Bei Vollmond sieht man es besonders gut: Der Mond ist rund. Keine Ecken, keine Kanten. Warum ist der Mond so rund?
Nicht nur der Mond ist rund. Auch Planeten und viele große Monde sind es. Der Grund dafür ist die Schwerkraft.
Wer schon einmal eine Kugel aus Knetwachs geformt hat, hat das Prinzip eigentlich schon verstanden.
Wikipedia: Planet | Gravitation | Potential | Äquipotentialfläche | Asteroid
Begriffe: Mond, Himmelskörper, Schwerkraft, Potential, Äquipotentialfläche, oben, unten, Mittelpunkt
Warum macht Schwerkraft rund?
Jeder ausreichend große Himmelskörper hat eine eigene Schwerkraft.
Diese Schwerkraft zieht alles zum Mittelpunkt des Körpers. Steine fallen nach unten, Berge rutschen ab, Material sammelt sich tiefer.
Mit der Zeit werden so Spitzen abgetragen und Täler aufgefüllt.
Am Ende gibt es kein „oben“ und „unten“ mehr – sondern nur noch gleich weit vom Mittelpunkt entfernt.
Was bedeutet „rund“ in der Physik?
Physikalisch bedeutet „rund“: Alle Punkte auf der Oberfläche haben die gleiche potenzielle Energie.
Man nennt diese Oberfläche eine Äquipotentialfläche.
Auf einer solchen Fläche kann nichts mehr „hinunterfallen“, weil kein Punkt höher liegt als ein anderer.
Eine Kugel ist genau so eine Fläche. Darum ist die Kugel die natürliche Form eines großen Körpers im Schwerefeld.
Was ist das Potential?
Die Schwerkraft eines Körpers erzeugt ein sogenanntes Potential.
Je weiter ein Objekt vom Mittelpunkt entfernt ist, desto größer ist seine potenzielle Energie.
„Hoch“ bedeutet: viel potenzielle Energie. „Tief“ bedeutet: wenig potenzielle Energie.
Die Natur strebt danach, Unterschiede im Potential auszugleichen.
Warum sind Berge kein Widerspruch?
Auch auf der Erde gibt es Berge und Täler.
Aber: Wind, Wasser, Eis und Temperatur tragen Berge langsam ab.
Dieser Prozess heißt Erosion.
Erosion macht Höhen niedriger und Tiefen höher. Die Erde wird dadurch langfristig immer kugelähnlicher.
Gibt es auch eckige Himmelskörper?
Ja. Kleine Himmelskörper sind oft nicht rund.
Asteroiden und Kometen haben zu wenig Masse und damit zu wenig Schwerkraft, um sich selbst rund zu machen.
Dort reicht die Gravitation nicht aus, um Material „fließen“ zu lassen. Ecken bleiben erhalten.
Ab wann wird ein Körper rund?
Ein Himmelskörper wird dann rund, wenn seine eigene Schwerkraft stärker ist als die Festigkeit des Materials.
Dann kann Gestein langsam nachgeben und sich neu verteilen.
Der Mond ist groß genug dafür. Darum ist er rund.
Fragen
- Warum ist die Erde fast kugelförmig?
- Warum sind viele Asteroiden unregelmäßig?
- Was bedeutet „oben“ auf einer Kugel?
- Warum kann nichts auf einer Kugeloberfläche „rollen“?
- Welche Rolle spielt Zeit bei der Rundung?
Immer noch interessiert?
- Warum ist der Mond gebunden rotiert?
- Warum gibt es auf dem Mond keine Erosion wie auf der Erde?
- Saturnmonde – nicht alle sind rund
- Warum Berge nicht höher als 10.000 m werden
Wichtige Wörter: Mond, Schwerkraft, Gravitation, Potential, Äquipotentialfläche, Kugel, Erosion, Himmelskörper