Diese Frage ist überraschend schwierig. Denn wenn wir tagsüber in den Himmel schauen, sieht es so aus, als würde sich die Sonne um die Erde bewegen. Genau das dachten auch die Vertreter des geozentrischen Weltbilds. Woher wissen wir also heute, dass sich die Erde um die Sonne bewegt?
Um diese Frage zu beantworten, muss man den Himmel über längere Zeit beobachten und sehr genau hinschauen. Viele Hinweise ergeben erst gemeinsam ein klares Bild.
Wikipedia: Heliozentrisches Weltbild | Geozentrisches Weltbild | Keplersche Gesetze | Sternparallaxe
Begriffe: heliozentrisch, geozentrisch, Umlaufbahn, Ellipse, Sternparallaxe, Epizykel, Jahreszeiten
Zwei Weltbilder
Im geozentrischen Weltbild steht die Erde im Zentrum. Sonne, Mond und Planeten bewegen sich um sie. Dieses Weltbild ist alt und passt gut zu unserer Alltagserfahrung.
Im heliozentrischen Weltbild steht die Sonne im Zentrum. Die Erde ist ein Planet, der sich gemeinsam mit den anderen Planeten um die Sonne bewegt.
Beide Modelle können auf den ersten Blick den täglichen Lauf der Sonne erklären. Der Unterschied zeigt sich erst bei genaueren Beobachtungen.
1. Die Schleifen der Planeten
Beobachtet man Planeten wie den Jupiter über viele Monate, macht er scheinbar Rückwärtsbewegungen am Himmel. Diese Schleifen sind im geozentrischen Modell nur mit sehr komplizierten Zusatzannahmen erklärbar.
Im heliozentrischen Modell entstehen diese Schleifen ganz einfach: Sie sind ein Perspektiveffekt, weil sich die Erde auf einer inneren Bahn schneller bewegt als die äußeren Planeten.
2. Die Keplerschen Gesetze
Johannes Kepler fand einfache mathematische Regeln, die die Planetenbewegungen sehr genau beschreiben.
Das wichtigste Ergebnis: Planeten bewegen sich auf Ellipsen, und in einem Brennpunkt dieser Ellipse steht die Sonne.
Diese Gesetze passen hervorragend zum heliozentrischen Weltbild und zeigen Planetenpositionen zuverlässig voraus.
3. Die Sternparallaxe
Ein besonders starker Hinweis ist die Sternparallaxe. Nahe Sterne erscheinen im Lauf eines Jahres leicht vor dem Hintergrund ferner Sterne verschoben.
Diese Verschiebung entsteht, weil sich die Erde im Abstand von einem halben Jahr auf verschiedenen Seiten ihrer Bahn um die Sonne befindet.
1838 gelang Friedrich Wilhelm Bessel erstmals, diese Verschiebung zu messen. Damit ließ sich zeigen: Die Erde bewegt sich um die Sonne.
4. Die Jahreszeiten
Auch die Jahreszeiten passen nur zum heliozentrischen Weltbild. Sie entstehen, weil die Erde die Sonne umläuft und ihre Achse dabei geneigt ist.
Im geozentrischen Modell wären Sommer und Winter auf beiden Erdhalbkugeln gleichzeitig – das beobachten wir nicht.
5. Die Gravitation
Kennt man die große Masse der Sonne, wird klar: Die Erde kann nicht stillstehen.
Ohne Umlaufbewegung würde sie von der Gravitation der Sonne angezogen und in sie hineinstürzen – so wie ein Apfel zur Erde fällt.
Zusammenfassung
- Planetenbewegungen zeigen Schleifen.
- Keplers Gesetze passen einfach und genau.
- Sternparallaxe zeigt die jährliche Bewegung der Erde.
- Jahreszeiten entstehen nur im heliozentrischen Modell.
- Gravitation verlangt eine Umlaufbewegung.
Fragen
- Warum merkt man die Bewegung der Erde im Alltag nicht?
- Warum sieht man keine Sternparallaxe mit freiem Auge?
- Warum waren Kreise als Planetenbahnen so lange plausibel?
- Welche Beobachtungen sprechen zusätzlich für das heliozentrische Modell?
Immer noch interessiert?
- Alpha Centauri: Wohin bewegt sich die Erde?
- Wie misst man heute Sternparallaxen?
- Warum sind Ellipsen die „natürlichen“ Bahnen?