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Überraschende Bahn der Sonne am Himmel - Gordon Williamson

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    Angenommen, man stellt eine Kamera
    an eine feste Stelle,
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    schießt vom Himmel ein ganzes Jahr lang,
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    jeden Tag zur selben Zeit ein Foto
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    und legt alle Fotos übereinander.
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    Was bekäme man von der Sonne
    auf diesem Bild zu sehen?
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    Einen feststehenden Punkt?
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    Eine Kreisbahn?
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    Keines von beiden.
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    Eigentümlicherweise
    folgt ihre Bahn der Figur Acht,
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    bekannt als Sonnen-Analemma.
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    Warum ist das so?
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    Die Erde bewegt sich kreisend.
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    Erstens dreht sie sich in 24 Stunden
    einmal um ihre Achse,
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    wobei sie Sonnenaufgänge
    und -untergänge bewirkt.
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    Gleichzeitig umrundet sie
    in einem viel langsameren Zyklus
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    ungefähr alle 365 Tage die Sonne.
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    Die Sache hat einen Haken.
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    Bezogen auf die Ebene ihrer Umlaufbahn
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    dreht sich die Erde nicht mit einem
    senkrecht nach oben zeigenden Nordpol.
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    Stattdessen hat ihre Achse
    eine ständige Neigung von 23,4 Grad.
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    Das ist als Erdneigung
    oder Obliquität bekannt.
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    Eine 23 Grad Neigung erscheint
    vielleicht nicht wichtig zu sein,
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    ist aber der Hauptgrund, dass wir
    unterschiedliche Jahreszeiten erleben.
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    Weil sich die Achse
    in dieselbe Richtung neigt,
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    während die Erde
    ihrer jährlichen Umlaufbahn folgt,
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    gibt es jedes Jahr einen langen Zeitraum,
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    in dem die Nordhalbkugel
    der Sonne zugewandt ist,
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    während die Südhalbkugel abgewandt ist
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    und umgekehrt.
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    Das erleben wir als Sommer und Winter.
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    Während des Sommers auf einer Erdhälfte,
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    taucht die Sonne höher am Himmel auf
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    und macht die Tage länger und wärmer.
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    Einmal im Jahr erreicht
    die Sonnendeklination,
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    der Winkel zwischen dem Äquator
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    und dem Punkt, wo die Sonne
    direkt über uns steht,
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    ihren Höchstwert.
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    Dieser Tag ist als Sommersonnenwende
    bekannt, der längste Tag des Jahres,
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    und als der Tag, an dem die Sonne
    am höchsten am Himmel steht.
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    Die Erdneigung erklärt teilweise,
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    warum die Sonne ihre Position
    am Himmel verändert
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    und die Länge der "Acht"
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    stellt die ganzen 46,8 Grad
    der Sonnendeklination eines Jahres dar.
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    Aber warum ist es eine "Acht"
    und nicht nur eine gerade Linie?
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    Das ist die Folge einer anderen
    Eigenschaft des Erdumlaufs,
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    ihrer Bahnexzentrizität.
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    Die Umlaufbahn der Erde
    um die Sonne ist eine Ellipse,
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    die ihre Entfernung zur Sonne
    an verschiedenen Punkten ändert.
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    Die entsprechende Änderung
    der Gravitationskraft
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    verursacht im Januar
    die höchste Umlaufgeschwindigkeit,
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    wenn sie den sonnennächsten Punkt,
    den Perihel, erreicht
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    und die geringste Geschwindigkeit im Juli,
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    wenn sie den sonnenfernsten Punkt,
    den Aphel, erreicht.
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    Die Exzentrizität der Erdbahn bedeutet,
    dass der Sonnenhöchststand,
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    die Tageszeit, wenn die Sonne
    ganz hoch am Himmel steht,
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    nicht immer zur gleichen Zeit eintritt.
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    Eine Sonnenuhr kann gegenüber
    einer normalen Uhr
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    sechzehn Minuten vor
    oder vierzehn Minuten nachgehen.
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    Die Uhrzeit und die Sonnenzeit
    stimmen nur viermal im Jahr überein.
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    Die Breite der "Acht"
    stellt das Ausmaß der Ablenkung dar.
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    Woher wussten die Menschen früher
    die richtige Uhrzeit?
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    Den größten Teil der Menschheitsgeschichte
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    reichte es völlig aus,
    sich am Sonnenstand zu orientieren.
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    Aber im Verlauf der Moderne
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    wurde der Unterschied zwischen Sonnenuhren
    und mechanischen Uhren bedeutsam.
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    Die Zeitgleichung rechnet
    die scheinbare Sonnenzeit
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    in die normierte Zeit um,
    auf die wir uns alle verlassen.
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    Sie wurde durch Ptolemäus bekannt
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    und durch die Arbeit
    von Johannes Kepler verfeinert.
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    Das Analemma war früher
    sogar auf die Globen gedruckt,
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    damit die Leute den Unterschied
    zwischen Uhrzeit und Sonnenzeit
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    für einen bestimmten Tag im Jahr
    bestimmen konnten.
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    Das Erscheinungsbild des Analemmas
    hängt vom Standort ab.
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    Es ist in einem Winkel geneigt,
    der vom Breitengrad abhängt,
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    oder steht auf der Südhalbkugel
    auf dem Kopf.
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    Wenn man auf einem anderen Planeten ist,
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    findet man vielleicht
    etwas ganz anderes vor.
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    In Abhängigkeit von der Bahnexzentrizität
    und Achsenneigung dieses Planeten,
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    erscheint das Analemma
    vielleicht als Tränentropfen,
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    oval
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    oder sogar als gerade Linie.
Title:
Überraschende Bahn der Sonne am Himmel - Gordon Williamson
Description:

Die ganze Lektion unter: http://ed.ted.com/lessons/the-sun-s-surprising-movement-across-the-sky-gordon-williamson

Angenommen, man stellt eine Kamera an einen festen Ort und schießt ein ganzes Jahr jeden Tag zur gleichen Zeit ein Foto vom Himmel und legt diese Fotos alle übereinander. Wie würde die Sonne auf diesem zusammengesetzten Bild aussehen? Wie ein feststehender Punkt? Wie eine Kreisbahn? Wie keines von beiden. Seltsamerweise vollführt sie eine "Acht", bekannt als das Sonnen-Analemma. Gordon Williamson erklärt, warum.

Lektion von Gordon Williamson. Animation durch TED-Ed.
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:23

German subtitles

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