… Wir sind ein WissPod-Podcast!

In dieser Folge sprechen wir über die Rolle und Messung der Zeit in der Astronomie! Davor gibt es doppelt Space News: Zuerst sprechen wir über das im Aufbau befindliche „Fotoobjektiv-Teleskop“ MOTHRA, dem Nachfolger des Dragenfly-Teleskops. Das gerade in Chile (in der Nachbarschaft des Vera Rubin Observatoriums) aufgebaut wird und aus 1140 handelsüblichen Teleobjektiven besteht. Es wird ein gewaltiges Gesichtsfeld von 12 Vollmonddurchmessern am Himmel abbilden können und ganz neue Möglichkeiten bieten, extrem lichtschwache Objekte abzubilden.

Außerdem besprechen wir ein aktuelles Paper aus Astronomy and Astrophysics: Solar twins in Gaia DR3 GSP-Spec. Seit etwa 25 Jahren vermuten wir, dass die Sonne nicht da entstanden ist, wo wir jetzt sind, sondern viel näher am Zentrum der Milchstraße – aufgrund der chemischen Zusammensetzung unseres Sterns, genauer gesagt, ihrer Metallizität.

Vor allem aber geht es diesmal um die Zeit! Ein Sonnentag hat 24 Stunden und benennt die durchschnittliche Zeit zwischen einem Sonnenaufgang und dem nächsten, was aber länger dauert als eine Umdrehung der Erde um sich selbst, denn das sind nur 23h 56min und 4,1 Sekunden – ein so genannter Sterntag, denn das ist der Abstand von einem Sternenaufgang zum nächsten. Wir haben auf der Erde die Uhrzeit in Zeitzonen aufgeteilt, die sich jeweils meist um eine Stunde unterscheiden; aber im Grunde hat jeder Ort seine „natürliche“ Ortszeit, die pro Längengrad weiter westlich eine um 4 Minuten frühere und Richtung Osten um 4 Minuten spätere Zeit ergibt – die 360° Umdrehung ergeben dann natürlich wieder 24 Stunden. An den Polen ergibt das Konzept der Ortszeit keinen Sinn mehr – dort sucht man sich die Zeitzone einfach aus, nach der man leben möchte.

Wir brauchen Schaltjahre, um Jahreslänge und Tageslänge aufeinander abzustimmen, was sich bei 265,256 Tagen Jahreslänge nicht sonderlich gut ausgeht. Im Julianischen Kalender mit einem Schaltjahr alle 4 Jahre hat diese 0,006 Tage Abweichung ignoriert und bis ins 16. Jahrhundert zu einer Verschiebung der Jahreszeiten um 10 Tage geführt. Der Gregorianische Kalender hat das dauerhaft behoben und dafür einfach 10 Tage (5.-14.10.1582) einfach aus der Geschichte gestrichen.

Was ist aber genaugenommen ein Jahr? Zur Bestimmung der Jahreslänge blickt die Astronomie nicht in den Kalender, sondern auf den Frühlingspunkt und bestimmt die Dauer von einem Frühlingsanfang zum nächsten – denn genau das ist die Basis unseres „normalen“ Jahres, das eigentlich das so genannte tropische Jahr ist, das sich nach den Jahreszeiten orientiert: Ein Jahr ist da eben die Zeit von einem Frühlingsanfang bis zum nächsten. Für die Astronomie bedeutsam ist das siderische Jahr, das genau einer kompletten Runde der Erde um die Sonne entspricht (und nach dem ein ferner Stern wieder genau in der gleichen Richtung zu sehen sein wird). Und dann gibt es noch das anomalistische Jahr, das die Zeit von einem sonnennächsten Punkt (Perihel genannt) bis zum nächsten angibt.

Aber was ist Zeit eigentlich? Schon die antiken Gelehrten wie Augustinus taten sich schwer mit einer Antwort, aber warum kompliziert denken: Zeit ist das, was Uhren messen, meinte Albert Einstein, und zeigte in seiner Relativitätstheorie, dass der Ablauf der Zeit im Universum von der Geschwindigkeit abhängt, mit der man sich bewegt, und auch von der Schwerkraft, der man unterliegt: bewegte Uhren gehen langsamer, und Uhren gehen auch unter Schwerkrafteinfluss langsamer.

Licht braucht Zeit, um sich auszubreiten, und so blickt man in der Astronomie praktisch immer in die Vergangenheit – wir sehen sie praktisch „live“. So können wir mit geeigneten Teleskopen bis zu den Anfängen des Universums zurückblicken. Die dabei vergangene Zeit bestimmt man mit der Formel für die kosmologische Rotverschiebung, denn das sich überall ausdehnende Universum verlängert auch die Lichtwellen – ein Umstand, den man in der Astronomie als Rotverschiebung z ausdrückt, wobei z=0 bedeutet, das Licht ist nicht ausgedehnt, z=1 bedeutet, das Licht ist auf doppelte Wellenlänge gedehnt, z=2 auf dreifache Wellenlänge usw. Der Beginn mit 0 macht die Formeln zur Lichtlaufzeitberechnung etwas unpraktisch, darum verwendet man besser Z = z+1 und kann dann mit (Z²-1) : (Z²+1) mal dem Alter des Universums von 14 Millarden Jahren berechnen, wie lange das Licht zu uns gebraucht hat, das eine bestimme Rotverschiebung hat. Das geht einfacher, als die Formel zunächst aussieht! Die untere Zahl ist einfach immer um 2 größer als die obere. Z.B. für z=1 ist Z=2, und die Lichtlaufzeit ist 3/5 von 14 Mrd. Jahren, also 8,4 Milliarden Jahre. z=2 ergibt schon 8/10 * 14 = 11 Mrd. Jahre und so weiter (genaugenommen muss man dann aber für höhere z eine genauere Formel verwenden, in der Annahmen über die Form des Universums einfließen – ja, die Sache mit der Zeit ist kompliziert!).

Im Astrolexikon geht es dann schließlich um den Begriff Mond. Zuerst fällt einem da natürlich unser eigener Mond ein, aber was nennen wir einen Mond und was nicht?

Schön, dass du uns zuhörst! Wir freuen uns sehr über eine gute Bewertung und über einen freundlichen Kommentar in deiner Podcastapp!

Weiteres Material zu den Themen unserer Folgen findest du auf unserer Website. Kommentare, Fragen und Themenwünsche kannst du uns auch gerne via Email senden, an: [email protected].

Oder folge und kontaktiere uns auf unseren Social-Media-Auftritten auf

Facebook, Instagram, oder Bluesky.

Wir sind als Podcast auch auf Youtube zu hören, und du kannst uns natürlich auch dort gerne folgen, bewerten, deine Kommentare und Fragen

Derzeit müssen wir als Astronomiekurs fast alle Kosten des Podcasts selbst tragen (an dieser Stelle DANKE an die IMST Kleinprojektförderung für die Unterstützung bei den Hostingkosten!) – wenn dir unsere Arbeit gefällt, freuen wir uns über eine kleine finanzielle Anerkennung via Paypal. Damit ermöglichst du uns, den Podcast weiter betreiben zu können.