Wir verbringen unser Leben im Rhythmus von Tag und Nacht: Morgens wird es hell, wir stehen auf. Tagsüber gehen wir zur Schule oder arbeiten, treffen uns mit Freunden, treiben Sport. Abends wird es dunkel, wir gehen ins Bett, und in der Nacht schlafen wir. Am nächsten Morgen beginnt der gleiche Ablauf von neuem, Tag für Tag, unser ganzes Leben lang. Der Wechsel von Tag und Nacht ist für uns so selbstverständlich, dass die Frage beinahe überraschend klingt: Warum gibt es eigentlich Tag und Nacht?
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Auf den ersten Blick ist die Antwort ganz leicht: Es wird Tag, weil die Sonne aufgeht. Dann zieht sie in einem Bogen über den Himmel, verschwindet schließlich hinter dem Horizont und es wird Nacht. Man könnte also meinen, Tag und Nacht wechseln sich ab, weil die Sonne wandert.
Aber dieser Eindruck täuscht: In Wirklichkeit leben wir Menschen auf einer Kugel, die sich dreht: die Erde. Die Sonne steht still und beleuchtet die Erdkugel – aber immer nur eine Seite. Dort ist es dann hell, und wenn unser Wohnort auf dieser Seite liegt, ist für uns gerade Tag.
Aber weil sich die Erde ja dreht, wandert dieser Ort weiter. Für uns sieht das so aus, als ob die Sonne über den Himmel wandert. Und wenn sich unser Ort über den Rand der hellen Seite hinweg dreht, können wir die Sonne nicht mehr sehen: Sie geht unter und es wird dunkle Nacht. Zum Glück dreht sich die Erde aber weiter, und so kommen wir auch wieder auf die Sonnenseite, es wird wieder hell und ein neuer Tag beginnt. Wenn sich die Erde einmal um ihre eigene Achse gedreht hat, ist für uns ein Tag – also 24 Stunden – vergangen.
Und in welche Richtung dreht sich die Erde? Aus einem Raumschiff könnte man sofort sehen, dass sich die Erde nach Osten dreht. Auf der Erdoberfläche muss man etwas nachdenken: Für uns sieht es so aus, als ob morgens die Sonne aus dem Osten kommt. Aber in Wirklichkeit ist es so, dass wir uns am Morgen zur Sonne hindrehen, also nach Osten.
Das bedeutet auch: Östlich von uns scheint die Sonne schon. Sie geht also im Osten früher auf – und zwar um so früher, je weiter man nach Osten geht: In Dresden zum Beispiel geht die Sonne fast eine halbe Stunde früher auf als in Köln. Und wer vormittags aus dem Thailand-Urlaub in Deutschland anruft, klingelt seinen Gesprächspartner aus dem Tiefschlaf: Dort beginnt der Tag schon sechs Stunden früher. In Neuseeland schließlich, fast genau auf der anderen Seite der Welt, ist immer dann Tag, wenn bei uns Nacht ist – und umgekehrt.
Unsere Erde kreist nicht nur um sich selbst, sondern auch um sein Zentralgestirn, die Sonne. Wir Menschen kriegen diese Drehung durch den Wechsel der Jahreszeiten und die länge der Tage mit. Aber wie lange braucht die Erde um die Sonne?
Wie lange braucht die Sonne um die Erde?
Es hat den Anschein, als sei die Antwort auf diese Frage ganz einfach. Demnach dreht sich unser Planet in einem Jahr einmal um die Sonne. Die Halbzeiten kennen wir als Äquinoktien, als die Tagundnachtgleichen, die seit Menschen gedenken kalendarisch festgehalten werden.
Die ältesten Kulturstätten wie etwa Stonehenge sind zur Sonne hin ausgerichtet. Das heißt, an bestimmten Tagen im Jahr fällt das Licht exakt auf eine dafür vorgesehene Fläche. Diese Tage sind jeweils der 21. Juni (Sommersonnenwende) und der 21. Dezember (Wintersonnenwende).
Zwischen diesen beiden Daten liegen 183 Tage, also genau sechs Monate. In Summe bedeutet das, dass das Jahr aus 366 Tagen besteht. Unsere Ahnen waren also ziemlich nah dran, was die exakte Umlaufzeit um die Sonne anbelangt.
Die exakte Umlaufzeit
Also: Wie lange braucht die Erde um die Sonne jetzt wirklich? Die moderne Wissenschaft setzt bei der Beantwortung dieser Frage auf mathematische Grunddaten, die sich durch das immer größere Verständnis unseres Platzes im Sonnensystem ergeben.
Der Abstand zwischen Erde und Sonne beträgt 149.597.870 Kilometer, was in der Astronomie einer astronomischen Einheit entspricht. Das ist der Radius (r), woraus wir den Umfang der Erdumlaufbahn mit der Formel 2 x π x r berechnen können. Daraus ergibt sich, dass die Erde in einem Jahr eine Strecke von 940 Millionen Kilometer zurücklegt.
Die Geschwindigkeit um unseren Heimatstern beträgt dabei sage und schreibe 107.226 Kilometer pro Stunde. Weil Zeit sich aus der zurückgelegten Strecke durch die Geschwindigkeit ergibt, erhalten eine Zeit von 8.766,53 Stunden. Das durch 24 Stunden für einen Tag gerechnet, ergibt 365,25 Tage.
Die Erde ist schneller als du denkst
Die Erde braucht also exakt 365,25 Tage, um einmal die Sonne zu umkreisen. Es ist schon erstaunlich, dass wir dabei die enorme Geschwindigkeit von über 100.000 KMh nicht spüren. Dabei dreht sich die Erde auch noch mit einer hohen Geschwindigkeit um sich selbst.
Quellen: space.com, eigene Recherche
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Die Erde rotiert stetig um ihre eigene Achse. Das nennst du Erdrotation. Die Rotationsachse kennst du unter dem Namen Erdachse. Sie führt durch den Nord- und Südpol. Zwischen den beiden Polen — also dort, wo die Erde am breitesten ist — befindet sich der Äquator. Hier ist die Drehgeschwindigkeit mit 1.670 Kilometern pro Stunde am höchsten.
Das liegt daran, dass hier der Umfang der Erde am größten ist. Innerhalb der 24 Stunden, die die Erde braucht, um sich einmal zu drehen, muss ein Punkt auf dem Äquator 40.075 Kilometer zurücklegen. Daraus ergibt sich die Geschwindigkeit von 1.670 Kilometern pro Stunde.
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Wie schnell dreht sich die Erde?An anderen Orten der Erde werden solche Höchstgeschwindigkeiten nicht erreicht. In Berlin zum Beispiel sind es nur 1.005 Kilometer pro Stunde.
Warum merken wir nichts von der Erdrotation?
Die Drehbewegung der Erde kannst du nicht spüren. Das liegt daran, dass sich alles, was zur Erde gehört, mit bewegt. Das sind nicht nur Bäume, Häuser und Tiere, sondern auch die Wolken und sogar die Luft der Atmosphäre .
Das ist ähnlich wie im Zug: Wenn du aus dem Fenster siehst und Felder und Schienen an dir vorbeiziehen, merkst du, dass du in Bewegung bist. In einem fensterlosen Abteil würdest du das aber nicht mitkriegen.
Warum dreht sich die Erde?
Für die Rotation der Erde gibt es zwei Begründungen. Die erste Begründung hat mit der Entstehung unseres Sonnensystems zu tun. Es bildete sich aus einer riesigen Wolke aus Gas und Staub, die einen leichten Drall (Drehbewegung) hatte. Die Drehbewegung wurde verstärkt, als sich die Wolke zusammenzog und verdichtete. Den Effekt kennst du von einem Eiskunstläufer, dessen Pirouette schneller wird, wenn er die Arme an den Körper legt. Das ganze Sonnensystem und so auch die Planeten behalten diese Drehbewegung bis heute bei.
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Warum dreht sich die Erde?Die zweite Begründung trug vermutlich zu einer weiteren Verstärkung der Drehung bei. Sie hängt mit der Entstehung des Mondes zusammen. In einer frühen Phase der Planetenentwicklung stieß ein Planet mit der Erde zusammen. In Folge des Aufpralls spalteten sich Teile der beiden Himmelskörper ab, die heute als Mond um die Erde kreisen. Der marsgroße Planet prallte allerdings nicht frontal, sondern etwas seitlich auf. Das beschleunigte die bereits vorhandene Drehung der Erde.