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Tag, Monat, Jahr – Die Himmelskörper als Bezugspunkte (für Tablets geeignet)

Die wohl wichtigste Zeiteinheit, die jeder Mensch wahrnimmt, ist der Tag – der Rhythmus, in dem es hell und dunkel wird. Dieser wird durch die Zeit vorgegeben, in der die Sonne scheint – letztlich also durch die Drehung der Erde um ihre Achse. Und auch die Maßeinheiten Monat und Jahr werden durch astronomische Gegebenheiten bestimmt. Die interaktive 3D-Animation verdeutlicht die Bewegungen der Himmelskörper Erde, Sonne und Mond!

Diese Anwendung ist in HTML5 programmiert und eignet sich somit auch für die Nutzung auf mobilen Endgeräten.

Himmelskörper-Animation starten (für Tablets geeignet)

In der 3D-Animation wird die Bewegung der Himmelskörper simuliert. Per Mausklick kann man zwischen Tag, Monat und Jahr wechseln.

Funktionsweise der Animation

Detailansicht der interaktiven Animation: Erde und Sonne aus kosmischer Perspektive

Im Hauptfenster wird das Zusammenspiel von Erde und Sonne aus kosmischer Sicht simuliert – hier im Beispiel am 15. Januar.

Ausschlaggebend für die Festlegung der Zeiteinheiten Tag, Monat und Jahr war die Sicht bestimmter astronomischer Zyklen von der Erde aus – wie Sonnenstand oder Mondform. Um jedoch die zugrunde liegenden astronomischen Prinzipien zu verstehen, muss man sich von der Erdoberfläche ins Weltall begeben und quasi "von draußen" auf die Bewegung der Himmelskörper Erde, Mond und Sonne schauen.

Dementsprechend ermöglicht die interaktive Animation, das Zusammenspiel der Himmelskörper aus zwei Perspektiven wahrzunehmen: aus der kosmischen Sicht (Hauptfenster) und von der Erdoberfläche aus (Fenster unten links).

Weiterführende Informationen: Tag, Monat, Jahr – Die Sonne als Maßstab

Um ein Jahr festzulegen, richtet man sich nach dem Lauf der Sonne. Dazu muss man über ein ganzes Jahr hinweg jeden Tag den höchsten Stand der Sonne messen. Man erkennt dann, dass sich die Höhe der Sonne über das Jahr hinweg ändert: Im Sommer steht sie am höchsten, im Winter am tiefsten. Das liegt daran, dass die Erdachse um ca. 23,4° geneigt ist. Beginnt man zum Beispiel zur Frühjahrs-Tagundnachtgleiche am 21. März mit seiner Messung, dann vergehen 365 Tage, bis die Sonne bei der nächsten Frühjahrs-Tagundnachtgleiche wieder an der gleichen Position zu sehen ist. Man nennt diese Stelle am Himmel den Frühlingspunkt.

Detailansicht der interaktiven Animation: Sonne von der Erde aus gesehen

Im Vergleich dazu zeigt die Animation im kleinen Fenster den Stand der Sonne von der Erde aus.

Früher wurden alle Messungen zur Bestimmung der Dauer eines Jahres an diesem Frühlingspunkt begonnen. Je genauer und öfter die Gelehrten ihre Messungen durchführten, desto klarer wurde, dass die Sonne nach 365 Tagen nicht exakt an der gleichen Position – also dem Frühlingspunkt – steht. Das war ein großes Problem für die Mathematiker und Astronomen, die die Kalender zu kontrollieren hatten. Über die Jahrtausende versuchten die Menschen, diese Ungenauigkeit der Jahresberechnung in den Griff zu bekommen und entwickelten immer exaktere Messinstrumente.

Dank Satelliten und sehr präziser Messverfahren können wir heute sagen, dass ein Jahr genau 365,24219052 Tage lang ist. Die alten Chinesen schafften das ohne Computer auch schon bis auf vier Nachkommastellen genau – und das vor über 3.620 Jahren. Aber warum ist ein Jahr nicht einfach 365 Tage lang? Das liegt daran, dass Tag und Jahr durch zwei unterschiedliche Bewegungen festgelegt sind: Ein Tag ist die Zeit, in der sich die Erde einmal um ihre Achse dreht. Ein Jahr dagegen ist die Zeit, in der die Erde einmal ihre Bahn um die Sonne durchläuft. Diese beiden Vorgänge haben nichts miteinander zu tun – es gibt also keinen Grund, warum der eine genau 365 Mal so lange dauern sollte wie der andere.

Detailansicht der interaktiven Animation: Mond von der Erde aus gesehen

Der Mond bewegt sich in ca. 1 Monat um die Erde.

Aber warum ist ein Jahr nicht einfach 365 Tage lang? Das liegt daran, dass Tag und Jahr durch zwei unterschiedliche Bewegungen festgelegt sind: Ein Tag ist die Zeit, in der sich die Erde einmal um ihre Achse dreht. Ein Jahr dagegen ist die Zeit, in der die Erde einmal ihre Bahn um die Sonne durchläuft. Diese beiden Vorgänge haben nichts miteinander zu tun – es gibt also keinen Grund, warum der eine genau 365 Mal so lange dauern sollte wie der andere.

Die Dauer eines Jahres lässt sich daher nicht glatt durch die Dauer eines Tages teilen, ein Jahr ist etwa 365 ¼ Tage lang. Um trotzdem sinnvoll mit Zeitangaben rechnen zu können, benötigt man ein System, um solche Abweichungen auszugleichen: einen Kalender.

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