Sternbild Orion
Ferne Sterne und Gaswolken: Der südliche Abschnitt des Himmelsjägers Orion

Der 5. Kurstag ist fast den steigenden Covid-19- Infektionszahlen zum Opfer gefallen. Zu Glück konnten wir auf unsere 2. Schiene, dem Streaming des VHS-Kurses, ausweichen. Und so trafen wir uns kurzerhand virtuell über Skype.
Hauptthema dieses Kurstages waren die astronomischen Distanzen, wie sie sich ‚anfühlen‘ und mit welchen Einheiten sie gemessen werden.

Astronomische Entfernungseinheiten

Die auch im normalen Leben häufig verwendete Längeneinheit, welche auch in der Astronomie genutzt wird, sind natürlich die Kilometer (km). Mit dieser Einheit werden die Ausmaße kompakter astronomischer Objekte gemessen; etwa die Durchmesser von Sternen, Planeten, Asteroiden aber auch die Abstände zwischen Planeten und ihren Monden.

Will man jedoch die Distanzen innerhalb unseres Sonnensystems ausdrücken, wird die Kilometerangabe recht unhandlich, da man es sofort mit sehr großen Zahlen zu tun bekommt: So beträgt der mittlere Abstand der Erde von der Sonne 149 Mio. km. Stattdessen definiert man diesen Abstand als neue Einheit: Die Astronomische Einheit (AE oder AU) bezieht sich genau auf den mittleren Abstand von Erde und Sonne. Schlägt man nun einen Radius von ca. 100 AE um unsere Sonne, so sind darin fast alle astronomischen Objekte des Sonnensystems enthalten (bis auf einige exotische Kometen und die nur theoretisch postulierte Oortsche Wolke).

Als nächst größere Einheit dient das Lichtjahr; es ist definiert als die Strecke, die das Licht im Vakuum des Weltraums in einem Jahr zurücklegt. Legt man ca. 300.000 km pro Sekunde als Lichtgeschwindigkeit zugrunde; so entspricht dies ca. 300.000 * 3600 * 24 * 365 km = 9.4608 e12 Kilometer; also 9460,8 Milliarden Kilometer. Rechnet man dies in Astronomischen Einheiten (AE) um, so entspricht ein Lichtjahr mehr als 63.271 AE!

Das Lichtjahr (Lj, Ly) dient in unserem Milchstraßensystem als gebräuchlichste Entfernungseinheit zwischen Sternen und anderen galaktischen astronomischen Objekten. Auch die Ausdehnung galaktischer Nebel und von Galaxien wird in Lichtjahren angegeben. Gelegentlich wird auch die zusammengesetzte Einheit kLj (1000 Lj) oder MLj (Million Lj) verwendet.

Die ‚größte‘ astronomische Einheit ist das Parsec (Pc, Parallaxensekunde). Drolligerweise fußt die Definition des Parsecs auf der Astronomischen Einheit; denn das Parsec ist definiert als die Entfernung, unter der man den mittleren Abstand Erde – Sonne unter einem Winkel von einer Bogensekunde (Parallaxe) sieht. Nimmt man den Taschenrechner zu Hilfe, erhält man für das Parsec eine Distanz von 3.08 e13 Kilometer. Dies entspricht etwa 3.26 Lichtjahren.

Das Parsec wird vornehmlich in der Kosmologie verwendet; etwa in der Entfernungsangabe von Galaxienhaufen, Quasaren usw. Hierzu wird dann auf kPc (1000 Pc), MPc (1 Mio. Pc) und sogar GPc (1 Milliarde Parsec) zurückgegriffen.

Zeit, die man bräuchte…

Um diese Distanzen ‚erfahrbar‘ zu machen, haben wir uns vorgestellt, wie lange man benötigen würde, im die astronomischen Längeneinheiten mit heute gebräuchlichen Fahr- oder Flugzeugen zurückzulegen. Hierzu betrachteten wir einen Pkw, der mit Autobahnrichtgeschwindigkeit (130 km/h) unterwegs ist und einen Überschalljet (mit einer Geschwindigkeit von 2000 km/h) und stellten mit diesen Angaben die folgende Tabelle auf:

ErdumfangErde -Mond1 AE1 Lj1Pc
km40.000384.400149 Mio.9.46e123.08e13
Pkw12,8 Tage4.1 Monate140 Jahre8.3 Mio. J.27 Mio. J.
Jet20 h8 Tage8.5 Jahre540.000 J.1.76 Mio J.
Zeiten, die benötigt werden, um die o.g. Strecke zurückzulegen

Schnell wurde klar, dass unser Sonnensystem mit Technologien der näheren Zukunft erforschbar sein könnte; aber bereits das Lichtjahr ist eine Entfernung, die auch den kommenden Generationen höchstwahrscheinlich verschlossen bleiben wird, diese mit vom Menschen besetzten Raumschiffen zurückzulegen. Dabei ist das uns nächst gelegene Sternensystem, Alpha Centauri, bereits 4.3 Lichtjahre entfernt!

AstroCalc: Umrechnung astronomischer Einheiten in Albireo 1.3.0

Fazit

Hinter den astronomischen Längeneinheiten wie dem Lichtjahr oder dem Parsec verbergen sich in Wirklichkeit gigantische Entfernungen.

Angesichts der in der oft hochgepriesenen 2. Erde, auf der wir umsiedeln könnten, wenn wir unseren Planeten ‚verbraucht‘ haben, zeigen diese einfachen Rechnungen bereits die Unmöglichkeit des Vorhabens auf. Wir müssen uns also für die nächsten 10.000 Jahre mit dieser einen Erde erst einmal begnügen!