1
00:00:07,026 --> 00:00:10,044
Angenommen, man stellt eine Kamera
an eine feste Stelle,

2
00:00:10,044 --> 00:00:12,647
schießt vom Himmel ein ganzes Jahr lang,

3
00:00:12,647 --> 00:00:15,040
jeden Tag zur selben Zeit ein Foto

4
00:00:15,040 --> 00:00:18,612
und legt alle Fotos übereinander.

5
00:00:18,612 --> 00:00:21,630
Was bekäme man von der Sonne
auf diesem Bild zu sehen?

6
00:00:21,630 --> 00:00:23,033
Einen feststehenden Punkt?

7
00:00:23,033 --> 00:00:24,691
Eine Kreisbahn?

8
00:00:24,691 --> 00:00:25,792
Keines von beiden.

9
00:00:25,792 --> 00:00:28,531
Eigentümlicherweise
folgt ihre Bahn der Figur Acht,

10
00:00:28,531 --> 00:00:30,559
bekannt als Sonnen-Analemma.

11
00:00:30,559 --> 00:00:32,380
Warum ist das so?

12
00:00:32,380 --> 00:00:35,012
Die Erde bewegt sich kreisend.

13
00:00:35,012 --> 00:00:39,318
Erstens dreht sie sich in 24 Stunden
einmal um ihre Achse,

14
00:00:39,318 --> 00:00:41,982
wobei sie Sonnenaufgänge
und -untergänge bewirkt.

15
00:00:41,982 --> 00:00:44,737
Gleichzeitig umrundet sie
in einem viel langsameren Zyklus

16
00:00:44,737 --> 00:00:49,817
ungefähr alle 365 Tage die Sonne.

17
00:00:49,817 --> 00:00:51,071
Die Sache hat einen Haken.

18
00:00:51,071 --> 00:00:53,161
Bezogen auf die Ebene ihrer Umlaufbahn

19
00:00:53,161 --> 00:00:57,396
dreht sich die Erde nicht mit einem
senkrecht nach oben zeigenden Nordpol.

20
00:00:57,396 --> 00:01:02,857
Stattdessen hat ihre Achse
eine ständige Neigung von 23,4 Grad.

21
00:01:02,857 --> 00:01:06,842
Das ist als Erdneigung
oder Obliquität bekannt.

22
00:01:06,842 --> 00:01:09,860
Eine 23 Grad Neigung erscheint
vielleicht nicht wichtig zu sein,

23
00:01:09,860 --> 00:01:13,820
ist aber der Hauptgrund, dass wir
unterschiedliche Jahreszeiten erleben.

24
00:01:13,820 --> 00:01:16,625
Weil sich die Achse
in dieselbe Richtung neigt,

25
00:01:16,625 --> 00:01:19,064
während die Erde
ihrer jährlichen Umlaufbahn folgt,

26
00:01:19,064 --> 00:01:21,051
gibt es jedes Jahr einen langen Zeitraum,

27
00:01:21,051 --> 00:01:24,601
in dem die Nordhalbkugel
der Sonne zugewandt ist,

28
00:01:24,601 --> 00:01:27,200
während die Südhalbkugel abgewandt ist

29
00:01:27,200 --> 00:01:28,346
und umgekehrt.

30
00:01:28,346 --> 00:01:31,949
Das erleben wir als Sommer und Winter.

31
00:01:31,949 --> 00:01:33,999
Während des Sommers auf einer Erdhälfte,

32
00:01:33,999 --> 00:01:35,767
taucht die Sonne höher am Himmel auf


33
00:01:35,767 --> 00:01:38,707
und macht die Tage länger und wärmer.

34
00:01:38,707 --> 00:01:40,908
Einmal im Jahr erreicht
die Sonnendeklination,

35
00:01:40,908 --> 00:01:43,292

der Winkel zwischen dem Äquator

36
00:01:43,292 --> 00:01:46,691
und dem Punkt, wo die Sonne
direkt über uns steht,

37
00:01:46,691 --> 00:01:48,464
ihren Höchstwert.

38
00:01:48,464 --> 00:01:53,382
Dieser Tag ist als Sommersonnenwende
bekannt, der längste Tag des Jahres,

39
00:01:53,382 --> 00:01:57,134
und als der Tag, an dem die Sonne
am höchsten am Himmel steht.

40
00:01:57,134 --> 00:01:58,863
Die Erdneigung erklärt teilweise,

41
00:01:58,863 --> 00:02:02,790
warum die Sonne ihre Position
am Himmel verändert

42
00:02:02,790 --> 00:02:04,217
und die Länge der "Acht"

43
00:02:04,217 --> 00:02:10,659
stellt die ganzen 46,8 Grad
der Sonnendeklination eines Jahres dar.

44
00:02:10,659 --> 00:02:13,903
Aber warum ist es eine "Acht"
und nicht nur eine gerade Linie?

45
00:02:13,903 --> 00:02:17,116
Das ist die Folge einer anderen
Eigenschaft des Erdumlaufs,

46
00:02:17,116 --> 00:02:19,463
ihrer Bahnexzentrizität.

47
00:02:19,463 --> 00:02:22,190
Die Umlaufbahn der Erde
um die Sonne ist eine Ellipse,

48
00:02:22,190 --> 00:02:26,042
die ihre Entfernung zur Sonne
an verschiedenen Punkten ändert.

49
00:02:26,042 --> 00:02:28,777
Die entsprechende Änderung
der Gravitationskraft

50
00:02:28,777 --> 00:02:32,306
verursacht im Januar
die höchste Umlaufgeschwindigkeit,

51
00:02:32,306 --> 00:02:36,319
wenn sie den sonnennächsten Punkt,
den Perihel, erreicht

52
00:02:36,319 --> 00:02:38,564
und die geringste Geschwindigkeit im Juli,


53
00:02:38,564 --> 00:02:42,146
wenn sie den sonnenfernsten Punkt,
den Aphel, erreicht.

54
00:02:42,146 --> 00:02:45,351
Die Exzentrizität der Erdbahn bedeutet,
dass der Sonnenhöchststand,

55
00:02:45,351 --> 00:02:48,098
die Tageszeit, wenn die Sonne
ganz hoch am Himmel steht,

56
00:02:48,098 --> 00:02:50,968
nicht immer zur gleichen Zeit eintritt.

57
00:02:50,968 --> 00:02:54,410
Eine Sonnenuhr kann gegenüber
einer normalen Uhr

58
00:02:54,410 --> 00:02:58,187
sechzehn Minuten vor
oder vierzehn Minuten nachgehen.

59
00:02:58,187 --> 00:03:04,202
Die Uhrzeit und die Sonnenzeit
stimmen nur viermal im Jahr überein.

60
00:03:04,202 --> 00:03:08,620
Die Breite der "Acht"
stellt das Ausmaß der Ablenkung dar.

61
00:03:08,620 --> 00:03:11,736
Woher wussten die Menschen früher
die richtige Uhrzeit?

62
00:03:11,736 --> 00:03:13,795
Den größten Teil der Menschheitsgeschichte

63
00:03:13,795 --> 00:03:16,554
reichte es völlig aus,
sich am Sonnenstand zu orientieren.

64
00:03:16,554 --> 00:03:17,844
Aber im Verlauf der Moderne

65
00:03:17,844 --> 00:03:22,085
wurde der Unterschied zwischen Sonnenuhren
und mechanischen Uhren bedeutsam.

66
00:03:22,085 --> 00:03:25,423
Die Zeitgleichung rechnet
die scheinbare Sonnenzeit

67
00:03:25,423 --> 00:03:28,439
in die normierte Zeit um,
auf die wir uns alle verlassen.

68
00:03:28,439 --> 00:03:31,417
Sie wurde durch Ptolemäus bekannt


69
00:03:31,417 --> 00:03:34,417
und durch die Arbeit
von Johannes Kepler verfeinert.

70
00:03:34,417 --> 00:03:36,967
Das Analemma war früher
sogar auf die Globen gedruckt,

71
00:03:36,967 --> 00:03:40,344
damit die Leute den Unterschied
zwischen Uhrzeit und Sonnenzeit

72
00:03:40,344 --> 00:03:44,563
für einen bestimmten Tag im Jahr
bestimmen konnten.

73
00:03:44,563 --> 00:03:48,679
Das Erscheinungsbild des Analemmas
hängt vom Standort ab.

74
00:03:48,679 --> 00:03:51,759
Es ist in einem Winkel geneigt,
der vom Breitengrad abhängt,

75
00:03:51,759 --> 00:03:54,227
oder steht auf der Südhalbkugel
auf dem Kopf.

76
00:03:54,227 --> 00:03:56,238
Wenn man auf einem anderen Planeten ist,

77
00:03:56,238 --> 00:03:58,448
findet man vielleicht
etwas ganz anderes vor.

78
00:03:58,448 --> 00:04:02,054
In Abhängigkeit von der Bahnexzentrizität
und Achsenneigung dieses Planeten,

79
00:04:02,054 --> 00:04:04,501
erscheint das Analemma
vielleicht als Tränentropfen,

80
00:04:04,501 --> 00:04:05,255
oval

81
00:04:05,255 --> 00:04:07,137
oder sogar als gerade Linie.