Die sonne dreht sich um die erde

Dreht sich die Sonne?

Antwort:

„Wo jetzt nur, wie unsre Weisen sagen, seelenlos ein Feuerball sich dreht, lenkte damals seinen goldenen Wagen Helios in stiller Majestät.“
aus: Friedrich Schiller: Die Götter Griechenlands

Eine Antwort auf die Frage nach der Eigenrotation der Sonne ist schon bei Friedrich Schiller zu finden: Der Dichter schreibt in seiner Ballade „Die Götter Griechenlands“, dass der „Feuerball sich dreht“. Allerdings meinte Schiller wohl eher die scheinbare Bahn der Sonne, wie sie ein Beobachter von der Erde aus wahrnimmt. Schließlich ist noch gar nicht lange bekannt, was sich bei der Sonne wie und wo und um was dreht. Die Sonne besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Sie dreht sich weitaus komplizierter um sich selbst als die Erde, die wegen ihrer festen Form überall eine einheitliche Tageslänge hat. Bei der Sonne ist das anders. In der Nähe ihres Äquators braucht sie etwa 25 Tage für eine Umdrehung, an den Polen 36 Tage. Dieses als differentielle Rotation bekannte Phänomen hat seine Ursache in dem extremen Temperaturgefälle, das in der äußeren, etwa 200000 Kilometer dicken Schicht der Sonne herrscht. Im Innern der Sonne wird bei 15,6 Millionen Grad Celsius und sehr hohem Druck Wasserstoff in Helium umgewandelt. Bei diesem Prozess werden unverstellbare Mengen von Energie in Form von Strahlung frei, die auf dem Weg in die äußere Schicht zu einem großen Teil absorbiert wird. An der Sonnenoberfläche hingegen ist es mit etwa 5500 Grad Celsius weitaus „kühler.“ Der hohe Temperaturunterschied zwischen dem heißen Sonneninnern und der „kalten“ Sonnenoberfläche führt in der Schicht dazwischen zu starken Verwirbelungen. Man kann sich das an Hand des Wetters auf der Erde veranschaulichen. Auch hier führen extreme Temperaturunterschiede zu extremen Wetterverhältnissen. Die Verwirbelungen in der Sonne erzeugen ihre komplexe Drehung. Die differentielle Rotation ist verantwortlich für die Umpolung des Magnetfeldes der Sonne etwa alle elf Jahre. Astrophysiker sprechen hier vom so genannten Sonnenzyklus. Auch der Kern der Sonne dreht sich. Doch diese Drehung hat einen anderen Ursprung. Die Sonne hat sich aus sich bereits rotierenden Gaswolken gebildet. Diese Drehung blieb nach Entstehung der Sonne erhalten. Zudem sind die Drehungen des Kerns und der äußeren Schicht gekoppelt. Wie genau die gesamte komplexe Dynamik unseres Sterns „Sonne“ aussieht, beginnen Forscher allerdings gerade erst zu verstehen.

Und das ist nicht alles. Die Sonne rotiert auch zusammen mit dem gesamten Planetensystem etwa einmal alle 220 Millionen Jahre um das Zentrum der Milchstraße. Auf dieser Bahn pendelt die Sonne alle 62 Millionen Jahre durch die Scheibenebene der Galaxis hindurch. Und unsere Galaxis bewegt sich mit 264 Kilometern pro Sekunde durchs Weltall. Na, wer da keinen Drehwurm bekommt...

Bevor wir uns mit der Antwort auf diese interessante Frage beschäftigen, wäre es wohl spannend zu wissen, weshalb sich die Erde überhaupt dreht. Nun, die Sache ist etwas kompliziert, aber man könnte sagen: Als die Sonne mit ihren Planeten entstand, flog ganz viel Staub und Gas in der Luft herum. Daraus entstanden riesige Staubwolken, die irgendwann so dicht wurden, dass sie sich unter dem Einfluss der Schwerkraft zusammenzogen. Die Bestandteile dieser Staubwolken haben nach und nach einen Drall bekommen und begannen sich zu drehen. Aus einer dieser Staubwolken entwickelte sich die Erde. Und weil im luftleeren Weltraum nichts war und nichts ist, dass die Drehung stoppen könnte, bleibt der ursprüngliche Drall bestehen.

Genau wie die anderen Planeten, dreht sich auch die Erde um die Sonne. Sie braucht dafür ein Jahr, das heisst 365 Tage. Aber die Erde umkreist eben nicht nur die Sonne, sondern sie dreht sich auch noch um sich selber, wie eine Eiskunstläuferin, die eine Pirouette dreht. Sie dreht sich sogar ziemlich schnell: Am Äquator mit etwa 1670 km pro Stunde und in unseren Breiten, also da, wo wir wohnen, mit rund 1000 km pro Stunde. Diese Geschwindigkeit ist vergleichbar mit einem Passagierflugzeug! Mit Äquator ist übrigens die Stelle gemeint, an der die Erde den grössten Umfang hat, also am dicksten ist. So als würde man der Erde einen Gürtel umschnallen.

Nun zur Frage: Weshalb spüren wir nicht, dass sich die Erde dreht – und erst noch so schnell? Die Antwort ist eigentlich ganz einfach: Weil sich alles auf der Erde mit dreht. Stell dir vor, du sitzt in einem Auto. Dass das Auto fährt, merkst du eigentlich nur, weil du die Bäume und Häuser und Kühe an dir vorbeiziehen siehst. Und vielleicht auch noch, weil du den Motor hörst. Im Flugzeug hingegen merkst du eigentlich nicht, dass sich das Flugzeug bewegt, obwohl es ja eine viel höhere Geschwindigkeit hat als ein Auto. Aber wenn du aus dem Fenster siehst, ist da häufig nur der blaue Himmel und nichts, das stehen bleibt und an dir vorbeifliegt.

Die Drehung der Erde betrifft also nicht nur den Boden und die Berge und die Meere sondern auch die Vögel und die Wolken; alles was zur Erde gehört, weil es von der Erde angezogen wird. Das nennt sich Erdanziehungskraft. Die Erdkugel befindet sich nämlich in einer Art riesengrossem Luftballon, der Erdatmosphäre. In diesem Ballon ist auch die Luft, die wir zum Atmen brauchen. Und alles, was in diesem grossen Ballon ist, wird von der Erde angezogen und dreht mit der Erde zusammen jeden Tag eine Pirouette.

Das einzige, das wir sehen können und das nicht mit dreht, ist die Sonne. Am Morgen sehen wir sie aufgehen und am Abend geht sie auf der anderen Seite unter. Darum können wir im Laufe eines Tages auch nicht am immer gleichen Ort an der Sonne sitzen bleiben. Im Garten scheint sie vielleicht am Morgen, am Nachmittag mag dieser im Schatten liegen. Fast als ob sich die Sonne bewegen würde. Tut sie aber nicht. Die Erde bewegt sich. Das spüren wir zwar nicht. Aber wir können es sehen, dank der Sonne.

Unser Experte Martin Hölzle ist Professor für Physische Geografie am Departement für Geowissenschaften.

Clara ist fünf Jahre alt und besucht den 1. Kindergarten der Vignettaz-Schule in der Stadt Freiburg.

Wir verbringen unser Leben im Rhythmus von Tag und Nacht: Morgens wird es hell, wir stehen auf. Tagsüber gehen wir zur Schule oder arbeiten, treffen uns mit Freunden, treiben Sport. Abends wird es dunkel, wir gehen ins Bett, und in der Nacht schlafen wir. Am nächsten Morgen beginnt der gleiche Ablauf von neuem, Tag für Tag, unser ganzes Leben lang. Der Wechsel von Tag und Nacht ist für uns so selbstverständlich, dass die Frage beinahe überraschend klingt: Warum gibt es eigentlich Tag und Nacht?

Auf den ersten Blick ist die Antwort ganz leicht: Es wird Tag, weil die Sonne aufgeht. Dann zieht sie in einem Bogen über den Himmel, verschwindet schließlich hinter dem Horizont und es wird Nacht. Man könnte also meinen, Tag und Nacht wechseln sich ab, weil die Sonne wandert.

Aber dieser Eindruck täuscht: In Wirklichkeit leben wir Menschen auf einer Kugel, die sich dreht: die Erde. Die Sonne steht still und beleuchtet die Erdkugel – aber immer nur eine Seite. Dort ist es dann hell, und wenn unser Wohnort auf dieser Seite liegt, ist für uns gerade Tag.

Aber weil sich die Erde ja dreht, wandert dieser Ort weiter. Für uns sieht das so aus, als ob die Sonne über den Himmel wandert. Und wenn sich unser Ort über den Rand der hellen Seite hinweg dreht, können wir die Sonne nicht mehr sehen: Sie geht unter und es wird dunkle Nacht. Zum Glück dreht sich die Erde aber weiter, und so kommen wir auch wieder auf die Sonnenseite, es wird wieder hell und ein neuer Tag beginnt. Wenn sich die Erde einmal um ihre eigene Achse gedreht hat, ist für uns ein Tag – also 24 Stunden – vergangen.

Und in welche Richtung dreht sich die Erde? Aus einem Raumschiff könnte man sofort sehen, dass sich die Erde nach Osten dreht. Auf der Erdoberfläche muss man etwas nachdenken: Für uns sieht es so aus, als ob morgens die Sonne aus dem Osten kommt. Aber in Wirklichkeit ist es so, dass wir uns am Morgen zur Sonne hindrehen, also nach Osten.

Das bedeutet auch: Östlich von uns scheint die Sonne schon. Sie geht also im Osten früher auf – und zwar um so früher, je weiter man nach Osten geht: In Dresden zum Beispiel geht die Sonne fast eine halbe Stunde früher auf als in Köln. Und wer vormittags aus dem Thailand-Urlaub in Deutschland anruft, klingelt seinen Gesprächspartner aus dem Tiefschlaf: Dort beginnt der Tag schon sechs Stunden früher. In Neuseeland schließlich, fast genau auf der anderen Seite der Welt, ist immer dann Tag, wenn bei uns Nacht ist – und umgekehrt.