Wie oft dreht sich die Erde um die Sonne?

Die scheinbaren Bewegungen der Sonne und der Sterne entstehen durch die Bewegung der Erde selbst. In rund 24 Stunden dreht sich die Erde einmal um ihre eigene Achse. Ein fester Beobachtungspunkt, etwa vor Ihrem Haus, beschreibt in dieser Zeit eine volle Kreisbewegung von 360 Grad ostwärts. Auch Ihre Blickrichtung ins Weltall wandert immer weiter nach Osten. Dadurch scheint sich der Himmel über Ihnen kontinuierlich westwärts zu bewegen - und mit ihm all seine Objekte: So, wie die Sonne durch die Erddrehung morgens im Osten auf- und abends im Westen untergeht, gehen auch Sterne im Osten auf und im Westen unter.

Zugleich bewegt sich die Erde pro Jahr einmal um die Sonne - und zwar ziemlich schnell: Etwa 30 Kilometer pro Sekunde legt sie auf dem weiten Weg um die Sonne zurück - 940 Millionen Kilometer pro Jahr. Die Wanderung um die Sonne schafft nicht nur die Jahreszeiten, sondern verändert auch unseren Blick ins All: Was wir im Sommer als Nachthimmel sehen, ist im Winter unser Taghimmel - und umgekehrt. Der Ausschnitt des Firmaments, den wir nach Einbruch der Dunkelheit sehen können, rückt Nacht für Nacht nach Westen, weil die Erde um die Sonne wandert. Nach rund 365,25 Tagen hat die Erde wieder die gleiche Position erreicht - die Sterne stehen wieder wie ein Jahr zuvor (abgesehen von der Eigenbewegung der Sterne, die für uns Sterngucker allerdings keine Rolle spielt). Diese ",25" sind übrigens der Grund dafür, dass wir alle vier Jahre ein Schaltjahr mit einem zusätzlichen Tag haben. Weil es aber genau genommen nicht ein Vierteltag (sechs Stunden) ist, den die Erde länger um die Sonne braucht, sondern nur fünf Stunden, 48 Minuten und 46 Sekunden sind, muss der Schalttag hin und wieder ausgelassen werden.

Es gibt noch eine weitere Bewegung der Erde: Zusammen mit allen anderen Objekten unseres Sonnensystems begleiten wir die Sonne auf deren Weg durchs All: Die Sonne umrundet das Zentrum der Milchstraße, unserer Galaxie, - und die wiederum bewegt sich im Universum. Doch für die Beobachtung des Sternenhimmels fallen diese Bewegungen nicht ins Gewicht, da sich die Positionen so langsam verändern, dass sie für den Beobachter erst im Verlauf von Jahrtausenden bemerkbar werden.

Es ist unsere eigene Bewegung als Beobachter auf der "rasenden" Erde, die das Firmament über unseren Köpfen in Bewegung bringt. Bei der Sternbeobachtung beschreibt man dennoch oft die scheinbare Bewegung der Objekte am Himmel - etwa den "Lauf der Sonne". Um eine solche Bewegung überhaupt beschreiben zu können, brauchen wir eine Orientierungshilfe - die Himmelskoordinaten.

Frage:

Warum dreht sich die Erde?

Antwort:

Die Drehung der Erde um ihre Achse innerhalb von 24 Stunden gleicht einem präzisen Uhrwerk. Der Rhythmus dieses Uhrwerks bestimmt den immerwährenden Wechsel von Tag und Nacht und führt so auf weiten Teilen der Erde zu jenem milden Klima, das das Enstehen von Leben erst ermöglichte. Um zu verstehen, warum sich die Erde dreht, ist es notwendig, sich die Geburt unseres Sonnensystems zu veranschaulichen.

Vor fast 5 Milliarden Jahren war unser Sonnensystem nicht mehr als eine gigantische Wolke aus Staub und Gas. Deren Bestandteile zogen sich durch die Schwerkraft an, so dass sich die Wolke verdichtete und schließlich eine riesige flache Scheibe formte, die immer schneller zu rotieren begann, je kleiner sie durch die Schwerkraft wurde. Die Geschwindkeit der Rotation erhöhte sich dabei nach dem gleichen Prinzip, das die Beschleunigung der Drehung eines Eiskunstläufers bewirkt, der seine Arme während einer Pirouette anlegt. Die Sonne entstand schließlich im Zentrum der Scheibe. Der umherschwirrende Rest aus Gas und Staub klumpte zusammen und formierte sich zu Planeten wie der Erde, zu Monden, Asteroiden und Kometen. Die Geburt des Sonnensystems aus einer rotierenden Staubscheibe erklärt die Drehung aller Planeten um die Sonne.

Die Drehung der Erde um ihre eigene Achse hat jedoch eine andere Ursache. Während die Planeten entstanden, kollidierten sie sehr häufig mit anderen großen und kleinen Himmelskörpern. Durch diese Kollisionen veränderte sich die Rotationsgeschwindigkeit der Planeten. Wissenschaftler glauben heute, dass ein sehr großes Objekt, etwa von der Größe des Mars, die noch junge Erde getroffen hat und große Brocken aus ihr löste, die sich zusammenfanden und unseren Mond bildeten. Diese Kollision ließ unsere Erde so schnell um die eigene Achse rotieren, dass ein Tag damals nur etwa sechs Stunden dauerte! Der Mond war zu diesem Zeitpunkt der Erde viel näher als heute und füllte fast den gesamten Himmel aus.

Warum aber ist ein heutiger Tag 24 Stunden lang? Während sich die Erde dreht, lässt die Schwerkraft des Mondes das Wasser der Ozeane ständig ansteigen und abfallen. So enstehen Ebbe und Flut. Die Bewegung des Wassers verursacht Reibung, durch die sich die Rotation der Erde mit jeder Umdrehung um einen winzigen Bruchteil verlangsamt. Der Mond entfernt sich dabei jedes Mal ein kleines Stück von der Erde. Über Milliarden von Jahren machen sich diese kleinen Änderungen allerdings bemerkbar. Sie haben die Länge eines Tages auf 24 Stunden anwachsen lassen und die Entfernung zwischen Mond und Erde vervielfacht.

Wie jedes Uhrwerk, verstellt sich also auch der kosmische Zeitmesser der Erddrehung und geht immer weiter nach. Das ist jedoch kein Grund zur Beunruhigung. In hundert Jahren wird ein Tag nur etwa zwei Tausendstelsekunden länger sein als jetzt. Nun entsteht jedoch ein Konflikt zwischen der Zeitmessung der astronomischen Zeit (UT1), die auf der Erdrotation basiert, und der physikalischen Atomzeit, die durch Cäsium-Atomuhren auf der Erde bestimmt wird.

Daher wird die Erdrotation heute über ein weltumspannendes Netz von Radioteleskopen bis auf 3 Millimeter genau vermessen. Anschließend werden alle Daten am Max-Planck-Institut für Radioastronomie ausgewertet und zur Weltstandardzeit (UTC) kombiniert. So endet der Zeitunterschied nicht im Zeitchaos.

Wie oft dreht sich die Erde pro Tag?

Wie oft dreht sich die Erde in 24 Stunden um ihre eigene Achse?

Wie oft umkreist die Erde um die Sonne?

Wie oft dreht sich die Sonne am Tag?