Kosmische Entfernungen

Wie weit ist es bis zum nächsten Stern? Die ehrliche Antwort in Kilometern wäre eine Zahl mit 14 Stellen, und spätestens da hört jede Vorstellung auf. Das Weltall ist so groß, dass unsere Alltagsmaße versagen. Astronominnen und Astronomen benutzen deshalb eigene Einheiten und einen Trick: Sie messen Entfernungen mit der Reisezeit des Lichts.

Die Astronomische Einheit

Für Entfernungen im Sonnensystem gibt es die Astronomische Einheit, kurz AE. Eine AE ist der mittlere Abstand zwischen Erde und Sonne, rund 150 Millionen Kilometer, genauer 149,6 Millionen. Damit werden die Zahlen handlich: Der Mars ist etwa 1,5 AE von der Sonne entfernt, Jupiter 5,2 AE und Neptun 30 AE. Statt riesiger Kilometerzahlen vergleicht man einfach alles mit der Strecke von der Erde zur Sonne.

Reisen mit Lichtgeschwindigkeit

Nichts ist schneller als Licht: Im leeren Raum schafft es rund 300.000 Kilometer pro Sekunde. Trotzdem braucht es für kosmische Strecken spürbar Zeit. Vom Mond zur Erde ist es etwa 1,3 Sekunden unterwegs, von der Sonne 8 Minuten und 20 Sekunden, von Neptun schon rund 4 Stunden. Und zum nächsten Stern nach der Sonne, Proxima Centauri, ist selbst das Licht etwa 4,2 Jahre unterwegs. Die Reisezeit rechnest du dabei immer gleich aus: Entfernung geteilt durch Lichtgeschwindigkeit. Diese Reisezeiten sind das beste Maßband für das Universum.

Das Lichtjahr

Ein Lichtjahr klingt nach Zeit, ist aber eine Entfernung: die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt, etwa 9,5 Billionen Kilometer. Proxima Centauri ist also 4,2 Lichtjahre entfernt. Unsere Milchstraße misst rund 100.000 Lichtjahre im Durchmesser, und die Andromedagalaxie, unsere große Nachbargalaxie, liegt etwa 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt. Ohne das Lichtjahr müssten wir mit Zahlen jonglieren, die keiner mehr lesen kann.

Ein Modell zum Anfassen

Maßstabsmodelle machen die Entfernungen greifbar. Verkleinere das Sonnensystem eine Milliarde Mal: Die Sonne ist dann eine Kugel von 1,4 Metern, etwa ein großer Gymnastikball. Die Erde schrumpft auf gut einen Zentimeter, eine Murmel, die in 150 Metern Abstand kreist. Neptun zieht in 4,5 Kilometern Entfernung seine Bahn. Und Proxima Centauri? Der Nachbarstern läge in diesem Modell rund 40.000 Kilometer entfernt, das ist einmal um die ganze echte Erde. Zwischen den Planeten ist also schon viel Platz, doch von Neptun aus ist es bis zum nächsten Stern noch einmal rund neuntausendmal weiter.

Der Blick in die Vergangenheit

Weil Licht Zeit braucht, siehst du nie das Jetzt, sondern immer das Früher. Den Mond siehst du, wie er vor 1,3 Sekunden war, die Sonne, wie sie vor gut 8 Minuten war, Proxima Centauri, wie er vor 4,2 Jahren war. Das Licht der Andromedagalaxie ist sogar 2,5 Millionen Jahre unterwegs gewesen, es startete, lange bevor es moderne Menschen gab. Teleskope sind deshalb Zeitmaschinen: Je weiter sie hinausschauen, desto tiefer blicken sie in die Vergangenheit des Universums.