Frage von nickname231, 119

Bewegt sich die Sonne um die Erde?

Physikalisch gesehen. Bewegungen sind ha relativ: Wenn ein Auto an einem Baum vorbei fährt, bewegt sich das Auto in Bezug auf den Baum, aber der Baum bewegt sich, wenn der Bezugspunkt das Auto ist.
Müsste es nicht genauso mit der Erde und der Sonne sein?
Die Erde bewegt sich um die Sonne, wenn der Bezugspunkt die Sonne ist.
Also bewegt sich die Sonne um die Erde, wenn der Bezugspunkt die Erde ist?

Danke für eure Antworten:)

Expertenantwort
von PWolff, Community-Experte für Physik, 37

Natürlich kann man alle Vorgänge von einem erdfesten Bezugssystem aus beschreiben. Physikalisch überhaupt kein Problem. Ist nur ein wenig aufwändiger als von einem Beinahe-Inertialsystem aus.

(Ähnlich, wie man bei einem rotierenden schwarzen Loch eine "Ergosphäre" hat, innerhalb derer sich die Geometrie des schwarzen Loches mit mehr als der lokalen Lichtgeschwindigkeit dreht, und deshalb alles dort mitrotieren muss, hat ein rotierendes Bezugssystem generell eine  Art "Ergosphäre" oder vielleicht besser "Ergozylinder", außerhalb dessen die Rotationsgeschwindigkeit des rotierenden Systems von einem Inertialsystem aus gesehen größer als die Lichtgeschwindigkeit wird und deshalb alles außerhalb dieses Zylinders vom rotierenden System aus gesehen rotieren muss.)

(Ich versuch mal, das in verständlich zu formulieren (und ein paar Hintergrundinformationen mit zu nennen):

Als Vorbemerkung erst einmal ein wenig Information zu schwarzen Löchern:

Bei einem schwarzen Loch läuft die Zeit ja umso langsamer ab, je näher man dem Ereignishorizont kommt. (Genau am Ereignishorizont bleibt die Zeit stehen, von ganz weit weg aus gesehen.) Damit nimmt auch die Lichtgeschwindigkeit ab (jedenfalls, wenn man von außen misst - jemand, der sich an der Stelle selbst befindet, misst die übliche Lichtgeschwindigkeit, weil die Messapparate ja im gleichen Maß verlangsamt sind).

Wenn sich das schwarze Loch dreht, dreht sich auch der Ereignishorizont. (Der verzerrt sich wegen der Drehung übrigens.)

Ganz in der Nähe des Ereignishorizontes ist die Lichtgeschwindigkeit niedriger als die Geschwindigkeit aufgrund der Rotation des schwarzen Loches, und weil sich nichts schneller als mit Lichtgeschwindigkeit bewegen kann, muss alles, was sich hier befindet, mit dem schwarzen Loch mitdrehen.

Die Grenze, innerhalb derer sich alles mitdrehen mus, nennt man "Ergosphäre".

So weit die Vorbemerkung.

Mit rotierenden Bezugssystemen ist es ähnlich.

Wenn wir die Erde von einer weit entfernten Raumsonde aus anschauen, dreht sich der Eiffelturm alle 24 Stunden einmal um die Erdachse. Für uns auf der Erdoberfläche bleibt er natürlich immer am selben Platz. Allgemein: Ein Körper, der im rotierenden Bezugssystem ruht, bewegt sich von einem Inertialsystem aus gesehen auf einer Kreisbahn.  (Eine Erklärung zu "Inertialsystem" spare ich mir hier aber.)

Je höher ein Turm wird, den wir bauen, desto schneller bewegt sich seine Spitze - natürlich nicht für uns, sondern für einen Beobachter in einem Inertialsystem. Wenn wir den Turm hoch genug bauen (könnten), würde sich seine Spitze irgendwann mit knapp Lichtgeschwindigkeit bewegen.

Und wenn wir den Turm noch höher zu bauen versuchen würden, müsste sich seine Spitze vom Inertialsystem aus gesehen mit mehr als Lichtgeschwindigkeit bewegen, also bricht der Turm hier auseinander. (Kein Wunder - durch die hohe Geschwindigkeit bekommt seine Spitze fast unendliche Masse und die Zentripetalkraft, die sie auf ihrer Bahn halten soll, kann nicht mehr aufgebracht werden.)

Ebenso geht es mit allem, was sich weiter von der Drehachse entfernt befindet als der gedachte Turm hoch sein kann. Es muss sich im rotierenden Bezugssystem bewegen.

Wir haben hier also einen Zylinder, außerhalb dessen sich alles bewegen muss - eben wegen der Begrenzung der Lichtgeschwindigkeit.

Das ist die Entsprechung zur Ergosphäre des rotierenden schwarzen Loches.)

(Jetzt hab ich doch weit mehr geschrieben als ich vorhatte ...)

Kommentar von Ahzmandius ,
Ist nur ein wenig aufwändiger als von einem Beinahe-Inertialsystem aus.

Bei zweikörperproblemen würde ich dir Recht geben, aber bei z.B. ganzen Sonnensystem, ist der Aufwand schon um etliches größer.

Antwort
von DieMilly, 23

Die einzig richtige Aussage ist, dass Sonne und Erde um ihren gemeinsamen Schwerpunkt kreisen. Dies gilt sowohl von der Erde und von der Sonne aus gesehen (und jedem anderen Punkt des Weltalls). 

Da die Sonne viele Male schwerer als die Erde ist, liegt der Schwerpunkt im Innern der Sonne, sodass sich diese Kaum bewegt und die Bahn der Erde um die Sonne führt. Es ist also eine Vereinfachung zu sagen, die Erde bewege sich um die Sonne und sonst nichts.

Antwort
von dompfeifer, 30

Nein. Das Relativitätsprinzip gilt nur für unbeschleunigte, also völlig gleichförmige Bewegungen. Eine Kreisbahn (bzw. Ellipsenbahn) ist als permanente Beschleunigung immer objektiv messbar hinsichtlich Bahnverlauf, Winkelgeschwindigkeit, Bahngeschwindigkeit, Fliehkraft und Umlaufzeit. Bei Trabanten ordnet man dabei zweckmäßigerweise dem jeweiligen Zentralgestirn die fiktive Geschwindigkeit null zu. 

Kommentar von Ahzmandius ,

Man kann immer den Bezug so setzen, dass das beschleunigte System als ruhend angesehen wird. Es gelten dann halt nicht mehr die Newtnschen Axiome F = ma z.B.

Und übrigens dei sog Fliehkräfte erscheinen überhaupt erst, wenn man in einem mitrotierenden Bezugssystem rechnet.

Kommentar von nickname231 ,

Danke, aber kannst du nochmal für Dumme erklären, warum die Umlaufbahn der Erde keine gleichförmige Bewegung ist?
Bin erst auf dem Stabd der neunten Klasse :D 😁

Kommentar von dompfeifer ,

Die Erde bewegt sich noch nicht einmal in einer gleichförmigen Kreisbahn. Gleichförmig bewegt heißt mit konstanter Geschwindigkeit immer geradeaus. Da liegt jede Geschwindigkeitsmessung in der Beliebigkeit des jeweils ausgewählten Bezugssystems.

Bei den elliptischen Trabantenbahnen ändert sich nicht nur ständig die Richtung, sondern auch die Bahngeschwindigkeit. Hier haben wir es mit Beschleunigungen zu tun. Die sind im Prinzip für die "Passagiere spürbar" wie in Fahrzeugen mit Kurvenfahrten oder Rüttelfahrten.

Kommentar von DieMilly ,

In der ART wird das Relativitätsprinzip auf beschleunigte Systeme erweitert. Du kannst auch anhand der Trägheitskräfte nicht unterscheiden, ob du bewegt bist oder nicht. 

Wenn du dich wie eine Eiskunstläuferin im Kreis drehst, bist du immer noch in Ruhe, aber das Universum rotiert um dich. Diese Rotation des Universums erzeugt ein Gravitationsfeld, welches der Zentrifugalkraft äquivalent ist. Du solltest also auch in diesem Fall nicht entscheiden können, ob du rotierst oder das Universum.

Ich arbeite zwar selbst mit der ART, habe aber natürlich kein perfektes Wissen. Soweit ich es sagen kann und weiß, ist der Unterschied nur wirklich dann erkennbar, wenn die lineare Beschleunigung auftritt. Also etwa wenn ein Gegenstand in Orbit um die Sonne geschossen wird. Das liegt daran, dass die Relativität eine Symmetrie ist und diese durch eine lineare Beschleunigung gebrochen wird, was eine Kraft verursacht.

Auch in der SRT ist es so, dass etwa beim Zwillingsparadoxon nur durch die Umkehr zur Erde und der damit einhergehenden Beschleunigung der Unterschied festgelegt wird. 

Antwort
von Sigimike, 27

Das ist die Relativitätstheorie ^^ Da ist vieles möglich.

Es gibt auch die Theorie, das Unser Sonnensystem Vortex sei:

Antwort
von grtgrt, 22

Beide - die Sonne und auch die Erde - bewegen sich um den Schwerpunkt des Sonnensystems.

Da die Sonne aber weit größere Masse hat als all ihre Planeten zusammen, liegt der Schwerpunkt des Sonnensystems viel näher am Schwerpunkt der Sonne als am Schwerpunkt der Erde. Es könnte sogar sein, dass er noch in der Sonne selbst liegt (hab's nie nachgerechnet).

Deswegen kann man mit guter Näherung sagen, die Erde bewege sich um die Sonne. 

Antwort
von BlxckCloud, 34

bin kein astronom oder so aber denke mal das sich alles in unserer galaxie um die sonne dreht da sie denke mal der mittelpunkt ist

Kommentar von SturerEsel ,

Das ist leider total falsch.

Die Sonne dreht sich um das galaktische Zentrum, welches ein supermassives schwarzes Loch enthält.

Wir sind in einer ziemlich langweiligen Gegend zwischen zwei Spiralarmen.

Kommentar von BlxckCloud ,

ein astrophysiker anwesend erklär mir mal bitte was die weissen lichter die alle 6 sekunden hell aufblinken und sich langsam bewegen sein könnten :D sehe in letzter zeit öfter nachts sowas übern himmel fliegen

Kommentar von SturerEsel ,

Die nennen sich "Flugzeuge". Das sind so komische Aluminiumröhren mit Flügeln und einem Antrieb dran. Meist sitzen Menschen drinnen.

Echt jetzt!

Kommentar von BlxckCloud ,

xD das meinte ich nicht... bewegt sich fast so schnell wie ein sattelit aber leuchtet alle 6 sekunden kurz weiß und hell :D flugzeuge haben ein rotes blinklicht oder gibts da ausnahmen =)

Kommentar von CrEdo85wiederDa ,

Aaach, glaube ihm nicht - Flugzeuge können das nicht sein. Aus sicherer Quelle weiß ich, dass das Aliens sind, die unseren Planeten (der im Übrigen im geographischen Mittelpunkt des Universums befindet) ausspähen und in der Umlaufbahn der Erde Gedankenauslese-Satellite installieren um uns dauerhaft überwachen zu können 😉

Kommentar von Ysosy ,

(der im Übrigen im geographischen Mittelpunkt des Universums befindet)

… der Urknall war überall... Jeder X beliebige Ort ist / war das Zentrum des Universums. Also ist diese wohl Ironische Aussage, unabsichtlich korrekt. :-)

Keine passende Antwort gefunden?

Fragen Sie die Community

Weitere Fragen mit Antworten