Zunehmende Abstände

Schwarzach Der Mond entfernt sich immer weiter von der Erde, wie Radarmessungen seit langem zeigen. Der Grund: zweimal am Tag wälzen sich rund um die Erde zwei Wasserberge, das sind die Gezeiten. Der eine Wasserhochstand liegt auf der Mondseite der Erde, der andere genau gegenüber auf der vom Mond abgewandten Seite, darum wechseln Ebbe und Flut zweimal am Tag. Die Erde dreht sich unter diesen Wasserbergen durch, das erzeugt beträchtliche Reibung, die Bewegungsenergie der sich drehenden Erde wird in Wärme umgewandelt. Dasselbe passiert ja auch mit Wasser in einem Gartenschlauch: Je länger er ist, desto langsamer bewegt sich das Wasser bei aufgedrehtem Hahn – es ist klar, dass aus einem Schlauch von einem Kilometer Länge, angeschlossen an einen üblichen Wasserhahn, nichts mehr rauskommen kann. Die Gezeitenreibung verlangsamt die Erddrehung. Allerdings nicht stark. Die Dauer des Jahres nimmt dadurch in zehntausend Jahren nur um eine Minute zu. Die Erde wird also langsamer, dadurch verliert die Erde so genannten Drehimpuls – der muss aber unter allen Umständen erhalten bleiben, fordert ein Grundgesetz der Physik.

Wissenschaftliche Entdeckung

Tatsächlich findet sich der fehlende Drehimpuls der Erde bei der Mondbahn wieder: er vergrößert seinen Abstand zur Erde. Denn der Drehimpuls ist einfach Masse mal Geschwindigkeit mal Abstand zur Drehachse. Pro Jahr wächst der Abstand Erde-Mond um vier Zentimeter. Warum wächst aber auch der Abstand Erde-Sonne um jährlich 15 Zentimeter, fast das Vierfache? Von dieser Tatsache weiß man erst seit 2005 durch die Forschungen russischer Wissenschaftler. Diese Entdeckung war ziemlich unangenehm, denn sie berührt die Physik in ihren Grundannahmen. Sofort traten die Theoretiker der Astrophysik mit zum Teil fantastischen Erklärungsmodellen auf: So sollte sich die Sonnenmasse durch „dunkle Materie“ vergrößern. Da man über dunkle Materie wenig mehr weiß, als dass sie da ist, führte das zu keinem Erfolg. Japanische Forscher haben dann eine viel einfachere Erklärung vorgeschlagen: Die Sonne verliert durch die Kernfusion in ihrem Inneren ununterbrochen Masse – die wird eben in „Sonnenenergie“ umgesetzt, in Strahlung. Durch diesen Massenverlust würde auch der Drehimpuls abnehmen, die Sonne bildet aber wie das System Erde-Mond mit all ihren Planeten ein kompliziertes Gesamtsystem. Nur der gesamte Drehimpuls muss gleich bleiben – also nimmt der Abstand Erde-Sonne zu. Die Sonne dreht sich langsamer um ihre eigene Achse. Allerdings macht das nur ein paar Tausendstel Sekunden in hundert Jahren aus und kann nicht gemessen werden. Die Zunahme des Abstandes um 15 Zentimeter pro Jahr sollte uns auch kein Kopfzerbrechen machen: das ist gerade ein Billionstel der ganzen Entfernung.