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.
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