungen gleichmäßig in den Raum gehenden Energie, fängt eine Fläche mehr auf, wenn sie nahe bei der Sonne steht, als wenn sie in großem Abstand von ihr beleuchtet wird. Nahe am Feuer ist es immer wärmer, als davon entfernt zu stehen.
Es gilt das einfache Abstands-Quadrat-Gesetz:
Verdoppelt man den Abstand zwischen strahlendem Körper und empfangender Fläche, dann fängt sie nur ein Viertel auf, bei dreifachem Abstand nur ein Neuntel.

Zu diesem Gesetz muss ich euch unbedingt eine kleine Geschichte erzählen, wie unser Mathematiklehrer uns blinden Schüler*innen die Wirkung beschrieb:

Wie uns Blinden das Abstands-Quadrat-Gesetz und die Strahlensätze veranschaulicht wurden

Unser Mathematiklehrer brachte mal einen Dia-Projektor in den Unterricht mit. Er hatte ein Dia mit einem aufgeklebten Dreieck, kleiner als ein Fingernagel in den Projektor gesteckt. Das Bild ließ er nun auf eine weiße Fläche projizieren. Diese weiße Holzwand war mit kleinen Löchern bedeckt. Mit drei Stiften durfte jetzt jemand, aus der Klasse, der noch einen kleinen Sehrest hatte, die Ecken des dargestellten Dreiecks fixieren. Diese Eckpunkte wurden dann mit einem Hosengummi verbunden. Ich war verblüfft, wie riesig das projizierte Dreieck im Gegensatz zum winzigen Original war.
Das Original hatte, wie gesagt, eine Kantenlänge von wenigen Millimetern. Die Projektion war mindestens 30 cm lang.
Nun aber zurück zu unserem Thema.

Bestimmung der Entfernung Erde-Sonne

Wie weit entfernt zieht nun die Erde ihre Bahn um die Sonne? Wir
haben es erst verhältnismäßig spät erfahren. Obwohl die Griechen die Entfernung des Mondes recht gut kannten, lagen ihre mit raffinierten und im Prinzip korrekten Methoden gewonnenen Sonnenentfernungen nur etwa bei einem Zehntel des richtigen Wertes. Die Wahrheit erfuhren die Menschen erst im Jahre 1672.

Damals kam der Planet Mars der Erde besonders nahe. Diese Gelegenheit wurde in Paris und bei einer Expedition nach Cayenne benutzt, die unter der Leitung des französischen Astronomen jean Richer (1630-1696) stand. Beobachtet man den Mars von zwei Orten auf der Erde gleichzeitig, so steht er für jeden Beobachter vor etwas verschiedenen Stellen des Fixstern-Himmel-Hintergrundes. je kleiner der Abstand Erde-Mars, desto größer der Unterschied.
Allerdings muss man zur Bestimmung des Marsabstandes genau wissen, welche Entfernung zwischen den beiden Mess-Orten liegt.
Kurz zuvor hatte der französische Astronom jean Picard (1620-1682) den Radius der Erdkugel
gemessen. Mit der Größe der Erde war nun auch der Abstand Paris-
Cayenne recht genau bekannt. So konnte man den Abstand Erde-Mars
ermitteln. Das war der Anfang der Vermessung des Planetensystems.
Kennt man den Abstand zweier Planetenbahnen und die Zeiten, in
denen sie von ihren Planeten einmal durchlaufen werden, so kann man die Abstände der Bahnen zur Sonne errechnen. Man benötigt dazu das Dritte Keplersche Gesetz, das aus den beobachtbaren Umlaufzeiten zweier Planeten das Verhältnis ihrer Bahndurchmesser liefert. Da die Umlaufzeiten der Planeten leicht zu bestimmen sind, erfuhr man 1672, dass die Sonne etwa 150 Millionen Kilometer von der Erde entfernt ist.
“Etwa” deshalb, weil die Erde eine elliptische Bahn um die Sonne beschreibt.
Inzwischen gibt es bessere Methoden, das System von Sonne und
Planeten auszulosen, und wissen es genau: Im Mittel sind Sonne und Erde 149598000 Kilometer voneinander entfernt. Das Sonnenlicht benötigt etwa acht Minuten, um diese Strecke zurückzulegen. Würde an einem Tag mittags um 12.00 Uhr die Sonne schlagartig verlöschen, wir würden es erst um 12.08 Uhr gewahr.

Nachdem man die Entfernung der Sonne ermittelt hatte, wusste man auch, wie groß sie ist. Am Himmel erscheint sie als eine Scheibe, deren Durchmesser einem Winkel von einem halben Grad entspricht. Mit einer einfachen Dreiecksberechnung erhielt man dann einen Sonnendurchmesser von 1,4 Millionen Kilometern. Das ist etwa das 110fache des Durchmessers der Erde. Setzten wir unseren Planeten in die Mitte der Sonne, so würde der Mond immer noch im Sonneninneren um uns kreisen. Man könnte die Sonnenkugel mit mehr als einer Million Erdkugeln auffüllen.

Aus der hier bei uns auf den Quadratmeter treffenden Strahlungsleistung der Sonne und aus der nunmehr bekannten Entfernung kann man die Strahlkraft der gesamten Sonne bestimmen. In Millionen Watt (Megawatt) ausgedrückt ist es eine 21stellige Zahl!

Was die Sonne in jeder Sekunde an Strahlung in den leeren Raum hinaus verschwendet, könnte eine Million Jahre lang den gesamten Energiebedarf der Menschheit decken.

So, meine lieben, das waren jetzt mal einige Grundlagen zur Strahlkraft der Sonne. Im nächsten Schritt können wir uns dann langsam an das Kraftwerk der Sonne und der Diskussion darüber nähern, wie es funktioniert.
Bis da hin grüßt euch herzlich
Euer Blindnerd.