Um die unvorstellbaren Entfernungen im All nachvollziehbar auszudrücken, spricht man übrigens von Lichtjahren. Ein Lichtjahr ist mit etwa 9,5 Billionen Kilometern – eine Zahl mit elf Nullen – die Strecke, die das Licht innerhalb eines Jahres zurücklegt und demnach kein Zeit- sondern ein Längenmaß. Sirius beispielsweise, der hellste Stern am Nachthimmel, ist 8,6 Lichtjahre von der Erde entfernt. Das sind umgerechnet 817 Billionen Kilometer. Für uns bedeutet diese Entfernung, dass wir Sirius nicht so sehen, wie er heute ist, sondern wie er vor 8,6 Jahren war. Wir können also quasi in der Zeit zurücksehen. Klingt nach Science-Fiction, ist aber aufgrund des Einflusses der Lichtgeschwindigkeit auf unseren Alltag die Realität. Show
Das schnellste, was es im Universum gibt, ist das Licht. Licht bewegt sich konstant mit der gleichen Geschwindigkeit, zumindest im Vakuum (also im leeren Raum). Licht schafft in einer Sekunde eine Distanz von 299.792.458 Metern. Daraus ergibt sich gerundet: Lichtgeschwindigkeit = 299.792 km pro Sekunde Die Lichtgeschwindigkeit ist eine sog. Naturkonstante. Sie verändert sich nicht und ist damit Grundlage zahlreicher Theorien der Physik (z.B. die Relativitätstheorie von Albert Einstein). Wie lange braucht das Licht vom Mond bis zur Erde?Der Mond ist etwa 384.400 km von der Erde entfernt. Das Licht braucht also vom Mond bis zu uns auf der Erde etwas mehr als eine Sekunde. Wie lange braucht das Licht von der Sonne bis zur Erde?Die Sonne ist etwa 147 Mio. km von der Erde entfernt. Für diese Strecke braucht das Licht rund 490 Sekunden, also etwas mehr als 8 Minuten. Alle Himmelskörper außerhalb unseres Sonnensystems sind so weit entfernt, dass es – im Kilometer gemessen – zu viele Zahlen wären, um die Entfernung angeben zu können. Aus diesem Grund hat man in der Physik eine weitere Längeneinheit entwickelt… Ein LichtjahrAus der Geschwindigkeit des Lichtes kann man die Entfernung errechnen, die das Licht in einem Jahr (im Vakuum) zurücklegt. Diesen Wert nennt man ein Lichtjahr. Durch simple Multiplikation kann man errechnen, dass ein Lichtjahr so viele Kilometer sind: 1 Lichtjahr = 9.460.730.472.580,8 km. Das entspricht rund 9,5 Billionen km. Wie weit ist der nächste Stern von der Erde?Hm, naja, genau genommen ist der nächste Stern die Sonne, und die ist – wie oben beschrieben – rund 8 Lichtminuten entfernt. Aber der dann folgende nächste Stern ist Alpha-Centauri (genau genommen ein Triple-Stern). Die Entfernung von der Erde zu Alpha Centauri beträgt rund 4,36 Lichtjahre. Als groben Richtwert kann man sich merken, dass Lichtgeschwindigkeit ungefähr 300.000 Kilometer pro Sekunde entspricht. Dabei spielt es keine Rolle, wie schnell sich die Lichtquelle selber bewegt. Licht wird immer mit Lichtgeschwindigkeit abgestrahlt. Allerdings gelten die oben genannten Werte nur für das Vakuum, also zum Beispiel im Weltall. Durch "Stoffe" bzw. Materie wird das Licht abgebremst oder, wenn die Stoffe das Licht gar nicht durchlassen, reflektiert. Wie schnell ist das im Vergleich?Wenn man sich die Geschwindigkeiten verschiedener Dinge vorstellt, wird einem bewusst, wie ungeheuer, ja unvorstellbar schnell Licht ist.  Richtungsänderung durch LinsenDie Geschwindigkeit von Licht ist im Wasser oder in Glas erheblich geringer. Das ist für die Wirkungsweise von Linsen sehr entscheidend, da das Licht deswegen gebrochen wird. Das bedeutet, die Lichtstrahlen werden in ihrer Richtung abgelenkt. Für die Funktionsweise eines Mikroskops ist die lichtbrechende Wirkung von Linsen entscheidend. Naturkonstante LichtgeschwindigkeitLichtgeschwindigkeit ist eine sogenannte Naturkonstante. Das heißt, die Physik geht davon aus, dass sich die Geschwindigkeit von Licht im Vakuum nicht verändert. Und zwar unabhängig von der Geschwindigkeit und Richtung der ausstrahlenden Lichtquelle. Als konstanter Wert spielt die Lichtgeschwindigkeit in physikalischen Theorien eine zentrale Rolle. So basieren die Allgemeine Relativitätstheorie und die Spezielle Relativitätstheorie von Albert Einstein (1879 - 1955) auf einer festgelegten Lichtgeschwindigkeit. Masselose Teilchen (z.B. Licht-Photonen) bewegen sich demnach grundsätzlich im Universum mit Lichtgeschwindigkeit, Masse-Teilchen dagegen immer langsamer. Man kann daher auch sagen: Lichtgeschwindigkeit ist das Schnellste, was es im Universum gibt und geben kann. Entfernungen mit Licht messenDie Entfernung, die das Licht in einer Sekunde zurücklegt, entspricht ungefähr dem 8,5 fachen des Erdumfangs. Der Mond ist etwa 384.400 km von der Erde entfernt. Licht, dass vom Mond reflektiert wird, braucht also etwas mehr als eine Sekunde, ehe wir es auf der Erde sehen. Die Sonne ist rund 147 Mio. km entfernt. Für diese Strecke braucht das Licht rund 490 Sekunden, also etwas mehr als 8 Minuten. Um die ungeheuren Entfernungen im Weltall beschreiben zu können, benutzt man die Lichtgeschwindigkeit. Aus der Formel
kann man ableiten, dass
entspricht. Das Licht legt also in einem Jahr eine Entfernung von rund 9,5 Billionen km zurück. Der uns nach der Sonne am nächstgelegene Stern ist Alpha Centauri (genau genommen sind das drei Sterne). Er ist 4,36 Lichtjahre entfernt. Gemeinsam mit Milliarden weiterer Sterne bilden wir eine Galaxie, die Milchstraße. Die nächste Galaxie wiederum ist die Große Magellansche Wolke - sie ist 160.000 Lichtjahre entfernt. Und das ist quasi die nächste Nachbarstadt. Dank der Lichtgeschwindigkeit können wir die Größe des Universums zwar beschreiben, aber dennoch ist sie unvorstellbar ... Video über LichtgeschwindigkeitDas folgende Video ist als "Dokumentation" zwar etwas dramatisierend, aber enthält doch interessante Herleitung vieler Besonderheiten der Lichtgeschwindigkeit (Länge: ca 45 min) Video über LichtgeschwindigkeitWer entdeckte die Lichtgeschwindigkeit?Der dänischen Astronomen Ole Rømer (1644-1710) erkannte als erster, dass das Licht eine endliche Geschwindigkeit hat, die man messen kann. Durch die Beobachtung der Dunkelheitsphasen des Jupiter-Mondes Io berechnete er, dass das Licht etwa 22 Minuten brauchen würde, wenn es die Entfernung der Erdumlaufbahn um die Sonne zurücklegen würde. Er kam so auf eine Lichtgeschwindigkeit von etwa 220.000 km pro Sekunde - damit wich seine Berechnung nur um rund 26% von der tatsächlichen Lichtgeschwindigkeit ab. Eine beeindruckende Leistung ... Google feiert den 340. Jahrestag der Ermittlung der LichtgeschwindigkeitDer Suchmaschinenkonzern Google feierte am 7. Dezember 2016 fast überall auf der Welt die Entdeckung der Lichtgeschwindigkeit durch den dänischen Astronomen Ole Rømer (1644-1710) mit einem Doodle auf seiner Startseite - allerdings leider nicht in Deutschland. Das animierte Doodle (eine grafische Abwandlung des Google Logos) zeigt den nachdenkenden Ole Rømer, der durch sein Fernrohr schaut. Auf dem Bild sind weiterhin die Erde mit dem Mond sowie der Jupiter und einer seiner Monde zu sehen. Literatur über LichtgeschwindigkeitIm Folgenden einige interessante Bücher zum Thema Lichtgeschwindigkeit. Ein Klick auf den Preis (Partnerlink*) öffnet die entsprechende Detailseite bei Amazon mit weiteren Informationen. (Bitte beachten: Preise nur ungefähr und ohne Gewähr, da sie sich kurzfristig ändern können.) Wie lange braucht das Licht von Mond bis Erde?Schritt für Schritt in die unendlichen Weiten. Der Mond ist das nächste Objekt zur Erde. Er ist rund 400.000 Kilometer entfernt. Sein Licht erreicht uns nach 1,28 Sekunden.
Wie lange benötigt Licht um von der Mond zur Erde zu gelangen?Ein Lichtsignal, das ein Astronaut auf dem Mond aussendet, ist nur 1 1/3 Sekunden bis zur Erde unterwegs, das Licht der 150 Millionen Kilometer entfernten Sonne erreicht die Erde in rund acht Minuten. Deshalb heißt es: Der Mond sei 1 1/3 Lichtsekunden, die Sonne 8 1/3 Lichtminuten entfernt.
Wie lange braucht das Licht für 1 km?Licht bewegt sich im Vakuum mit einer Geschwindigkeit von 299.792.458 Metern pro Sekunde. Das entspricht 299.792 km pro Sekunde.
Wie lange ist ein Lichtjahr in Zeit?Definition. |
Wie lange braucht Licht vom Mond zur Erde
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