Grundbegriffe der Astronomie
- eine Folge kleiner (P)Artikel
4. Guter Mond, du gehst so stille
Was fällt heid und hex beim
Betrachten des Himmels nach der Sonne als nächster heller Schein
auf? (Von den Lichtdomen der Städte und den Laserblitzen der
Discos mal abgesehen?) Naja, der Mond, von vielen auch Die Mondin
genannt. Schnell am Himmel wandernd, stets seine Gestalt ändernd,
ist er eines der auffälligsten - und schönsten - Objekte am
Himmel. Und wer einmal mit einem Feldstecher oder einem kleinen
Fernrohr die vielen Krater und Maria genauer betrachtet hat, kommt so
schnell nicht von ihm los. Hier also ein astronomischer Blick auf den
Trabanten.
4.1 Nichts Besonderes
Lange haben Menschen darüber
gerätselt, was der Mond sei- eine Scheibe, ein Klumpen Silber,
vielleicht aus grünem Käse?? Dabei ist er nicht wesentlich
anders als die gute, alte Erde - ein annähernd kugelförmiger
Haufen Materie, mit 3476 km Durchmesser ein Viertel so dick wie die
Erde, die er im Abstand von etwa 384.000 km umrundet, innen
vermutlich glutflüssig, außen reichlich staubig. Und - er
ist für uns absolut lebensfeindlich. Zu klein, um eine
Atmosphäre halten zu können, ohne freies Wasser, mit
extremen Temperaturunterschieden; dazu durch die fehlende Luft dem
ständigen Bombardement von Meteoriten und Sonnenstrahlung
ausgesetzt. Aber das ist im Sonnensystem total normal. Einzig die
relative Größe zum Planeten ist bemerkenswert - man
könnte
fast von einem Doppelplaneten sprechen.
4.2 Ein Trabant - der Erde
Wie im ersten Teil dieser Reihe dargestellt, glaubten die Astronomen lange Zeit, alle
Himmelskörper drehten sich um die Erde. Nach der
kopernikanischen Revolution ( die eigentlich eine keplersche war,
denn Herr Kopernikus war sehr vorsichtig mit seinen Darlegungen )
blieb als die Erde "umkreisender" Himmelskörper nur
noch der Mond übrig. Daß inzwischen hunderte von
Satelliten, Wrackteilen, Urnen Verstorbener, Raumstationen und
Shuttles es ihm nachmachen, nimmt ihm nichts von seiner
Sonderstellung. So kreist er unbeirrt um spärliche Besuche um
die Erde, bringt Leute um den Schlaf, sorgt für Ebbe und Flut
und bringt ab und zu durch eine Finsternis Menschen in Verzückung.
Aber - wieso kreist er eigentlich?
4.3 Von einem, der wegwill, aber nicht kann
Jedem Menschen ist die allgegenwärtige Anziehungskraft der Erde geläufig. (Die
rein physische ist hier gemeint ...) Kaum läßt man ein
Ding aus der Hand, schon fällt´s nach unten. Wieso
fällt der Mond nicht auch?
Die Frage ist zwar berechtigt, aber
in der Form falsch. Der Mond fällt tatsächlich immer
auf die Erde zu, denn er wird stets von ihr angezogen. Die Frage
sollte also lauten: wieso erreicht er sie nicht?
Dazu zwei Experimente: stellt euch
eine glatte Eisfläche vor, auf der ein Haufen Leute dabei ist,
Eisstockschiessen zu spielen. So ein Eisstock, einmal ins Gleiten
gebracht, saust schnurgerade dahin - Kurven macht er nicht,
allenfalls durch einen Huckel im Eis oder nach erfolgreichem Abschuß
eines anderen Eisstockes. Fazit: ohne von außen wirkende Kraft
wird ein einmal in Bewegung befindlicher Körper geradlinig
weiterfliegen - ein Satz, der verständlich klingt, aber den
Wissenschaftlern des 17. Jahrhunderts viel Kopfzerbrechen bereitete.
Da der Mond sich offensichtlich gegenüber der Erde bewegt,
sollte er nach obigem Satz an ihr vorbeidüsen und entschwinden.
Zweites Experiment: Stellt euch einen hohen Turm vor, ungefähr 300 km hoch, und einen Ball. Den
laßt ihr von ganz oben herunterfallen, indem ihr die Hand einfach
aufmacht. Was passiert? Er fällt schnell und schneller und kommt
direkt am Fuße des Turmes auf. Batsch! Nun stellt euch vor, ihr
laßt den Ball nicht einfach fallen, sondern schmeißt ihn
waagrecht von euch weg. Nach der ersten Überlegung wird er
waagrecht weiterfliegen, gleichzeitig aber nach unten zu fallen
beginnen. Nach exakt der gleichen Fallzeit wie beim ersten Mal landet
er auf dem Boden, aber diesmal etwas vom Turm entfernt. Nun
schleudert ihr den Ball mit immer größerer Geschwindigkeit
von euch weg - er wird immer weiter vom Turm entfernt aufkommen. So
weit, so gut.
Nun ist die Erde ja bekanntlich - im
Gegensatz zur Scheibenwelt - nicht flach, sondern ( fast ) eine
Kugel. Mit zunehmender Entfernung vom Turm wird diese Erdkrümmung
immer deutlicher, der Boden sinkt sozusagen weiter nach unten - und
der Ball muß immer weiter nach unten fallen, um ihn zu
erreichen. Treiben wir das Gedankenexperiment auf die Spitze: wir
geben dem Ball einen solchen Riesenschubs ( um die 30.000 km/h ),
daß die Fallstrecke, die er pro Zeit zurücklegt, durch die
Erdkrümmung "aufgefressen" wird (Fig. 6). Das Ergebnis
ist, daß er in unserer Turm-Höhe von 300 km die Erde
"umfällt" und nach einer Umkreisung genau mit der
Anfangsgeschwindigkeit wieder am Turm eintrifft ( ihr solltet euch
also rechtzeitig ducken).
Damit haben wir die Erklärung nicht nur für die "Kreisbahn" des Mondes, sondern auch
für die Bahnen der Planeten einschließlich der Erde. Die
zwei Kräfte, die Anziehungskraft zwischen zwei Körpern und
die Trägheit (das Geradeaus-Fliegen-Wollen) ergeben im dynamischen Zusammenspiel diese Bahn.
4.4 Die wechselnde Gestalt
Der Mond selber leuchtet nicht - er reflektiert lediglich das Licht der Sonne. Nehmen wir nun die
Kreisbahn des Mondes um die Erde und den Erdumlauf um die Sonne
zusammen, erklärt sich die wechselnde Gestalt des Mondes recht
schnell: (Fig. 7) steht der Mond zwischen Sonne und Erde, sehen wir
ihn nicht, auf der Gegenseite ist Vollmond, auf der Hälfte
Halbmond u.s.w. Da der Mond die Erde von Westen nach Osten umläuft
- also am Himmel die selbe Richtung wie die Sonne hat - ergibt sich
folgendes:
Den zunehmenden Mond sieht man
kurz nach Sonnenuntergang im Westen. Der zunehmende Halbmond steht
beim Sonnenuntergang etwa im Süden und geht sechs Stunden
später
unter.
Den Vollmond sehen wir die
ganze Nacht - er geht bei Sonnenuntergang im Osten auf, steht um
Mitternacht im Süden und geht gegen Morgen im Westen unter.
Der abnehmende Halbmond geht
etwa sechs Stunden vor der Sonne im Osten auf; wenn das Tagesgestirn
dann erscheint, steht er im Süden und verblaßt in der
Tageshelle.
Den Neumond - den sehen wir
gar nicht - es sei denn, es gibt gerade eine Sonnenfinsternis. Aber
davon in der nächsten Folge mit dem Titel Von Knoten, Finsternissen und Tiden.
Literatur:
- Patrick Moore: Der Mond, Verlag Herder ISBN 3-451-19459-7
- DTV-Atlas zur Astronomie, Ausgabe 1973, ISBN 3-423-03006-2
Zur nächsten Folge: Von Knoten, Finsternissen und Tiden.
Zurück zur Folge 3 - Wo laufen sie denn?