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WIE MAN DINGE MISST, DIE ASTRONOMISCH WEIT WEG SIND.

Wenn du die Größe eines Basketballs finden möchtest, kannst du einen normalen Meterstab verwenden, um den Durchmesser zu messen. Du solltest einen Wert von etwa 0,24 Metern erreichen. Bitte verwenden Sie keine Zentimeter – sie sind nur schwieriger zu handhaben. Wie auch immer, Sie verwenden wahrscheinlich keine imperialen Einheiten, da es nur drei Länder gibt, die dieses System offiziell verwenden: Myanmar, Liberia und…. die Vereinigten Staaten. Es ist an der Zeit, wie alle anderen auch, auf das metrische System umzusteigen.

Aber was ist, wenn Sie die Entfernung von New York nach Los Angeles wollen? Sicher, Sie können immer noch Meter mit einer Entfernung von ca. 3,93 x 106 Metern oder Kilometer (3.930 km) verwenden. Aber wirklich, Kilometer sind nur eine schöne Art, Meter zu benutzen. Es ist die gleiche Entfernungseinheit, nur mit einem Präfix. Einheiten von Metern (oder Kilometern) funktionieren gut genug für Dinge so groß wie die Erde, mit einem Radius von etwa 6,37 x 106 Metern.

Doch außerhalb der Erde wird das Zeug immer größer. Bei sehr großen Dingen ist es oft sinnvoll, sehr große Entfernungseinheiten zu verwenden. Gehen wir die drei häufigsten Entfernungseinheiten in der Astronomie durch.

Die Astronomische Einheit
Der Name dieser Einheit lässt sie irgendwie wichtiger klingen als sie ist – sie ist immer noch wichtig, aber nicht für den Rest des Universums. Kurz gesagt, die Astronomische Einheit (AU) ist die Entfernung von der Erde zur Sonne. Das ist technisch nicht korrekt, da die Umlaufbahn der Erde um die Sonne nicht perfekt kreisförmig ist. Sagen wir einfach, die AU ist die durchschnittliche Entfernung zur Sonne – das wird vorerst funktionieren.

Mit der AU ist es viel einfacher, Entfernungen im Sonnensystem zu messen. Zum Beispiel beträgt die Entfernung von der Sonne zum Mars etwa 1,52 AU und die Entfernung zum Pluto etwa 40 AU. Aber es gibt einen noch besseren Grund, Entfernungen in der AU zu beschreiben, als nur Komfort. Die Menschen benutzten die Astronomische Einheit zuerst, weil wir die Entfernung von der Erde zur Sonne nicht kannten. Ja, das klingt verrückt, aber es ist wahr.

Also, hier ist der Deal. Die alten Griechen haben einige fantastische Messungen von Erde und Mond durchgeführt (und sie haben versucht, den Abstand zur Sonne zu erreichen) – aber das ist ziemlich schwierig. Aber auch ohne einen genauen Wert für die Entfernung von Sonne und Erde konnten spätere Astronomen noch eine schöne Modellierung des Sonnensystems durchführen. Tatsächlich fand Johannes Kepler heraus, dass die Zeit, die ein Planet benötigt, um die Sonne zu umkreisen, proportional zu ihrer Entfernung zur Sonne war (wiederum sind diese Bahnen technisch gesehen Ellipsen). Damit ermittelte er den Abstand von anderen Planeten zur Sonne in Bezug auf die Entfernung der Erde. Boom – das bringt dir die Distanz in AU.

Natürlich will niemand den ganzen Sonnensystem-Kram in Bezug auf AU stoppen und verlassen. Wir wollen wirklich den Umrechnungsfaktor zwischen AU und Metern. Um dies zu erreichen, musst du tatsächlich die Entfernung Erde-Sonne messen. Das ist keine so einfache Aufgabe, aber es gibt einen Weg, einen vernünftigen Wert zu erzielen – den Transit der Venus zu nutzen. Dies geschieht, wenn der Planet Venus zwischen Erde und Sonne hin und her fließt (es passiert nicht so oft, wie man denkt). Durch die Messung der genauen Start- und Endzeit des Transits aus verschiedenen Teilen der Erde kann man einen Wert für AU in Bezug auf die Größe der Erde erhalten (was wir meist wissen). Hier sind alle Details dieser Berechnung, falls Sie interessiert sind.

Am Ende haben wir eine Erd-Sonne-Distanz von ca. 1.496 x 1011 Metern. Ja, das ist ziemlich groß.

Der Parsec
Wie weit ist der nächste Stern entfernt? Das wäre Alpha Centauri in einer Entfernung von 2,67 x 10^5 AU (Sie können das in Meter für Hausaufgaben umwandeln). Sie sehen also, dass wir wieder im gleichen Problem sind. Es könnte sinnvoller sein, eine Entfernungseinheit zu verwenden, die keine riesigen Zahlen enthält. Da kommt der Parsec ins Spiel.

Der Parsec hängt von einer großen Idee ab – dem Parallaxen. Beginnen wir mit einem einfachen Experiment, das Sie zu Hause durchführen können. Halte deinen Arm gerade vor dir, während dein Daumen nach oben zeigt. Mach dir keine Sorgen, dass du albern aussiehst, hier – ich werde es auch tun.

Schauen Sie sich nun Ihren Daumen an und schließen Sie ein Auge (es könnte helfen, auch “Kamera eins” zu sagen). Mit einem geschlossenen Auge, womit im Hintergrund deckt sich Ihr Daumen? Es spielt keine Rolle, merke nur, dass es irgendwo ist. Als nächstes wechseln Sie die Augen (und sagen “Kamera zwei”) – aber bewegen Sie Ihren Daumen nicht. Sie sollten beachten, dass sich die Position Ihres Daumens in Bezug auf den Hintergrund ändert. Das ist Parallaxe. Es ist die scheinbare Änderung der Position eines Objekts, wenn man es von einem anderen Ort aus betrachtet. Je näher das Objekt an Ihrem Gesicht liegt, desto größer ist die scheinbare Veränderung. Oh, das ist ein Teil der Art und Weise, wie Augmented Reality im iOS ARKit funktioniert.