Mär172021

Erdrotation und die Frage nach der Geschwindigkeit der Erdumdrehung

Erdrotation und die Frage nach der Geschwindigkeit der Erdumdrehung

 

Uns wurde in der Schule beigebracht, dass die Erde eine Kugel ist und sie sich um die eigene Achse, auf einer Umlaufbahn um die Erde dreht. Und es wird nicht hinterfragt. Diejenigen, die es hinterfragen, werden lächerlich gemacht, wie ich sehr schnell herausgefunden habe. Und natürlich gleich in die Ecke der Verschwörungstheorie (VT) gestellt, zusammen mit den anderen „angeblichen“ VT auch. Dasselbe geschah auch Kopernikus, dessen Modell der Kugel auch zu kontroversen Diskussionen geführt hat. Ist so überhaupt ein sachlicher Diskurs möglich? 

 

Auch wurde uns in der Schule beigebracht, das wir die Dinge hinterfragen sollen, wie es in dem Lied der „Sesamstrasse“ bei jeder Sendung klang, „Wer nicht fragt bleibt dumm“.

 

Heute Morgen habe ich mich tatsächlich gefragt, mit was für einer Geschwindigkeit, die Erde durchs All rast.

 

Die Rotationsgeschwindigkeit, also die Drehung um die eigene Achse, wird am „Äquator“ mit etwas mehr als 1.600 km/h benannt. In unseren Breitengraden allerdings mit ca. 1.100 km/h und am „Nordpol“ dem sogenannten Nullpunkt, mit einer Geschwindigkeit von 0 km/h, so habe ich es  auf die schnelle wiedergegeben.

Gefunden habe ich diesen Artikel, in der unser Aufenthaltsort, mit einem Sitz auf einem Sofa verglichen wurde:

 

 

Die Rotation der Erde verwandelt Ihr Sofa in ein kosmisches Karussell. Sofern es am Äquator steht, drehen Sie sich darauf mit etwa 464 Metern pro Sekunde (1670 km/h) um die Erdachse. In den mittleren Breiten, zum Beispiel in Deutschland, ist es etwas langsamer. Hiesige Sofas erreichen allein durch die Erdrotation ungefähr die Geschwindigkeit eines Passagierflugzeugs.

Die Zeit für diese "Reise" beträgt t = 24 h. Sie berechnen aus beiden Zahlenwerten die Geschwindigkeit, mit der Sie unterwegs sind: v = s/t = 40.000 km : 24 h = 1667 km/h (Kommazahl aufgerundet). 

 

So macht es für mich den Eindruck, als sei die Geschwindigkeit keine feststehende Größe, sondern sie ist abhängig von dem Punkt, an dem ich mich gerade befinde, wie es auch so erklärt wird:

 

Genaue Geschwindigkeit schwankt


Da sich die beschriebenen Bewegungen in unterschiedliche und immer wechselnde Richtungen vollziehen, verändert sich die Reisegeschwindigkeit Ihres Sofas ständig. Je nachdem, auf welchem Abschnitt ihrer jährlichen Umlaufbahn sich die Erde gerade befindet, summiert sich zum Beispiel manchmal ihre Reisegeschwindigkeit mit der Kreiselbewegung der Milchstraße – und manchmal verlaufen die beiden Bewegungen in unterschiedliche Richtungen und schwächen sich so gegenseitig ab.

Da die Geschwindigkeit der "Lokalen Gruppe" jedoch alle anderen Bewegungen in den Schatten stellt, sind wir in jedem Fall mit einem haarsträubenden Tempo unterwegs.“

 

Besonders interessant ist der letzte Satz:

..“sind wir in jedem Fall mit einem haarsträubenden Tempo unterwegs.“

 

 

Wenn ich mich in ein Flugzeug setze und die Erde eine Rotationsgeschwindigkeit von mehr als 1.600 km/h hat, wie kann der Pilot genau wissen, wann er starten muß um genau den Punkt, auf der Erde zu treffen, den er zu einem bestimmten Zeitpunkt erreichen will? 

 

Und was macht er, wenn das Flugzeug eine Verspätung von drei Stunden hat?

 

Demnach müsste also sich nicht nur die Erde drehen, sondern auch eine mögliche „Blase“ über unserer Erde, die sich in gleicher Geschwindigkeit  mit dreht.

Also gibt es so etwas wie eine „Hülle“ oder „Kugel“ um uns herum?

 

Weiterhin wurde uns gesagt, das die Erde, sich auf einer Umlaufbahn um die Sonne dreht. Der Theorie nach, auf einer sogenannten Ellipse oder Ekliptik, oder was auch immer.

Nur ich frage mich, warum wir seit Jahrtausenden, immer dasselbe Sternbild am Firmament haben, wenn wir uns doch mit einer enormen Geschwindigkeit durch das Weltall bewegen? Und was ist mit den sogenannten Fixsternen? Sind diese „Fix“ in ihrer Position oder bewegen sich diese auch?

 

Aber um das ganze noch verwirrender zu machen folgte noch diese Aussage: 


Die Reise Ihres Lebens

 

Angesichts der unaufhaltsamen Fahrt unseres Planeten durch die Weiten des Alls könnte man glatt philosophisch werden. Haben Sie sich zum Beispiel schon mal überlegt, dass Sie sich nie wieder an dem Ort aufhalten werden, an dem Sie waren, als Sie den Anfang dieses Satzes gelesen haben?

Auch die Wegstrecke, die wir im Lauf unseres Lebens im All zurücklegen, wirkt im Hinblick auf die quasi unendlichen Weiten des Universums unvorstellbar klein. Bei einer angenommenen Reisegeschwindigkeit von 2 Millionen km/h legen wir in 80 Jahren immerhin 1 402 530 000 000, also etwa 1,4 Billionen, Kilometer zurück. Das sind etwa 0,15 Lichtjahre. Allein der Durchmesser der Milchstraße wird auf etwa 100 000 Lichtjahre geschätzt.

 

Eine andere Webseite behandelt das Thema mit der Erdrotation ähnlich, wie hier zu lesen: 

 

Ganz anders am Äquator, der gedachten Linie, die von den beiden Polen am weitesten entfernt ist und die Erde in zwei Halbkugeln teilt. Wer hier steht, legt pro Tag über 40.000 Kilometer zurück. Das sind immerhin 1.670 Kilometer pro Stunde.

 

Um genau zu sein: Am Äquator beträgt der Erdradius etwa 6.378 Kilometer, man kommt also auf einen Umfang von rund 40.075 Kilometern und somit auf einen Geschwindigkeit von 1.670 Kilometern pro Stunde.

Will man die Geschwindigkeit für einen anderen Ort als der Äquatorlinie ausrechnen, muss man den Wert für den Äquator einfach mit dem Kosinus des Breitengrades multiplizieren.

 

Ein Beispiel: Friedrichshafen am Bodensee liegt bei 47,65 Grad nördlicher Breite, das macht also 1.670 km/h mal cos (47,65°) = 1.125 Kilometer pro Stunde.

So wie bei einem Kreisel die Achse auch schwanken kann, ist es auch bei der Erde der Fall. Dieses eiern nennt man auch Präzession. Ein solcher Zyklus dauert rund 26.000 Jahre. Darum wird der Polarstern nicht für alle Ewigkeit im Norden stehen. Und auch diese Präzession ist noch von einer weiteren Bewegung überlagert, der so genannten Nutation. Sie wird vom Mond verursacht.

 

Und genauso verhält sich dann auch mit unserer „Zeitmessung“:

Dieses wird so kompliziert dargestellt, das man es kaum noch hinterfragen kann, wie auf dieser Webseite zu lesen ist:

 

UT basiert auf Sternzeit


Obwohl die UT per Definition eine Sonnenzeit ist, wird sie in der Regel anhand der Positionen von Fixsternen abgeleitet. Mit dieser Methode kann eine viel höhere Genauigkeit erzielt werden.

Durch die Drehung der Erde um ihre Achse scheinen sich die Sonne und andere unbewegliche Himmelskörper aus unserer Perspektive über den Himmel zu bewegen. Zur Bestimmung der Univeral Time wird nun der exakte Moment registriert, an dem ein Fixstern den örtlichen Meridian (Längengrad) passiert. Die Zeitspanne zwischen zwei Meridiandurchgängen wird Sterntag genannt.

Diese Observation wird dann mit der Internationalen Atomzeit (TAI) verglichen. Die TAI ist ein sehr genauer, von Atomuhren ermittelter Zeitstandard. So wird die exakte Länge des aktuellen Sonnentages ermittelt – und damit die genaue Geschwindigkeit der Erdrotation. Da diese von Tag zu Tag geringfügig schwankt, spiegelt die Universal Time die durchschnittliche Länge eines Sonnentages wider.

Mithilfe von moderner Technologie kann die UT so mit einer beispiellosen Präzision bestimmt werden. Bei der Very Long Base Interferometry (VLBI) registriert ein Gespann von Radioteleskopen die Radiosignale von fernen Himmelskörpern wie Quasaren. Mit dieser Methode kann die Erdrotation mit einer Genauigkeit von weniger als vier Millisekunden im Vergleich zur TAI bestimmt werden.


Siderische Zeit vs Sonnenzeit


Die so ermittelte Sternzeit, auch siderische Zeit genannt, weicht per Definition von der Sonnenzeit ab. Verwendet man einen fernen Fixstern als Bezugspunkt, misst man die Zeitspanne, in der sich die Erde im Vergleich zu einem Objekt außerhalb der Erdumlaufbahn um die Sonne einmal um ihre Achse dreht. Die Universal Time soll jedoch die Dauer einer Umdrehung im Bezug zur Sonne wiedergeben.

Der Unterschied zwischen Stern- und Sonnenzeit ergibt sich aus der Tatsache, dass die Erde nicht stillsteht. Während sie sich um sich selbst dreht, reist sie um die Sonne – und die Richtung ihrer Sonnenumlaufbahn entspricht der Richtung ihrer Rotation. Deswegen muss sich die Erde jeden Tag ein wenig weiter drehen, um sozusagen mit der Sonne aufzuschließen. Für diesen zusätzlichen Weg benötigt unser Planet etwa vier Minuten – der Zeitunterschied zwischen einem Sterntag und einem Sonnentag.

Aus diesem Grund muss zur Ermittlung der Universal Time die gemessene Sternzeit mathematisch in Sonnenzeit umgewandelt werden.


Varianten der Universalzeit: UT0, UT1 und UT2


Es gibt mehrere Varianten der Universal Time, die sich nur um wenige Millisekunden voneinander unterscheiden. Jede UT-Version wird für unterschiedliche Zwecke eingesetzt....

 

Ab hier habe ich aufgegeben, da ich nichts mehr verstand. Es klingt aber alles sehr wissenschaftlich fundiert, oder alles nur eine Verschwörungstheorie?


Who knows, who knows?

Zuletzt geändert am: Mittwoch, den 17. März 2021 um 21:10 Uhr