Auf eine Forschungsfrage von Christiane Blumberg antwortet ScienceBloggerin Ludmila Carone:

Mit Uhren den Raum zu vermessen, das mag auf den ersten Blick seltsam erscheinen. Das Konzept begegnet uns aber sogar manchmal im Alltag. Gerade während des derzeit unsteten Sommerwetters kann man damit die Entfernung eines Blitzeinschlages abschätzen: Der Blitz ist aufgrund der großen Geschwindigkeit des Lichtes beinahe instantan zu sehen, der Donner braucht aber eine gewisse Zeit für seine Ankunft. Genauer gesagt braucht er für 340 Meter eine Sekunde. Wenn ich also nach einem Blitz leise die Sekunden mitzähle und weiß, dass drei “Schallsekunden” etwa einem Kilometer entsprechen, kann ich nur mit Hilfe einer groben Zeitangabe die Entfernung zwischen mir und dem Blitz ungefähr bestimmen.

Nicht viel anderes steckt hinter dem Konzept des Lichtjahres. Hier wird aber Licht und nicht Schall als Basis für die Entfernungsvermessung verwendet. Ein Lichtjahr ist demnach einfach nur die Strecke, die das Licht innerhalb eines Jahres zurücklegt: Etwa 9,5 Billionen Kilometer.

Es gibt verschiedene sehr gute Gründe ausgerechnet Licht als Maß für kosmische Entfernungen zu verwenden.

Licht bzw. elektromagnetische Wellen sind sowieso meist das einzige, was wir von Sternen, Galaxien oder extrasolaren Planeten bei diesen unvorstellbar großen Entfernungen jemals zu sehen bekommen werden. Sie sind also die primäre Informationsquellen über die Natur ferner Objekte im Weltall.

Außerdem wissen wir dank Einsteins spezieller Relativitätstheorie, dass Licht eine Art kosmisches Metronom ist. Egal wie sich was in Bezug zueinander wie schnell bewegt, Licht bewegt sich im Vakuum immer mit der Lichtgeschwindigkeit c. Die Lichtgeschwindigkeit ist sogar die oberste Geschwindigkeit, mit der Information übermittelt werden kann. Zusammen mit dem Konzept des Vermessens des Raumes mit Uhren führt das zur Einsicht, dass Raum und Zeit untrennbar zusammengehören. Sie bilden eine Raumzeit, in der sich Information mit maximal Lichtgeschwindigkeit verbreitet.

Wenn also ein Stern hundert Millionen Lichtjahre weit weg ist, dann sehen wir den Stern heute hier auf der Erde so wie er war, als das Licht ausgesandt wurde – vor hundert Millionen Jahren. Vor hundert Millionen Jahren war die Erde mitten in der Kreidezeit. Die Dinosaurier dominierten die Erde, selbst die Kontinente waren anders angeordnet und der Mensch mit seinen Fragen sollte erst in vielen, vielen Millionen Jahren auf der Bildfläche erscheinen.

Daher erinnert uns die Einheit Lichtjahre daran, dass unser Blick zu den Sternen immer auch ein Blick in die Vergangenheit ist. Je tiefer wir in den Weltraum blicken, desto tiefer geht der Blick rückwärts in der Zeit. Er reicht inzwischen bis hin zu den Anfängen des Universums.

Weitere Antworten und Diskussionen sind erwünscht!


 » Ludmila Carone ist Planetologin und bloggt Hinterm Mond gleich links i-732fdf37e9e920604a25326ebe066478-Ludmila_45.jpg

Kommentare (4)

  1. #1 Adam
    Juli 20, 2009

    Aha!

  2. #2 miesepeter3
    Juli 20, 2009

    Die Messung mit der Lichtgeschwindigkeit erfolgt, wenn man/frau davon ausgeht, dass das Licht immer die kürzeste Entfernung benutzt. Wie berechnet man dann die Ablenkung des Lichtes (Umweg), wenn es an großen Schwerkraftquellen (Schwarze Löcher, Riesensterne) vorbeidüst und dabei abgelenkt wird? Wenn es denn abgelenkt wird?

  3. #3 Ludmila Carone
    Juli 20, 2009

    @miesepeter3:
    1. Entfernungen werden in der Astronomie durch die so genannte Rotverschiebung gemessen. Da das Weltall expandiert, fliegt alles von uns weg. Man kennt das von Krankenwagen mit Martinshorn, dessen Ton tiefer wird, wenn er sich entfernt. Mit dem Licht passiert ähnliches. Es wird röter.

    Je weiter weg etwas von uns ist, desto stärker ist der Effekt. Die Ablenkung durch Schwerequellen hat keinen Einfluss auf diese Rotverschiebung. Diese ändert etwas am Weg, den das Licht nimmt, aber nicht an der Farbe der Lichtwelle.

    2. Durch die Ablenkung des Lichtes erkennen und entdecken wir überhaupt erst diese großen Schwerkraftquellen. Im Übrigen wird das Licht wird nicht nur einfach abgelenkt, sondern je nach Geometrie auch verzerrt, verstärkt und gespiegelt. Das gibt dann z.B. Einsteinringe. Das lässt sich mit der allgemeinen Relativitätstheorie sehr gut herausrechnen.

    3. Mit der Methode entdecken wir sogar kleine erdgroße extrasolare Planeten. Nennt sich in dem Fall Microlensing. Dabei macht man sich zunutze, dass ein Stern mit einem Planeten von uns aus gesehen vor einem Stern vorbeifliegt und dann für kurze Zeit -Wochen bis Tage – wie eine Doppellinse funktioniert.

  4. #4 schnablo
    Juli 20, 2009

    @miesepeter3: Verblüffend ist, dass das Licht eben immer den kürzesten Weg nimmt, auch und gerade wenn es um ein Schwarzes Loch “herumgebogen” wird. Das ist ein Effekt der Raumkrümmung, die auch für die Gravitation zwischen Massen verantwortlich ist.