Wie am Namen schon zu erkennen, sagt uns die Lichtgeschwindigkeit, wie schnell sich das Licht bewegt. Und das ist vermutlich die größtmögliche Geschwindigkeit im Universum! Nichts kann schneller sein als das Licht.
Wenn ein Lichtstrahl von einem Stern ausgesendet wird, bewegt er sich in einer einzigen Sekunde unglaubliche 299792 Kilometer weiter! Das sind mehr als 1 Milliarde km/h! Und obwohl das eine so unvorstellbar große Geschwindigkeit ist, braucht auch das Licht eine gewisse Zeit, bis es irgendwo ankommt. Das All ist eben gleichfalls unermesslich groß. Das Licht, das unsere Sonne aussendet, braucht ganze acht Minuten, ehe es hier auf der Erde eintrifft.
Das bedeutet aber auch, dass wir nur sehen können, wie die Sonne vor acht Minuten aussah. Ein aktuelles Bild können wir uns von ihr nicht machen. Sollte sie also jemals explodieren, erfahren bzw. sehen wir das erst acht Minuten später! Wären wir Bewohner des Pluto, der mit 6 Milliarden Kilometern Abstand um die Sonne kreist, könnten wir die Explosion erst mit 5 Stunden Verspätung sehen! So lange ist das Sonnenlicht zu Pluto unterwegs.
Unser Sonnensystem ist nur eine winzige Welteninsel im unendlich großen Kosmos. Die Abstände der Planeten zur Sonne lassen sich gerade noch in Milliarden Kilometern ausdrücken. Zum nächst gelegenen Stern Proxima Centauri aber sind es schon ca. 40678000000000 Kilometer! Kurz gesagt sind das 40 Billionen. Für solch große Entfernungen braucht man ein geeignetes Maß. Hier kann uns die Lichtgeschwindigkeit behilflich sein. Mit ihr lässt sich das Maß Lichtjahr festlegen.
Schon gewusst?
In der berühmten Formel E = m * c2 von Albert Einstein ist die Lichtgeschwindigkeit enthalten! Sie bekam in der Mathematik das Formelzeichen c. Ausgesprochen heißt das Ganze: Energie ist gleich Masse mal Lichtgeschwindigkeit mal Lichtgeschwindigkeit.
Um Reisen zu anderen Sternen unternehmen zu können und dabei nicht ewig unterwegs zu sein, bräuchten wir sehr schnelle Raumschiffe. Das schnellste bisher ist die Plutosonde New Horizons. Mit ihrer Geschwindigkeit von ca. 83.000 km/h kommt sie dabei noch nicht einmal auf 1% der Lichtgeschwindigkeit. Wir sind also noch weit davon entfernt, wirklich schnelle Raumschiffe zu bauen. Nachbarsterne bleiben für uns leider unerreichbar, außer natürlich in Sciencefictionfilmen, da ist alles möglich...
Das Lichtjahr
Lichtjahr klingt zwar nach einer Zeitangabe, ist aber in Wirklichkeit eine Entfernungseinheit.
Das Licht legt in einer Sekunde 299792 Kilometer zurück.
In einem Jahr schafft es also eine Strecke von etwa 9,46 Billionen Kilometern!
Diese große Zahl reicht aber noch immer nicht aus, um die Strecke zum nächstgelegenen Stern zu beschreiben, also verwenden wir die Einheit Lichtjahr. Das Sonnenlicht braucht mehr als vier Jahre bis Proxima Centauri, was einer Entfernung von 4,2 Lichtjahren entspricht.
Die Astronomische Einheit
Innerhalb des Sonnensystems verwenden wir aber eine andere Entfernungseinheit, und zwar die Astronomische Einheit (AE).
Sie entspricht etwa 150 Millionen Kilometern und ist vom mittleren Abstand der Erde von der Sonne abgeleitet.
Merkur ist etwa 1/3 AE von der Sonne entfernt, Pluto dagegen etwa 40 AE.
Das Parsec
Eine noch größere Einheit als das Lichtjahr ist das Parsec. Es entspricht etwa 3,26 Lichtjahren.
Das Parsec wird hauptsächlich dazu verwendet, sehr große Entfernungen zu beschreiben. Dabei wird oft Megaparsec benutzt, das sind 1 Million Parsec.
Die Entfernungsangabe Lichtjahr drückt aus, wie lange das Licht eines Sterns oder einer Galaxie zu uns unterwegs ist. Unsere Nachbargalaxie Andromeda ist beispielsweise 2,3 Millionen Lichtjahre von uns entfernt, das wären umgerechnet 21 Trillionen Kilometer! Zugleich bedeuten für uns diese 2,3 Millionen Lichtjahre, dass wir die Galaxie jetzt so sehen, wie sie vor 2,3 Millionen Jahren einmal aussah. Nie werden wir sie im aktuellen Zustand wahrnehmen können!
Das gilt auch für alle anderen Objekte im Weltall. Wir können uns keinen aktuellen Anblick des Universums verschaffen, denn das Licht, das uns von den Sternen erreicht, ist schon alt. Damit ist der Himmel zugleich eine Art Zeitmaschine, mit der wir in die Vergangenheit blicken können.
Entfernungen
| Sirius | hellster Stern am Himmel | Großer Hund | 8,6 Lichtjahre |
|---|---|---|---|
| Wega | hellster Stern im | Sternbild Leier | 25,3 Lichtjahre |
| Regulus | Hauptstern des | Löwen | 79 Lichtjahre |
| Beteigeuze | linker Schulterstern des | Orion | 600 Lichtjahre |
| Plejaden | Sternhaufen im | Stier | zwischen 330 und 380 Lichtjahren |
| Rigel | rechtes Knie des | Orion | 770 Lichtjahre |
| Milchstraße | Durchmesser | 150.000 Lichtjahre | |
| Andromedagalaxie | Entfernung | 2,3 Millionen Lichtjahre | |
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Weitere Entfernungsmaße von Sternen findest du in der Sternentabelle. |
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Geschichtliches
Früher ging man davon aus, dass die Lichtgeschwindigkeit unendlich groß sein muss, denn alle Versuche sie zu messen scheiterten. Galileo Galilei dachte sich folgende Versuchsanordnung aus: Er suchte sich zwei Hügel aus, die in Sichtweite voneinander entfernt lagen. Auf jedem Hügel errichtete er einen Posten. Der eine sollte eine Laterne anzünden, und der andere sollte den Zeitpunkt feststellen, an dem er das Licht der Laterne zu sehen bekam.
Aber egal wie weit die Posten voneinander entfernt waren, das Licht schien immer im selben Moment anzukommen, da die Laterne entzündet wurde. Daher nahm auch Galilei an, die Geschwindigkeit des Lichtes sei unendlich groß. Zu seiner Zeit gab es einfach noch keine geeigneten Messinstrumente und Methoden, um der Lichtgeschwindigkeit auf die Spur zu kommen.
Einige Jahrzehnte später, nämlich 1676, machte der dänische Astronom Ole Römer eine sensationelle Entdeckung. Er beobachtete über einen längeren Zeitraum die Bewegungen der vier großen Monde des Jupiter und verfolgte ihre Verfinsterungen.
Dabei stellte er fest, dass die Verfinsterungen ein paar Minuten zu früh eintreten als vorausberechnet, wenn sich Erde und Jupiter gerade sehr nahe kommen. Genauso war auch der umgekehrte Effekt zu beobachten: ist der Abstand zwischen Erde und Jupiter gerade sehr groß, verzögern sich die Verfinsterungen ein klein wenig.
Ole Römer erkannte, dass das mit der Lichtgeschwindigkeit zu tun haben musste. Immerhin variiert der Abstand Erde - Jupiter zwischen 628 Millionen und 928 Millionen Kilometern! Stehen sie sich nahe, erreicht uns das Licht, das von Jupiter reflektiert wird, nach 35 Minuten. Beim größtmöglichen Abstand zwischen Erde und Jupiter benötigt das Licht schon 51 Minuten, um diese Entfernung zurückzulegen.
Anhand seiner Messungen und Überlegungen kam Ole Römer auf einen Wert der Lichtgeschwindigkeit von 225 000 Kilometern pro Sekunde. Das kam dem tatsächlichen Wert von knapp 300 000 km/s schon recht nahe. Zumindest war jetzt klar, dass auch das Licht eine messbare Geschwindigkeit besitzt, die eben nicht unendlich groß ist.