Erdumlaufbahn

Der Begriff Erdumlaufbahn (auch Revolution) bezeichnet die Bahn, auf der sich der Planet Erde um sein Zentralgestirn, die Sonne bewegt. Die Zeit, die die Erde für eine vollständige Umrundung der Sonne benötigt ist Grundlage für unsere Zeitrechnung.

Nikolaus Kopernikus (1473-1543)

Allgemeines

In unserem Sonnensystem ist die Erde der dritte von insgesamt acht Planeten. Wie auch Merkur, Venus oder Mars gehört er zu den Gesteinsplaneten. Die anderen Planeten sind Gasplaneten, auch Gasriesen genannt. Die Erde bewegt sich auf einer elliptischen Bahn um die Sonne. Mit einer Numerischen Exzentrizität von 0,0167 kann diese jedoch in guter Näherung als Kreisbahn beschrieben werden. Die große Halbachse der Umlaufbahn beträgt dabei 149.598.022 km (die kleine Halbachse ist nur rund 40.000 km, also 0,0027 %, kleiner) . Diese Entfernung wird in der Astronomie auch als Astronomische Einheit(1 AE) bezeichnet. Die Zeit, welche die Erde für einer vollständige Umrundung der Sonne benötigt, beträgt 365,242 Tage. Da das Jahr konventionell in 365 Tage aufgeteilt wird, findet aller 4 Jahre ein sogenanntes Schaltjahr mit 366 Tagen statt, um eine Verschiebung der Jahreszeiten im Kalenderjahr zu vermeiden.

Geschichte

Voräufer eines Heliozentrischen Weltbildes, welches die Sonne als Zentralgestirn mit sie umkreisenden Planeten beschreibt, gibt es schon in der Antike. Ein bekannter Vertreter war Aristarchos von Samos, welcher in der Forschungsgeschichte gelegentlich als "griechischer Kopernikus" bezeichnet wurde. So schreibt Archimedes über ihn:

Johannes Kepler (1571-1630)

"Aristarch aber hat ein Buch verfasst, das aus bestimmten Hypothesen besteht, und das, aus diesen Annahmen folgernd, zeigt, dass das Universum um ein Vielfaches größer ist als das ‚Universum‘, welches ich eben erwähnte. Seine Thesen sind, dass die Fixsterne und die Sonne unbeweglich sind, dass die Erde sich um die Sonne auf der Umfangslinie eines Kreises bewegt, wobei sich die Sonne in der Mitte dieser Umlaufbahn befindet"

Dem christlichen Weltbild gemäß, wurde im Mittelalter jedoch ein geozentrisches Weltbild proklamiert. Der Mensch, sowie die Erde, als Schöpfung Gottes solle im Zentrum des Universums und auch des Sonnensystems stehen. Dieses Weltbild war jedoch mit den Beobachtungen der Planetenbewegungen am Nachthimmel unvereinbar. Erst Nikolaus Kopernikus deckte die Ungereimtheiten auf. Er beobachtete mit Hilfe von eigens konstruierten Teleskopen, dass sich die Fixsterne zu unterschiedlichen Jahreszeiten an unterschiedlichen Orten am Nachthimmel befanden. Diese Fixsternparallaxe ist nur durch eine Änderung der Beobachterperspektive sinnvoll zu erklären. Mit den Beobachtungen von Kopernikus, sowie Tycho Brahe, konnte Johannis Kepler schließlich die Kepler´schen Gesetze aufstellen.

Kepler´sche Gesetze

Kepler´sche Gesetze für 2 Planeten, welche sich im Gravitationsfeld eines Zentralgestirns bewegen, A₁ und A₂ sind die in gleichen Zeiten durchlaufenen Flächen, a₁ und a₂ sind die großen Halbachsen zweier Planetenbahnen

Erstes Keplersches Gesetz

   Die Planeten bewegen sich auf elliptischen Bahnen. In einem ihrer Brennpunkte steht die Sonne.

Zweites Keplersches Gesetz

   Ein von der Sonne zum Planeten gezogener Fahrstrahl überstreicht in gleichen Zeiten gleich große Flächen.

Drittes Keplersches Gesetz

   Die Quadrate der Umlaufzeiten zweier Planeten verhalten sich zueinander wie die Kuben (dritten Potenzen) der großen Halbachsen ihrer Bahnellipsen.

Auswirkungen auf das Klima

Die Ekliptik der Erde führt zu klimatisch verschiedenen Jahreszeiten

Die Erde, wie die anderen Planeten im Sonnesytem auch, bewegt sich also auf einer Ellipse um die Sonne. Durch die Rotation der Erde entstehen dabei Tag und Nacht. Außerdem ist die Drehachse der Erde (Ekliptik) im im Verhältnis zur Flugbahn um 23,5 Grad geneigt. Das führt dazu, dass manche Gebiete der Erde, die eine Hälfte des Jahres der Sonne eher zugewandt und die andere Hälfte des Jahres eher abgewandt orientiert sind. Durch die einerseits stärkere und die andererseits schwächere Sonneneinstrahlung, entstehen jährlich wiederkehrende Temperatur- und Klimaschwankungen. Diese werden als Jahreszeiten bezeichnet. Im Winter ist die Ekliptik der Sonne ab- und im Sommer der Sonne zugewandt.

Übungsaufgabe

Die Lösung findest du hier: https://www.leifiphysik.de/astronomie/planetensystem/aufgabe/zwergplanet-ceres

Siehe auch

Sonnensystem

Astronomie

Erde

Jahreszeiten