Physik Distanzen op der Äerd – an doriwwer eraus

D'Äerd ass eng Scheif vun där een eroffällt, wann en ze no un de Rand kënnt – souwäit d'Virstellung am Mëttelalter. Dobäi gouf den Ëmfang vun der Äerd schonn am 3. Jorhonnert eng éischte Kéier bestëmmt.

Äerd, Planéiten
Eng Method fir d'Distanz Äerd-Sonn ze berechnen, berout um sougenanntene Parallaxen-Effekt


Mat engem gewëssen Zoufall huet alles ugefaang: de Griich Eratosthène huet an der Stad Syene (haut Assuan), déi am Süde vun Alexandria läit. Um längsten Dag vum Joer ass him opgefall, datt en Holzstaf kee Schied gehait. Dat heescht d'Sonn stoung direkt uewendriwwer, ma zu Alexandria war awer e Schied do. De Wénkel, an deem d'Sonn par rapport zum Holzstaf stoung, konnt den Eratosthène dunn ausrechnen, et ware 7,2°, also e Fofzegstel vun engem ganze Krees. Dofir – sou seng Iwwerleeung – huet d'Distanz tëscht Syene an Alexandria och missen e Fofzegstel vum Äerdëmfang sinn.

Wéi genau d'Resultat war, dat op dësem Wee fonnt ginn ass, ass net ganz kloer. D'Detailer sinn nëmmen indirekt iwwerliwwert, an d'Moosseenheeten déi benotzt goufe sinn net ganz sécher bekannt. D'Method u sech awer ass absolut korrekt, an ergëtt a modernen Unitéiten e Wärt vun engen 42'000 km. Am Verglach: haut gëtt e Wärt vun ongeféier 40'000 km ugeholl. A wann ee bedenkt, dass den Eratosthène dervun ausgaang ass, dass d'Äerd eng perfekt Kugel ass, an net, wéi mer haut wëssen, um Nord- a Südpol ofgeflaacht, dann ass dat eng ganz respektabel Approximatioun vun der Gréiss vun eisem Planéit.

Den Hipparchos bestëmmt d'Distanz vun der Äerd zum Mound

Eng honnert Joer méi spéit konnt och d'Distanz vun der Äerd zum Mond bestëmmt ginn, an zwar och déi Kéier duerch e Griich, nämlech den Astronom Hipparchos: och hei sinn d'Detailer net iwwerliwwert, an et gëtt just Erklärungen aus zweeter Hand beim Ptolemäus oder Pappus, all Kéiers puer honnert Joer no der Entdeckung selwer. Et schéngt awer wahrscheinlech, dass den Hipparchos deemools op e Wärt komm vun ongeféier 61 mol dem Äerdradius. Dat wären deemno eng 388.000 km, an dat géif da just mol grad 1% iwwert dem Wärt leien, deen haut am Gebrauch ass!

Bis awer de nächste Schrëtt konnt gemaach ginn, an d'Distanz vun eis bis bei eis Sonn erausfonnt gouf, sollt et dunn eng 2000 Joer daueren. Zwar haten d'Griichen och schonns di néideg geometresch Prinzipie verstan, ma d'grondleeënd Miessungen, fir e wierklech realistesche Wärt fir des Distanz ze kréien, waren deemools net méiglech.

Eng Berechnung mam Parallaxen-Effekt

Eng Method déi bei dëse Berechnung ëmmer rëm zum Asaz koum, berout um sougenanntene Parallaxen-Effekt: an dëst geet am beschte fir Objeten déi relativ nobäi sinn. Wann een den Aarm ausstreckt an dann noeneen dat eent oder dat anert Aen zoupëtzt, da gesäit et aus wéi wann den Äerm virum Hannergrond hin an hier spréngt. Vun engem Aen op dat anert a mat der Hand zesummen ergëtt sech en Dräieck deen een da mat Hëllef vun der Trigonométrie ënnersiche kann, a wann een e Wénkel a beispillsweis d'Distanz tëscht den zwee Ae kennt, da kann een di aner Längten erausfannen.

Dësen Effekt mierkt ee ganz gutt beim Aarm, et geet och nach ongeféier bei eppes dat méi wäit wech ass, beispillsweis der Fënsterrumm – och déi spréngt virum Hannergrond hin an hier wann een d'Aan ofwiesselnd zoupëtzt. Beim Bam op der anerer Stroossesäit ass awer näischt méi ze bemierken. Wat den Objet méi wäit ass, wat dësen Effekt also méi schwaach gëtt.

Fir dësen Effekt deemno bei groussen Distanzen, ebe wéi am Sonnesystem, benotzen ze kënnen, da gëtt et méi schwiereg, well et brauch een ebe méi eng grouss Distanz tëscht den Aen, respektiv tëscht den Observatiounspunkten. Dofir kann een dann awer d'Bewegung vun der Äerd iwwer d'Joer benotzen: Wann een nämlech e bestëmmte Stär elo an da 6 Méint méi spéit nach eng Kéier observéiert, dass ass d'Äerd op hirer Bunn ëm d'Sonn op der genau anerer Säit ukomm. Des Distanz ass da grouss genuch, fir dass och dem Stär seng Positioun miessbar geännert hutt, an op dësem Wee kann een dann en Zesummenhang tëscht der Distanz zum Stär an dem Duerchmiesser vun der Äerdbunn ëm d'Sonn fannen.

D'Keppler-Gesetz

Den zweete wichtegen Zesummenhang, deen d'Distanzmiessung sollt erméiglechen, koum am Ufank vum 17. Jorhonnert. Do hutt nämlech de Johannes Keppler erausfonnt, dass et en Zesummenhang gëtt tëscht der Zäit déi e Planéit brauch fir een Tour ëm d'Sonn ze maachen, a senger Distanz vun der Sonn.

D'Emlafzäit ze bestëmme war relativ einfach, an duerch dëst Keppler-Gesetz konnten d'Astronomen dunn d'Distanzen am Sonnesystem am Verglach zur Äerd-Sonn-Distanz ausdrécken. Sou huet sech erausgestallt, dass de Jupiter beispillsweis 9 an eng hallef mol souwäit vun der Sonn ewech ass wéi d'Äerd. An de Mars ass annerhallef mol sou wäit ewech vun der Sonn wéi eise Planéit.

Zesumme mam Fransous Jean Richter war et dunn den Italiener Giovanni Cassini, deen 1672 als éischten e Wärt fir d'Distanz zur Sonn bestëmme konnt. Och heifir hutt hien de Parallax Effekt genotzt, allerdings goung dat net ouni gréisseren Effort. Si hu gläichzäiteg de Planéit Mars vu Paräis a aus Franséisch-Guyana aus observéiert. D'Distanz tëscht dësen zwou Plazen, duerch d'Äerd derduerch gemooss, zesumme mam Wénkel, deen se zum Mars erausfonnt hunn, goungen dunn duer fir d'Distanz zum Mars bestëmmen.

D'Resultat, dat se fonnt hunn, huet et hinnen erlaabt e Wärt vun engen 150 Millioune km fir d'Distanz tëscht der Äerd an der Sonn erauszefannen. A vu dass di relativ Distanze vun anere Planéiten am Verglach zum Radius vun der Äerdbunn duerch d'Keppler-Gesetz bekannt waren, konnt d'Bild vun eisem Sonnesystem ee fir allemol kompletéiert ginn.

Mee, wat d'Distanz méi grouss gëtt, waat de Gebrauch vun der Parallaxmethod ebe méi schwiereg gëtt. Dofir sollt et dann nom Cassini nach eng Kéier iwwer 150 Joer dauere bis den Däitsche Bessel d'Distanz zu engem anere Stär bestëmme konnt.

Eng Method déi sech bewährt huet

D'Parallaxe konnt zwar virun enge 25 Joer souguer benotzt ginn, fir eng relativ präzis Miessung vun der Distanz zur nächster Galaxie baussent eiser Mëllechstrooss ze kréien, ma aner Methoden haten do schonns éischter (a besser) Resultater geliwwert. D'Parallaxen-Approche schéngt haut ee fir allemol un hier Grenze gestouss ze sinn, a fir den nächste Schrëtt no vir an de kosmeschen Distanze gouf eng aner Approche gebraucht.

Tatsächlech ass et souguer eng ganz Rëtsch vu Methoden déi haut agesat ginn, a jee no der Distanz déi gemooss soll ginn, benotzen d'Astronomen och bestëmmte Methoden.

D'Detailer vun dësen neie Methoden ass eleng eng Emissioun wärt a virun allem sinn do zum Deel och nach Onsécherheete wat d'Zouverlässegkeet ugeet. Dofir hale mer eis vläicht am Beschten un d'Beschreiwung vun der Gréisst vum Weltraum déi den Douglas Adams a sengem Hitchhiker's Guide to the Galaxy gëtt, hei an der däitscher Iwwersetzung: „Größer als das Allergrößte und dann noch ein bisschen mehr. Also, noch viel größer als das; wirklich wahnsinnig kolossal, eine absolut phantastisch lange, »echt, Mann, das ist riesig«-Zeit. Unendlich ist einfach so groß, daß im Vergleich dazu das Großsein selber richtig mickerig aussieht. Gigantisch multipliziert mit kolossal multipliziert mit überwältigend riesig, das ist ungefähr die Vorstellung, die wir hier begreiflich zu machen versuchen.“ Deem kann een eigentlech näischt méi derbäisetzen!

 

 

Net verpassen

Dossieren

  • Klimakonferenz zu Glasgow

    Déi gréissten Weltklimakonferenz zanter Paräis fënnt tëscht dem 31. Oktober an 12. November zu Glasgow statt. Fir eis op der Plaz ass eise Korrespondent Philip Crowther.

  • Verfassungsreform

    D'Verfassung vun 1868 soll duerch eng nei Verfassung ersat ginn. 2009 gouf dëse Reformprozess formell lancéiert an nach ass d'Aarbecht net ofgeschloss. Et ass nach e Referendum iwwer den neien Text geplangt.

Iwwert eis

De radio 100,7 ass deen eenzegen ëffentlech-rechtleche Radio zu Lëtzebuerg. E proposéiert Programmer op Lëtzebuergesch mat engem Fokus op Informatioun, Kultur, Divertissement a mat Akzent op d’klassesch Musek.

Weider liesen