Wie schnell bewegen wir uns um die Sonne?

Durchmesser

Die Sonne hat einen Durchmesser von etwa 1,4 Millionen Kilometern, das sind 1.400.000 Kilometer. Unsere Erde hat einen Durchmesser von 13.000 Kilometern.

Gewicht

Rund 2 mal 10 hoch 30 Kilogramm
(= 2 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 kg)
Damit ist die Sonne etwa um das 330.000-fache schwerer als unsere Erde.

Bewegung

Genau wie unsere Erde dreht sich die Sonne um sich selbst. Sie braucht für eine Umdrehung 25 Tage. Außerdem rast sie mit 220 Kilometern in der Sekunde um das Zentrum unserer Milchstraße, zusammen mit unserer Erde und den anderen Planeten unseres Sonnensystems.

Temperatur

Die Sonne erhitzt sich in ihrem zentralen Kern auf eine Temperatur von 15 Millionen Grad Celsius. Zur Oberfläche hin nimmt die Hitze ab. Hier sind es nur noch 6000 Grad Celsius.

Sonnenenergie

Verbunden mit dem enormen Druck, der im Kern der Sonne herrscht, bewirkt die Hitze, dass ständig Wasserstoff zu Helium verbrannt wird – und zwar 4.2 Millionen Tonnen pro Sekunde. Die Sonne funktioniert also wie ein gigantischer Kernfusionsreaktor.

Dabei werden riesigen Energiemengen frei, die durch Gasmassen vom Kern nach außen zur Oberfläche transportiert werden. Diese Prozesse bewirken, dass die Sonne heizt und leuchtet.

Lebensdauer

Die ständige Verbrennung von Wasserstoff zu Helium bewirkt einen Masseverlust. Gut die Hälfte allen Wasserstoffs, der in ihren Kern vorhanden ist, hat die Sonne bereits verbraucht.

Wir müssen aber nicht fürchten, dass diesem leuchtkräftigen Himmelskörper in absehbarer Zeit das Licht ausgeht. Die Sonne wird es noch eine Weile geben — etwa fünf Milliarden Jahre.

Also ich versuche mich mal an der Geschwindigkeitsfrage.

Fangen wir "innen" an: Drehung der Erde um sich selbst:

Der Umfang der Erde am Äquator beträgt (rund) 40000 km, so dass sich ein Ort am Äquator mit (rund) 1670 km/h bewegt. Für "unsere" Breiten multiplizieren wir das mit dem Cosinus des Breitengrades (rund 50°) macht (rund) 1070 km/h.

Gehen wir einen Schritt nach "außen": Bewegung der Erde um die Sonne. Zuerst muss man beachten, dass die beiden Geschwindigkeitsvekoren zueinander natürlich nicht fest sind: im Laufe eines Tages addieren sich für einen festen Punkt auf der Erde die Vektoren einmal, einmal subtrahieren sie sich voneinander, so dass die Gesamtgeschwindigkeit im Laufe eines Tages schwankt. Logisch, nicht?

Der Umfang der Erdbahn beträgt (rund) 940 Mio km, ergibt eine Umlaufgeschwindigkeit der Erde von (rund) 107 000 km/h. Sind wir also schon ordentlich schnell...

Wieder ein Schritt nach "außen": Bewegung der Sonne um das galaktische Zentrum Auch hier gilt natürlich, dass sich die Geschwindigkeit der Sonne nicht fest zum Geschwindigkeitsvektor der Erde addiert, sondern sich im Laufe eines Jahres einmal addiert, einmal subtrahiert, auch logisch, oder?

Zweitens muss man hier beachten, dass die Sonne das galaktische nicht auf einer Keplerellipse umkreist, sondern zusätzlich um die galaktische Ebene pendelt, sich also alle paar Millionen Jahren oberhalb bzw. unterhalb der Ebene der Spiralarme befindet. Und drittens muss man auch beachten, dass wir diese Bewegung indirekt messen, über die Radialgeschwindigkeiten vieler, vieler Sterne. Die Werte haben hier also etwas größere Ungenauigkeiten.

Unter Berücksichtigung dieser Aspekte hier ein paar Zahlen: Die Sonne hat einen Abstand vom galaktischen Zentrum von etwa 25 000 - 28 000 Lichtjahren (1 Lj = 9,461 ∙ 10^12 km) und benötigt für eine Umrundung etwa 220 - 240 Mio Jahre. Die gemessene Umlaufgeschwindigkeit (also mit Auf- und Abbewegung) liegt etwa bei 270 km/s (960 000 km/h)

Noch einmal ein Schritt nach "außen": Bewegung der Milchstraße Nur, um die beteiligten Größenordnungen mal anzusehen:

Also die Milchstraße gehört (vermutlich bekanntlich) zur Lokalen Gruppe (mit Andromenda-Galaxis und einigen kleineren Galaxien). Die Lokale Gruppe ist Teil des Virgo-Superhaufens. Der heißt so, weil in seinem Zentrum der Virgohaufen ist, eine Ansammlung von Galaxien im Sternbild Virgo. Auf dieses Zentrum bewegt sich die Lokale Gruppe zu. Der gesamte Virgo-Superhaufen bewegt sich schließlich auf den Shapley-Superhaufen zu. Die Gesamtgeschwindigkeit der Milchstraße auf diesen Shapley-Superhaufen zu (der im Sternbild Centaur liegt) beträgt etwa 600 - 625 km/s.

Dies ist aber nur ein Teil der Wahrheit, denn durch die Ausdehnung des Universums bewegen sich gleichzeitig alle Galaxien voneinander weg. Die Lokale Gruppe bewegt sich z.B. mit etwa 1000 km/s vom Virgohaufen weg. Das ist aber eben deutlich weniger schnell, als die Geschwindigkeit, mit der sich Galaxien von uns weg bewegen, die vergleichsweise weit weg sind (etwa 1400 km/s); genau daher wissen wir, dass es gleichzeitig eine Geschwindigkeitskomponente in Richtung Virgohaufen gibt und wir Teil dieses Superhaufens sind.

So jetzt muss ich aber zum Abschluss noch auf ein grundsätzliches Problem der Intergalaktischen Geschwindigkeitsmessung hinweisen: Es fehlt ein festes Bezugssystem. Wir können also nur sagen, wie schnell sich 2 Galaxien(haufen) voneinander entfernen - und ob es eine Geschwindigkeitskomponente entgegen dem Hubblefluss aufeinander zu gibt. Zur Geschwindigkeitskomponente quer zur fraglichen Galaxis können wir aber mangels Fixpunkt keine Aussage machen. Die resultierende Gesamtgeschwindigkeit in diesem Moment für einen Punkt auf der Erde ist also nicht wirklich messbar.

Geschwindigkeiten kann man nur zwischen 2 Bezugspunkten messen. Ob das nun ein Auto relativ zur Straße ist - oder 2 Galaxien relativ zueinander ist vollkommen egal. Und im Universum gibt es kein "absolutes Beszugssystem" zu dem wir eine Relativgeschwindigkeit messen könnten.

Vortrag aus ;)

Wie lange dauert die Bewegung um die Sonne?

Wie schnell kreisen wir um die Sonne?

Wie schnell bewegt man sich im All?

Wie schnell dreht sich die Erde um die Sonne pro Sekunde?