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In der Antike dachten Astronomen, dass alle Himmelsobjekte – Sonne, Mond, Planeten und Sterne – in einer Reihe von Kristallkugeln um die Erde kreisen. Aber mit der Entwicklung der modernen Wissenschaft konnten Astronomen unseren Platz im Kosmos besser verstehen. Sie entdeckten, dass alle Planeten, einschließlich der Erde, tatsächlich um die Sonne kreisen.
Wissenschaftler entdeckten nicht nur die einfache Tatsache, dass die Planeten die Sonne umkreisen, sondern auch die zugrunde liegenden Gründe dafür. Welche Ereigniskette führte uns zu unserem aktuellen Sonnensystem mit Planeten, die die Sonne umkreisen?
Früher dachten Astronomen, die Erde sei das Zentrum des Sonnensystems
Da wir auf der Erde leben und wir sehen, wie Objekte durch unsere Sicht des Himmels gleiten, ist es natürlich anzunehmen, dass die Erde der Mittelpunkt des Universums ist. Tatsächlich war diese Perspektive – bekannt als Geozentrismus – die Vorgabe für alle alten Zivilisationen. Sonne, Mond, Planeten und Sterne schienen sich jeden Tag um die Erde zu bewegen. Und weil sich die Erde selbst nicht zu bewegen schien, nahmen Astronomen wie Ptolemäus an, dass die Erde der Mittelpunkt des Universums sei. Sie gingen sogar so weit, mit diesem völlig ungenauen Modell des Sonnensystems sehr detaillierte Modelle zur Vorhersage der Bewegungen von Objekten mit hoher Genauigkeit zu erstellen. Die Vorhersagen von Ptolemäus wurden für mehr als 1500 Jahre verwendet, um astrologische Vorhersagen zu treffen, bis ein viel besseres Modell auftauchte.
Eigentlich ist die Sonne das Zentrum des Sonnensystems
Ein neues, genaueres Modell des Sonnensystems gab es erst im 16. Jahrhundert, als der polnische Astronom Nicolai Copernicus sein universumsveränderndes Buch veröffentlichte: Über die Revolutionen der Himmelskörper . Kopernikus hat das Sonnensystem genau reorganisiert und die Sonne ins Zentrum gestelltheliozentrisches Modell. Und die Erde nahm ihren richtigen Platz ein, als nur ein weiterer Planet, der die Sonne umkreist – einer der 6, die den Astronomen zu dieser Zeit bekannt waren.
Das Modell von Copernicus half, zwei Fragen zu beantworten, die Astronomen seit Jahrhunderten beschäftigten: Warum die Planeten im Laufe mehrerer Monate heller und dunkler werden (weil sie sich immer weiter entfernen) und warum die Planeten sich umzukehren und sich rückläufig zu bewegen scheinen Richtung. Leicht erklärt durch die wechselnden Positionen der Erde, der Planeten und der Hintergrundsterne.
Aber warum umkreisen sie die Sonne?
Sobald sie die Natur der Planetenbewegung im Sonnensystem genau beschreiben konnten, blieben sie vor einer grundlegenderen Frage:Warum umkreisen die Planeten die Sonne?Welche Abfolge von Ereignissen führte zu den aktuellen Bewegungen der Planeten um die Sonne?
Um dies zu erklären, müssen wir vor 4,6 Milliarden Jahren zurückblicken, bevor es überhaupt ein Sonnensystem gab. An unserer Stelle war stattdessen eine riesige Wolke aus Wasserstoffgas, die vom Urknall übrig geblieben war. Ein Ereignis, wie eine nahe gelegene Supernova-Explosion, löste einen gravitativen Kollaps der Wolke aus, wodurch die Wasserstoffatome durch gegenseitige Schwerkraft aneinander heften.
Jedes einzelne Wasserstoffatom hatte seinen eigenen Impuls, und wenn sich die Atome zu immer größeren Gasklumpen zusammenballten, brachte die Impulserhaltung über alle Teilchen diese Gasklumpen in Drehung. Stellen Sie sich zwei sich drehende Fallschirmspringer vor, die in der Luft miteinander kollidieren; nach ihrer Kollision haben sie eine neue Rotationsgeschwindigkeit und -richtung basierend auf der Addition ihrer ursprünglichen Richtungen.
Schließlich wurde all dieses Wasserstoffgas zu einem massiven, sich drehenden Gasball gesammelt, der unter seiner eigenen Schwerkraft weiter zusammenbrach. Als es zusammenbrach, begann es sich immer schneller zu drehen, genauso wie eine Eiskunstläuferin, die ihre Arme einzieht, ihre Rotationsgeschwindigkeit erhöht.
Die sich drehende Gas- und Staubwolke wurde aufgrund der Rotationskraft abgeflacht, mit der Sonne im Zentrum und dann von einer pfannkuchenförmigen Materialscheibe, die sie umgab. Die Planeten bildeten sich aus dieser Materialscheibe und sammelten Staubpartikel zu immer größeren Gesteinen, bis sich planetengroße Objekte angesammelt hatten.
Die Planeten sind in perfekter Balance
Die Planeten umkreisen die Sonne, weil sie bei der Entstehung des Sonnensystems übrig geblieben sind. Ihre aktuelle Bewegung hängt von der Anziehungskraft der Sonne im Zentrum des Sonnensystems ab. Tatsächlich sind sie in perfekter Balance.
Auf die Planeten wirken zwei gegensätzliche Kräfte: die Schwerkraft, die sie nach innen zieht, und die Trägheit ihrer Umlaufbahn, die sie nach außen treibt. Wenn die Schwerkraft dominant wäre, würden sich die Planeten nach innen drehen. Wenn ihre Trägheit dominant wäre, würden sich die Planeten nach außen in den tiefen Weltraum drehen.
Die Planeten versuchen, in den Weltraum zu fliegen, aber die Schwerkraft der Sonne zieht sie in eine gekrümmte Umlaufbahn.
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