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Astronomie

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Der Silberblick des Mondes und die Zentralperspektive

Panoramaaufnahme Mond – Sonne, bei der die Drehachse senkrecht auf der Ebene Mond-Sonne_Kamera stand (Foto: Udo Backhaus)

Backhaus, Udo; Schlichting, H. Joachim. In: MNU Journal 4 (2017) S. 221 – 226

Auch wenn aus optischen Gründen klar ist, dass die beleuchtete Mondseite direkt der Sonne zugewandt ist, gibt es Situationen, in denen es einem Beobachter so scheint, als „schiele“ der Mond an der Sonne vorbei.
Es werden die geometrischen und physikalischen Hintergründe dieses Phänomens beschrieben, das vor einiger Zeit wieder kontrovers diskutiert worden ist. Außerdem werden die Bedingungen genannt, unter denen es wahrzunehmen ist, und Verbindungen zu anderen optischen Phänomenen aus Lebenswelt und Astronomie aufgezeigt. Dabei ergeben sich Vorschläge für Beobachtungen und Foto- bzw. Filmaufnahmen.

Siehe auch: Schielt der Mond?

Äquinoktium: Tag- und Nachtgleiche

equinoctium_dsc04218-jpg_rvÄquinoktium

Allgewaltig aus Nordosten
Braust der Märzwind über Land,
Und es bebt in ihren Pfosten
Meines Hauses Giebelwand. Weiterlesen

Wo kein deutliches Bild ist, ist keine Vorstellung*

undeutlich_dsc00409_rvWas würde aus unserm Verstand werden,
wenn alle Gegenstände das würklich wären
wofür wir sie halten?

Georg Christoph Lichtenberg Weiterlesen

Die Ringe des Saturn im Kalksandstein

Saturnringe_rvDaß am Himmel ein Körper rotiert, der so grundverschieden von allen anderen ist, eine Gestalt, die größtmögliche Eigentümlichkeit durch größtmögliche Schlichtheit und Gleichmößigkeit und Harmonie erreicht, ist ein Umstand, der das Leben und Denken erfreut…
(und) es zu schön ist, um wahr zu sein, zu willkommen in meinem imaginären Universum, um zur realen Welt zu gehören. Aber vielleicht ist es gerade dieses Mißtrauen gegenüber unseren Sinnen, das uns hindert, uns im Universum wohlzufühlen. Vielleicht ist die erste Regel, die ich mir setzen muß, diese: Halte dich an das, was du siehst.
Italo Calvino (1923 – 1985): Herr Palomar

Dies ist kein Blick in den Ideenhimmel Platos und kein Blick durch ein Fernrohr. Aber wer die Ringe des Saturn kennt, wird durch diese Struktur in einer Kalksandsteinplatte möglicherweise wie ich an sie erinnert. Dank der Möglichkeiten, die uns die optische Linse bietet, holen wir uns heute bei unbekannten Mustern zuweilen die Assoziationen aus Bereichen, die uns natürlicherweise gar nicht zugänglich sind.

Übrigens wurde diese Aufnahme an einer mit natürlichen Kalksteinplatten ausgestatteten Fassade eines Gebäudes mitten in London gemacht. Doch wer sieht in der Hektik des Alltags schon derartige Preziosen.

Pop! Warum Popcorn knallt und 37 weitere überraschende physikalische Alltagsrätsel

Pop! - Spektrum der Wissenschaft Spezial Physik - Mathematik - Technik 3/2016Schlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft Spezial 3 (2016), 82 Seiten

Der Alltag wartet mit einigen Überraschungen auf, wenn man bereit ist, seine Selbstverständlichkeiten zu hinterfragen. Oft sind es gerade die unscheinbaren Dinge, an die wir uns gewöhnt haben, die unversehens zu einer neuen Wirklichkeit werden. Wie schafft es beispielsweise das Wasser bis in die Baumspitzen? Warum springt Popcorn wild in der Pfanne herum?

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Die Galvano-Magnetic-Clock in Greenwich

Galvano_Magnetic_Clock_GreenwichDiese Uhr findet man an einer Mauer des Greenwich-Observatory. Sie ist nicht nur schön anzusehen, sondern hat eine ruhmreiche Vergangenheit. Sie wurde von Charles Shepherd (1829 – 1905) gebaut und 1852 installiert. Es ist eine Uhr mit elektrischem Motor („electric-motor-clock“), was für die damalige Zeit eine Sensation war.
Die Idee zum Bau einer solchen Uhr kam vom königlichen Astronomen George Airy (1801 – 1892). Mit dem Aufkommen und der rapiden Ausbreitung der Eisenbahn sah er die Notwendigkeit, eine Standard Uhrzeit nicht nur für England, sondern letztlich für die ganze Welt festzulegen. Die Uhr ist in Greenwich am richtigen Platz, denn an diesem Ort wurde auch das Gradnetz der Erde „fixiert“. Der Nullte Längengrad läuft durch Greenwich. Es ist nicht übertrieben, wenn man sagt, dass dieser Chronometer das Konzept der koordinierten Weltzeit auf den Weg gebracht hat, das wir heute für selbstverständlich hinnehmen und ohne die das moderne Leben nicht möglich wäre.

Wintersonnenwende – es geht wieder aufwärts

Der-Wald-steht-still-und-scZum Schluss hat man kaum noch etwas davon gemerkt, dass die Tage kürzer und die Nächte länger wurden, weil man sich der flachen „Talsohle“ näherte. Heute ist sie erreicht. Die Sonne hat auf der Nordhalbkugel die kleinste Mittagshöhe und im Verlauf des Tages die kürzeste Anwesenheit über dem Horizont erreicht. Ab morgen steigt sie wieder von Tag zu Tag an, und die Tage werden wieder länger. Aber der Zuwachs ist zunächst ebenfalls sehr langsam. Obwohl heute der kürzeste Tag ist, hatten wir den frühesten Sonnenuntergang bereits vor einigen Tagen und der späteste Sonnenaufgang wird erst in einigen Tage erreicht sein. Weiterlesen

Im Jahr des Lichts (22) – Galaxia MS 33

Galaxie-MS-33Dieses Kunstwerk habe ich in einem kleinen Skulpturenpark auf der Insel La Palma oberhalb von Los Cancajos entdeckt. Es wurde dort im Rahmen des Internationalen Jahrs des Lichts installiert und stellt unter dem Namen Galaxia MS 33 eine Galaxie mit einem schwarzen Loch im Zentrum dar, das hier allerdings durch eine weiße Kugel repräsentiert wird. Die Künstlerin Marylyn Martín Pérez zufolge „spuckt“ die Galaxie „Material und Energie ins Universum“. Weiterlesen

Im Jahr des Lichts (11) – Sommersonnenwende

SommersolstizeEs ist schon frustrierend, wenn man an einem so wichtigen Tag wie dem gestrigen die Sonne kaum zu Gesicht bekommt, jedenfalls dort wo ich wohne. Schließlich trat sie dann doch noch für kurze Zeit in Erscheinung (Foto). Gestern hat nämlich astronomisch gesehen der Sommer begonnen, was wie diese Tage zeigen vom unmittelbaren Erlebnis her nicht viel zu besagen hat. Weiterlesen

Ein Blick auf die Sterne…

Ursa Minor rvMatthias Claudius (1740 – 1815) ist vor 200 Jahren gestorben. Er hat uns viele Verse hinterlassen, die eine Beziehung des Menschen zur Natur zum Gegenstand haben. Die durch das Schauen und Betrachten der Natur ausgelösten Gedanken und Gefühle stellen ein ergänzendes Moment zur rein naturwissenschaftlichen Beschreibung dar und machen das Naturerlebnis und die Naturerfahrung erst vollständig. Weiterlesen

Im Jahr des Lichts (4) – vernebelte Sonnenfinsternis

Sonnenfinsternis-1999rv

Alles schien perfekt zu laufen, die Sonne schien vor blauem Himmel und es schien ausgeschlossen, dass sich daran in den nächsten Stunden noch etwas ändern würde. „Schien“ heißt aber nicht „scheint“. Kurz nach 9:00 Uhr zog nämlich langsam Hochnebel auf. Die Sonne sah jetzt aus wie ein Mond aus, und zu Beginn der erwarteten Sonnenfinsternis war nichts mehr vom Hauptdarsteller zu sehen. Normalerweise geht es umgekehrt. Der Tag beginnt mit Hochnebel, der dann allmählich verschwindet. Die Enttäuschung war natürlich groß. Zum Trost habe ich mir die Fotos der Sonnenfinsternis vom 11.8.1999 angeschaut. Um die momentane Stimmung in etwa zu treffen, zeige ich wie es im Schatten unter dem Nussbaum aussah: Die üblicherweise kreisrunden Sonnentaler hatten die aktuelle Form der zum großen Teil vom Mond abgedeckten Sonne angenommen.

Welten im Spiegel – Spiegelwelten

HohlspiegelWer auf La Palma zum Roque de los Muchachos hochfährt/-wandert, kommt in dieser von aller Welt verlassenen und scheinbar der Natur überlassenen Gegend an einigen High-Tech-Anlagen vorbei, die zum Observatorio del Roque de los Muchachos des European Northern Observatory gehören. Hier gehen weitgehend unberührte Natur und modernste Technik eine eigentümliche Verbindung ein. Die relativ große Höhe meist über den Wolken und die reine Atmosphäre sorgen hier für besonders sternklare Nächte und bieten damit sehr günstige Voraussetzungen für die astronomische Forschung.
Rein äußerlich ist den Anlagen nicht viel davon anzumerken. Man erkennt aber an einigen Teleskopen, wie dem hier abgebildeten, dass es sich um Hohlspiegel handelt, die aus zahlreichen Spiegelelementen bestehen. Während er nachts Signale aus fernen Welten einfängt, zeigt er am Tage das, was vor seinen Füßen liegt und zwar auf dem Kopf stehend. Andernfalls würde er als Hohlspiegel kaum auffallen, denn ein perfekter Spiegel ist farblos und nimmt die Farben der Umgebung an. Erst dadurch, dass der Ausschnitt aus dem hellen Himmel unten und der aus der wesentlich dunkleren Erde oben erscheint, wird er als solcher erkennbar.

Einen ähnlichen Hohlspiegel, nur viel kleiner kennt man als Schminkspiegel aus dem Badezimmer. Warum der aber keine kopfstehenden Bilder liefert, kann man hier nachlesen.

Der Mond als Erde – die Erde als Mond

Galileis-MondSo wie in dem Foto sehen wir den Mond nur durch ein Fernrohr oder eine Kamera mit genügend großem Zoom. Als Galileo Galilei (1564 – 1642) zu Beginn des 17. Jahrhunderts durch sein Fernrohr den Mond mit dieser strukturierten Oberfläche erblickte, sah er mehr als den vertrauten Gefährten der Nacht, er sah gleichzeitig darin die Erde als Himmelskörper, eine für damalige Verhältnisse revolutionäre Ansicht. Denn der Mond in dieser Strukturierung erinnerte ihn an die Erdoberfläche, und – so sein Gedanke – wenn der Mond wie die Erde ist, dann ist die Erde wie der der Mond. Für ihn war das ein weiterer Beweis für das heliozentrische Weltbild. „Galilei ist ein Mann von einer vertrackt reflektierten Optik. Er richtet das Fernrohr auf den Mond, und was er sieht, ist die Erde als Stern im Weltall“ (Hans Blumenberg).

Mit dem „bewaffneten“ Blick Galileis etablierte sich nicht nur ein neues Weltbild, sondern eine Verbindung von Naturwissenschaft und Technik: „Mit dem Fernrohr erzwang die Technik von der Theorie einen Wandel ihrer Vergegenständlichung. In seinem Ertrag bestätigte das technische Gerät seine vorher gar nicht zu begründende Notwendigkeit und verstärkte zugleich damit den Verdacht, daß der Mensch immer weiterer Technisierung bedürftig sein könnte“.Damit war aber klar, dass nicht nur „die Einsicht in das Naturgesetz (die Technik) ermöglicht, sondern die Berufung auf das Naturgesetz (…) ihre Resultate“ legitimiert (Hans Blumenberg).

Äquinoktium: Heute sind Tag und Nacht gleich lang

EqinoxHeute, am 23. September, ist Tagundnachtgleiche, das Äquinoktium. Tag und Nacht haben dieselbe Länge. Ab jetzt werden die Tage wieder kürzer als die Nächte. Die dunkle Zeit beginnt und hat ihren Höhepunkt am 21. Dezember, mit der längsten Nacht und dem kürzesten Tag. Das beeindruckt und betrifft die modernen Menschen, die weitgehend auf künstlichen Ersatz für das fehlende Licht zurückgreifen können, weitaus weniger als es in früheren Zeiten der Fall war.
Obwohl wir uns schon seit dem 1. September meteorologisch im Herbst dieses Jahres befinden, beginnt heute aus Sicht der Astronomie der Herbst. Die Sonne überquert um 4:29 Uhr den Äquator von Norden nach Süden und läutet auf der Südhalbkugel den Frühling ein, auf den wir ab heute ein halbes Jahr warten müssen, bis die Länge des lichten Tages wieder die Länge der Nacht überholt.
Und noch etwas ist zur Tagundnachtgleiche einzigartig: überall auf der Erde geht die Sonne fast genau im Osten auf und im Westen unter. Im übrigen Jahr gilt das nur mehr oder weniger ungefähr.

Das ist es wieder einmal, das Herbstgefühl. Es steigt auf von der Kinder- und Schulzeit her, unvergessen. Der ziehende Abschiedsschmerz vom Sommer, wenn die großen Ferien zu Ende waren und das neue Schuljahr begann. Es ist wie ein tierhaftes Erbe aus Urzeiten her, dieses Gefühl; es drängt zum Unterschlupfsuchen, zum Verkriechen im Bau (Erhard Kästner).

Eratosthenes meets Arno Schmidt

Eratosthenes-Wüste2Wenn man über die astronomischen Errungenschaften der Antike liest, werden oft Dinge als selbstverständlich angenommen, die es in der damaligen Zeit nicht waren. So hat Eratosthenes den Erdumfang dadurch bestimmt, dass er in Alexandria zu dem Zeitpunkt, da die Sonne in Syene, dem heutigen Assuan, in einem Brunnen zu sehen war, also im Zenit stand, den Schatten eines Schattenstabs mit 7,2° bestimmte. Das ist der 50. Teil des Erdumfangs. Unter der Voraussetzung, dass beide Städte auf demselben Längengrad liegen – was nicht ganz zutrifft (3° Unterschied) – lässt sich daraus der Erdumfang bestimmen, wenn man nur den Abstand zwischen Alexandria und Syene hätte. Eratosthenes soll die Entfernung von Schrittzählern bestimmt haben lassen, so liest man oft ganz lapidar. Was das aber im Einzelnen bedeutet, darüber hat sich Arno Schmidt in seiner Erzählung „Enthymesis oder W.I.E.H.“ hineinzudenken versucht: Weiterlesen

Der Mond übertreibt

Luna-cornuta-1Wenn man den jungen Mond betrachtet und auch noch das Glück hat, das aschfahle Licht zu sehen, hat man oft den Eindruck, dass die schmale Sichel, also der direkt von der Sonne beschienene Teil des Monds mit sehr grobem Strich gezeichnet ist und über den Rand eines runden Gebildes hinwegreicht. Dieser Eindruck ist eine optische Täuschung, der nicht nur unser visuelles Wahrnehmungssystem, sondern auch die fotografische Technik erliegt.
Normalerweise werden die gesehenen Gegenstände den Gesetzen der geometrischen Optik entsprechend auf der Netzhaut des Auges farb- und helligkeitsgetreu abgebildet. Bei sehr hellen Objekten werden die Rezeptoren aber gegebenenfalls über die Sättigung hinaus angesprochen und dadurch so stark erregt, dass auch noch einige der benachbarten Rezeptoren reagieren. Dadurch entsteht der Eindruck, dass es auch dort noch hell ist, obwohl es „in Wirklichkeit“ nicht der Fall ist. Dieser physiologische Effekt wird auch als Überstrahlung oder Irradiation (Hermann von Helmholtz) bezeichnet. Weiterlesen

Welt der Schatten

Sofi31_05_03_010brvSchlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 7 (2014), S. 60 – 62

Frühe Naturforscher trugen maßgeblich zu unserem naturwissenschaftlichen Weltbild bei, indem sie die von astronomischen Körpern geworfenen Schatten vermaßen.

»Nichts ist begreiflich
ohne Licht und Schatten«
Leonardo da Vinci (1452 – 1519)

PDF: Welt der Schatten

 

 

Eines der eindrucksvollsten Schattenphänomene, die Sonnenfinsternis

Die Erde, vom Mond aus gesehen

AufgehendeErde003rv„Kommt, wir wollen dem Mond einen Besuch machen.
Wir fühlen geradezu persönliches Interesse für ihn, weil er in so ausschließlichem Sinn unser intimer Freund und treuer Begleiter ist. Die Sonne scheint für uns, aber sie scheint ebenso für alle Mitglieder des Sonnensystems. Und die Sterne, ‑ so viele wir ihrer zu sehen vermögen, ‑ leuchten auch für uns, aber jedenfalls leuchten sie für andere, ihnen nähere Welten bei weitem prächtiger. Nur der Mond scheint einzig und allein uns anzugehören.
Wir sind ganz gewöhnt, von ihm als „unserm Monde“ zu sprechen. Aber ein etwas kühler und stiller Freund, denkt wohl mancher, ist er doch, der so gelassen auf alles herabschaut, was unter ihm vorgeht; seine beständige und treue Anhänglichkeit müssen wir nichts desto weniger anerkennen.
Sehr weit zu reisen brauchen wir nicht, nur ungefähr vierhunderttausend Kilometer. Das ist nichts im Vergleich zu den Hunderten von Millionen Kilometern, die wir durcheilen mußten, um einige unsrer Familienangehörigen aufzusuchen. Ein Seil, das vierhunderttausend Kilometer lang wäre, könnten wir gerade zehnmal um die Erde wickeln, wo sie am dicksten ist, am Äquator. ‑ Ihr erinnert euch, daß der Durchmesser der Erde ungefähr zwölftausendachthundert Kilometer mißt. Wenn ihr einunddreißig Stangen hättet, von denen jede zwölftausendachthundert Kilometer lang wäre, und befestigtet sie alle mit den Enden aneinander, so erhieltet ihr einen Stab, der lang genug wäre, um von der Erde bis an den Mond zu reichen. Weiterlesen

Zwischen den Jahren

Astronomische Uhrr+Zwischen den Jahren ist die Zeit zwischen Weihnachten und dem Neuen Jahr. Es scheint so als würden diese Worte darauf anspielen, dass  mit Weihnachten das alte Jahr so gut wie besiegelt ist, das neue aber noch nicht begonnen hat.

Diese Redeweise schon sehr alt und geht vermutlich bis auf die Zeiten zurück, in denen man sich seitens der Kirche darum bemühte, Jesus Geburtstag festzulegen und einen einheitlichen und eindeutigen Kalender zu schaffen. Diese Bemühungen setzen allerdings erst Jahrhunderte nach Christi Geburt ein. Dabei war der Todestag Jesu bekannt; sein Geburtsdatum lag aber weitgehend im Dunkeln. Es wurde von den Kirchenobersten auf den Tag gelegt, der heute der 25. Dezember ist. An diesem Tag wurde von den Heiden die Wintersonnenwende als ausgelassenes Lichterfest gefeiert. Dahinter steckte die Idee, dieses beliebte heidnische Fest in ein „christliches“ Fest umzumünzen, was für die Christianisierung sicher von Vorteil gewesen ist.

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Wintersonnenwende

Wintersonnenwende KopieHöher kommt die Sonne nicht. Es ist Wintersonnenwende. In diesem Jahr findet sie am 21.12. statt. Die Tage, die bis zu diesem Zeitpunkt immer kürzer wurden, werden danach wieder länger. Das geschieht aber sehr langsam. In den letzten zwei Wochen hat man kaum etwas davon gemerkt, dass die Zeit zwischen Sonnenauf- und –untergang kürzer wurde, weil sich die zeitliche Veränderung von Tag zu Tag nur wenige Minuten ausmachte. Genauso wird man nicht schon Weihnachten feststellen, dass die Tage wieder länger werden. Vielleicht aber gefühlsmäßig, weil man weiß, dass es jetzt wieder „aufwärts“ geht. In einigen Wochen wird man jedoch sehen, dass die Sonne mittags über dem Hüg(g)el (Foto) wieder etwas höher gekommen ist.

Früh im Wagen

Mond in GegendämmerungEs graut vom Morgenreif
In Dämmerung das Feld,
da schon ein blasser Streif
den fernen Ost erhellt;

Man sieht im Lichte bald
den Morgenstern vergehn,
Und doch am Fichtenwald
Den vollen Mond noch stehn:

So ist mein scheuer Blick,
Den schon die Ferne drängt,
Noch in das Schmerzensglück
Der Abendnacht versenkt. Weiterlesen

Wege 3: Der Göttinger Planetenweg

Planetenweg002bEs schreibt ein Philosoph: die Erd´ ist ein Planet,
Der jährlich um die Sonn´, um sich sich täglich, dreht;
Der oft in Hitz´ und Frost, in Licht und Schatten, stecket,
Woran der äussre Rand mit Narren ganz bedecket.

Barthold Hinrich Brockes (1680 – 1747)

In Göttingen gibt es einen Planetenweg, der einen Stadtbummel der besonderen Art bietet. Man kann sich –  dimensional reduziert – die Planeten des Sonnensystems erwandern und auf diese Weise eine Art körperlicher Anschauung von den Abständen der Planeten verschaffen. Hat man den jeweils nächsten Planeten erreicht, kann man in der Verschnaufpause an ästhetisch ansprechend gestalteten Anzeigetafeln (siehe Abbildung) einige Details über den Planeten erfahren. Darüber kann man dann bis zum Erreichen des nächsten Planeten je nach Abstand mehr oder weniger lange nachdenken. Dass Pluto nicht mehr zu den Planeten gehört, sollte dabei kein Vorwand dafür sein, dass man diese schöne Wegstrecke auslässt.

Die Erde und die Sonne

Erde-Mond-PlanetenAuch für den heutigen Leser können die „Betrachtungen über das Weltgebäude“, die der Schriftsteller Johann Peter Hebel (1760-1826) zwischen 1811 und 1815 in dem von ihm herausgegebenen Kalender veröffentlichte, von großem Interesse sein. In einer bildhaften und auf Anschauung ausgerichteten Sprache bemüht sich Hebel darin, seinen Lesern eine Vorstellung von der Kugelgestalt der Erde zu vermitteln. Darüberhinaus erfährt man viel Interessantes über die Vorstellungen der damaligen Zeit. So zweifelte Hebel nicht daran, dass die Planeten und sogar die Sonne wie die Erde von Menschen bewohnt sind. Hebel war mit dieser Ansicht nicht allein. Selbst der Astronom Wilhelm Herschel, ein Zeitgenosse Hebels, hielt dies für möglich: Weiterlesen

Immer der Sonne entgegen

Der Sonn entgegenH. Joachim Schlichting. In: Spektrum der Wissenschaft 44/8 (2013), S. 56-58

Ein scheinbar harmloses Wandervorhaben entwickelt sich zum komplexen geografisch-astronomischen Problem.

Wer recht in Freuden wandern will,
der geh’ der Sonn’ entgegen.
Emanuel Geibel (1815 – 1884)

‚Wo käm‘ man da eigentlich hin? Wenn man immerfort der Sonn‘ entgegen ginge?‘
‚Von morgens an? Na, da würd’s’De abends wieder am Ausgangspunkt sein‘, entschied ich, voreilig wie immer…
‚Nein. Neinein‘, sagte er: ‚Davon kann gar keine Rede sein, daß man abends wieder am Ausgangspunkt wäre. Das ist sogar…eine ziemlich komplizierte Angelegenheit… Zuerst ginge man nach Osten. Dann
nach Süden ausholend…Dann, im Laufe des Nachmittags, Süd-West…und schließlich nach Westen: immer der Sonn‘ entgegen‘.
‚Am einfachsten wäre’s, man führte das…Experiment einmal praktisch durch’…
‚Wie, zum Beispiel, der Sonn‘ entgegen zu gehen… Ich sag‘ Dir bloß das Eine: wenn ich unterwegs an einem Strunk eine KIEFERNGLUCKE erblicken sollte: die wird geerntet!‘
‚Kannst Du  Dir nicht Sparassis ramosa merken, Peter?‘ tadelte Fritz…: ‚Eine Unterbrechung kommt selbstverständlich überhaupt nicht infrage. Und wenn uns ein ganzer Harem verlockend in den Weg
tänzelte!'“

Arno Schmidt: Der Sonn‘ entgegen

PDF: Immer der Sonne entgegen

Solstice- Sommersonnenwende

SommersonnenwendeAls Kind dachte ich “Sommer” kommt von “Sonn” und “mehr”, also „mehr Sonne”, wobei man in der damals vorherrschenden Schreibschrift einen „m-Bogen“ und das „h“ vergessen hatte. Heute weiß ich, dass der Sommer – jedenfalls astronomisch gesehen – beginnt, wenn nicht mehr, sondern täglich weniger Sonne zu erwarten ist, vorausgesetzt die Wolken durchkreuzen oder verdecken nicht diese schöne Regel. Denn am 21.6. ist auf der Nordhalbkugel die Halbachse der Erde der Sonne am stärksten zugeneigt, genaugenommen um 23° 26′. Danach nimmt die Neigung wieder ab, die Tage werden kürzer. Man spricht daher auch von Sommersonnenwende oder Solstice (von sol (Sonne) und sistere (stillstehen)).
Immerhin gibt es auch noch einen meteorologischen Sommerbeginn, und der ist am 1. Juni. In diesem Jahr trifft der astronomische Beginn die tatsächlichen Verhältnisse viel besser als der meteorologische.

Halbemond auf der Fahrt nach Norden

HalbemondAristarchs Idee war gut, aber eine realistische Umsetzung ist bis heute nicht in Sicht:
„Bei Halbmond bilden Erde-Sonne-Mond ein rechtwinkliges Dreieck (mit dem rechten Winkel am Mond, er gabs zu): mißt man nun von uns aus den Winkel vom Mond zur Sonne, so müßte er – bei Eurer Voraussetzung der annähernden Gleichheit der Bahndurchmesser – stets dicht unter 45 Grad liegen. Er ist aber (tausendfach seit Aristoteles nachgemessen!) so klein, daß er praktisch noch unterhalb unserer heutigen Meßgenauigkeit liegt: und folglich die Radien von Sonnen- und Mondbahn nicht mindestens wie 60 zu 1 verhalten müssen! (Ja, notiere nur, Schätzchen“ Wenn auch mit abfällig geschürztem Gemien!)“.

Arno Schmidt: Kosmas oder Vom Berge des Nordens.

Der sonnennächste Punkt

Sonnennächster Punkt JSrvHeute „weiß“ ein Jeder, dass die Erde sich um die Sonne dreht, was für den auf der Erde „Mitreisenden“ so aussieht, als bewege sich die Sonne um die Erde. Viele haben auch schon davon gehört, dass die Erde keine Kreisbahn, sondern eine Ellipsenbahn beschreibt, bei der sie sich der Erde bis auf 147,1 Millionen km nähert (sonnennächster Punkt oder auch Perihel genannt) und sich von ihr bis auf 152,1 Millionen entfernt (sonnenfernster Punkt oder auch Aphel genannt). Dieses Wissen hat bei manchen Menschen dazu geführt, die Jahreszeiten als Folge dieser Annäherung an die Sonne und Entfernung von der Sonne anzusehen. Man muss nicht viel Überzeugungkraft anwenden, um diese Ansicht als falsch zu erweisen. Es hilft  der Hinweis, dass der sonnennächste Punkt um den 3 Januar (2. Bis 5. Januar, je nach der Zeit nach dem letzten Schaltjahr; in diesem Jahr am 2. Januar um 6:00 Uhr) erreicht wird, also für die Nordhalbkugel im tiefen Winter. Die Jahreszeiten sind vielmehr eine Folge der schiefen Stellung der Erdachse und der daraus resultierenden periodischen Veränderung des Stromdichte der Sonnenenergie.

Der Mond und seine künstlichen Varianten

Als ich vor einiger Zeit am Bahnsteig angesichts des strahlenden Vollmonds (siehe Foto) mit einem netten in ein Gespräch geriet, ließ er erkennen, dass er wie viele andere Menschen auch glaubte, die Mondphasen kämen durch den Erdschatten zustande. Nun hätte ich mir keine bessere Situation vorstellen können als die gegebene: Die Bahnschilder wurden frontal von der gerade aufgegangenen Sonne angestrahlt und reflektierten das Licht diffus in unsere Augen. (Dass dies so deutlich war mag möglicherweise auch noch damit zusammenhängen, dass einige der Schilder mit einer retroreflektierenden Schicht versehen waren.) Dem der Sonne ebenfalls gegenüberstehenden Mond ging es nicht anders. Da er frontal angestrahlt wurde, war er voll zu sehen. Weiterlesen

Schielt der Mond?

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 43/10 (2012), S. 46-48

Die Mondsichel weist stets exakt zur Sonne so muss es sein, weil sich Licht geradlinig ausbreitet. Doch manchmal schert sich die Natur nicht darum!

… die Unregelmäßigkeit der Figur, die auf der einen Seite Relief gewinnt
(wo die Strahlen der sinkenden Sonne sie besser erreichen)
und auf der anderen in einer Art Zwielicht verharrt.
Italo Calvino (1923 – 1985)

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/schielt-der-mond/1159815

Mondphasen im Apfelbaum

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 41/9 (2010), S. 32- 33

Wie vermessen, den Mond mit einem Apfel oder gar einem Tischtennisball zu vergleichen. Erst Galileo Galilei erkennt, dass man ihn als einen Gegenstand denken kann, der »sich in die Hand nehmen lässt«

Der Mond hat kein Licht von sich aus,
und so viel die Sonne von ihm sieht, so viel beleuchtet sie;
und von dieser Beleuchtung sehen wir so viel, wie viel davon uns sieht.
Leonardo da Vinci (1452–1519)

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/mondphasen-im-apfelbaum/1040565

Spektroskopie durch Verwackeln

VerwackelnSchlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 40/2 (2009) 106

Verwackelte Fotografien bringen oft eine ungeahnte Ästhetik hervor.Dass sie aber auch mehr Informationen bieten können, als eine „scharfe“ Abbildung, ist weniger bekannt.

PDF: Spektroskopie durch Verwackeln

Chaos im Sonnensystem

Köhler, Melanie; Nordmeier, Volkhard; Schlichting, H. Joachim. In: Deutsche Physikalische Gesellschaft (Hrsg.): Didaktik der Physik Bremen 2001. Berlin: Lehmanns ISBN 3-931253-87-2

Nachdem durch das kopernikanische System die Erde zum Planeten avanciert und damit die alte Sicherheit eines „festen Grundes“ nicht mehr gegeben war, beschäftigte die Physiker immer wie-der die Frage nach der Stabilität des Planetensystems. Lange vertraute man auf Laplaces Beweis der Stabilität, bis gegen Ende des 19. Jahrhunderts Poincaré zeigte, dass selbst in einem Planetensystem aus nur drei Körpern chaotisches Verhalten eintreten kann. Im Rahmen der Untersuchung dynamischer Systeme hat man sich seit einigen  Jahren dieser Prob-lematik erneut angenommen und vor allem mit Hilfe von  Computersimulationen gezeigt, wie trü-gerisch die Vorstellung einer  vollkommenen Periodizität der Bewegung ist. Am Beispiel des ein-geschränkten  Dreikörperproblems wird die Thematik mit Blick auf einen schulischen Zugang diskutiert.

PDF: Chaos im Sonnensystem

Die Erd‘ ist ein Planet … Vom physikalischen Blick am Beispiel von Galileis Blick durch das Fernrohr

Schlichting, H. Joachim. In: Astronomie und Raumfahrt 31/22, 16 (1994).

Die neuzeitliche Physik zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß sie die Welt so beschreibt, wie wir sie nicht erleben. Darin liegen letztlich ihre Erfolge aber auch die Schwierigkeiten von Laien begründet, sich physikalische Erkenntnisse zu eigen zu machen. Besondere Bedeutung erlangt in diesem Zusammenhang die Abkopplung physikalischer Beobachtungen von unmittelbaren sinnlichen Wahrnehmungen.
Ich möchte im folgenden versuchen, am Beispiel der Rezeption des kopernikanischen Weltbildes einige dieser Schwierigkeiten anzudeuten. Dazu greife ich einerseits auf Reaktionen zurück, wie sie seitens der Poesie zum Ausdruck gebracht wurden: In der Poesie werden nicht selten die Auswirkungen wissenschaftlicher Erkenntnisse auf lebensweltliche Überzeugungen reflektiert, insbesondere dann, wenn ein herrschendes Weltbild in Frage gestellt wird. Andererseits dienen mir die Auseinandersetzungen Galileis mit der Kirche dazu, einige der konzeptuellen Probleme und Verständnisschwierigkeiten zu skizzieren, die bei der Konfrontation verschiedener Vorstellungsrahmenin Erscheinung treten.
Vielleicht lassen sich aus der historischen Distanz und aufgrund der – aus heutiger Sicht- einfachen Verhältnisse Probleme erkennen und analysieren, wie sie insbesondere von Schülerinnen und Schülern im Physikunterricht erfahren
werden.

PDF: Die Erd‘ ist ein Planet … Vom physikalischen Blick am Beispiel von Galileis Blick durch das Fernrohr

Zur astronomischen Bedeutung von Schatten

Schlichting, H. Joachim; Backhaus, Udo. In: W. Kuhn (Hrsg.): Vorträge der Frühjahrstagung 1987 der DPG. Berlin 1987, S. 305

Unter Schatten verstehen wir eine dimensional reduzierte Projektion eines Gegenstandes. Der Schatten ist deshalb strukturärmer und einfacher zu beschreiben. Er ist andererseits wegen dieser Eigenschaft nicht mit seinem Urheber zu verwechseln. Das leuchtet etwa beim Vergleich eines Menschen mit seinem Schatten unmittelbar ein. Die Untersuchung von Schatten, Schattenlesen im engeren wie im weiteren Sinne ist real wie metaphorisch typisch für die naturwissenschaftlich Erkenntnisgewinnung. Bei der Bewertung der Erkenntnisse wird in diesem Fall die Differenz zwischen Schatten und Original allerdings leicht übersehen. Wir wollen anhand einiger astronomischer Beispiele zeigen, dass die grundlegenden Vorstellungen über unsere Welt aus einfachen, von jedermann real nachvollziehbaren Beobachtungen gewonnen werden
können. Die Einfachheit der Beobachtungen soll angesichts der Kompliziertheit unseres Weltbildes auf die nicht zu unterschätzende Rolle von Konventionen bei der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung verweisen.

PDF: Zur Astronomischen Bedeutung von Schatten