Wie die Sonne uns die Geheimnisse der Erde verrät
Die tägliche Bewegung der Sonne
Jeden Tag sehen wir, wie die Sonne am Himmel auf- und untergeht. Diese Bewegung ist jedoch nur scheinbar. In Wirklichkeit dreht sich die Erde um ihre eigene Achse. Morgens geht die Sonne im Osten auf, erreicht mittags ihren höchsten Punkt und sinkt abends im Westen. Diese tägliche Bewegung gibt uns Hinweise auf die Form und die Eigenschaften unserer Erde.
Jahreszeitliche Veränderungen
Im Laufe eines Jahres verändert sich die Position der Sonne am Himmel. Im Sommer steht sie höher, im Winter tiefer. Das liegt an der Neigung der Erdachse. Die Erde ist um etwa 23,5 Grad geneigt. Diese Neigung führt dazu, dass die Sonne im Sommer auf der Nordhalbkugel höher steht und die Tage länger sind. Im Winter ist es umgekehrt.
Die Entdeckung des Eratosthenes
Ein berühmtes Beispiel dafür, wie die Sonne uns über die Erde aufklärt, ist die Geschichte von Eratosthenes. Vor über 2000 Jahren bemerkte er, dass in Syene (heute Assuan) am Tag der Sommersonnenwende die Sonne mittags keinen Schatten warf. In Alexandria jedoch, das weiter nördlich liegt, warf ein Stock zur gleichen Zeit einen Schatten. Eratosthenes maß den Winkel des Schattens und fand heraus, dass die Sonne dort etwa 7,2 Grad vom Zenit entfernt war. Dieser Unterschied zeigte ihm, dass die Erde eine Kugel sein muss.
Berechnung des Erdumfangs
Eratosthenes wusste, dass 7,2 Grad etwa ein Fünfzigstel eines Kreises (360 Grad) sind. Also musste der Abstand zwischen Syene und Alexandria ein Fünfzigstel des Erdumfangs betragen. Durch die Messung dieses Abstands konnte er den Umfang der Erde berechnen. Seine Methode war einfach, aber genial und zeigte, wie viel wir durch Beobachtung der Sonne lernen können.
Die Bedeutung der Wendekreise
Die Formel h = 90° – |B – δ| beschreibt den Höhenwinkel der Sonne. Dabei steht h für den Höhenwinkel, B für die geografische Breite und δ für die Deklination der Sonne. Diese Formel zeigt, dass die Sonne nur zwischen den Wendekreisen (23,5 Grad nördlicher und südlicher Breite) im Zenit stehen kann. Außerhalb dieser Zone erreicht die Sonne niemals den höchsten Punkt direkt über uns.
