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Teleskope für Natur und Sterne


 
 

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Die Sternwarte zu Greenwich.

Erstes Kapitel.

Eine Mondnacht.

                                                                         Abenddämm`rung wandte sich ins helle
                                                                         Herz und Geist auf einmal wurden froh,
                                                                         Als die Nacht, die schüchterne Gazelle,
                                                                         Bei dem Schein des Abendlöwen floh.

Wochen waren seit unsrer letzten Unterhaltung vergangen. Trübe Herbstwitterung hatte uns den Himmel verschlossen gehalten, zu dem wir uns erheben wollten. Ich sah diese Verzögerung nicht ganz ungern. Denn es stand uns ein großes Ereignis am Himmel bevor, und wie von der Beobachtung der Sonnen und Mondfinsternis auch den Beginn unsrer Wanderung durch die Himmelsräume bezeichnen.

Es war eine schöne, aber kalte Oktobernacht, die uns wieder vereinigte. Der Vollmond ergoß seinen bleichen Glanz über einen reinen Himmel, nur einzelne leichte Wölkchen wie in flüssiges Silber tauchend. Auf den Wellen des Flusses und in dem Laub der Bäume zitterte sein weißes Licht. Es wärre eine Nacht für den Dichter gewesen. Rings umgaben uns Gestalten, scharf hervortretend, wachsend in ihren Verhältnissen, aber farblos, wesenlos gleichsam und wie herausfordernd, ihnen Inhalt zu geben, sie mit Leben zu erfüllen. Uns aber fesselte die Wirklichkeit ; wir harrten des Anblicks eines erhabenen Schauspiels am Himmel selbst. Und dieses Schauspiel begann. Wie ein leichter Rauch überflog es von Osten her die glänzende Mondscheibe. Bald folgte ein dunklerer grauer Schatten, der vom Rande her langsam über die Mondscheibe fortschreitend ihre zahlreichen Flecken unterm Anblick entzog. Je weiter dieser Schatten fortrückte, desto mehr wich seindüsteres Grau einer roten Färbung, die endlich in ein dunkelglühendes kupferrot überging, aus welchem die Mondflecken wieder hervortauchten. Jetzt nahte der Augenblick, wo auch das letzte Licht der Mondscheibe schwinden sollte. Noch einmal leuchteten in feierlicher Pracht die Gipfel am Westrand des Mondes mitreinem blauen Lichte ; dann ward es Nacht. Ein unheimliches Dunkel verbreitete sich über die Erde, und düster schaute in seinem rötlichen Grau, wie von einem Flor überzogen, durch den bisweilen ein zarter, rosenfarbener Schimmer hervordrang, der Mond auf das Heer der am Himmel wieder aufgetauchten funkelnden Sterne.

Lassen wir diese Erscheinung das Zeichen sein, unter dem wir in den Himmel einziehen ! Nicht etwa weil wir noch, wie die Alten, an bedeutungsvolle Zeichen und Wunder glaubten, die in solchen Finsternissen geschähen, sondern weil sie uns das Zeichen einer nahen befreundeten Welt ist, einer Welt, die zwischen uns und jenem festen, ewigen Fixsternhimmel sich bewegt, in der es noch einen Wechsel von Licht und Schatten gibt und einzelne Körper durch ihre Stellung einander dem Auge des Menschen entziehen. Einem vielbewegten Leben, einer zahlreichen Weltenschar werden wir in jenen Nachbarräumen begegnen ; aber ehe wir seine Wunder in der Nähe beschauen, wollen wir noch einen Blick auf seine Erscheinungen aus der Ferne werfen. Noch wird einige Zeit verfließen, ehe die ersten silbernen Strahlen des Mondes wieder hinter jener verdunkelten Scheibe hervorbrechen werden. Wir wollen diese Zeit benutzen, um Kunde einzuziehen von den Bewegungen dieser Nachbarwelten und um zum Verständnis des Vorgangs zu gelangen, der uns des freundlichen Mondlichtes solange beraubte!

Der Mond ist offenbar in einen Schatten getreten, und dieser Schatten kann sein anderer sein, als der unsrer eigenen Erde. Das ist eine so einfache Erklärung und doch bedarf sie zu einem richtigen Verständnis noch einer näheren Betrachtung des Mondlaufes selbst.

Der Mond geht wie die Sonne täglich auf und unter und rückt wie sie unter den Fixsternen von Westen nach Osten fort, und zwar so bedeutend, daß man es schon nach dem Verlaufe weniger Stunden bemerken kann. Daher geht er täglich fast eine Stunde später auf und durchläuft in ungefähr vier Wochen den ganzen Tierkreis. Genau gemessen beträgt die ganze Zeit, welche der Mond gebraucht, um zu demselben Fixstern des Himmels zurückzukehren, 27 Tage 7 Stunden 45 Minuten 11½ Sekunden, und diese Zeit nennt man den wahren oder siderischen Monat. Während dieses Umlaufes am Himmel zeigt sich uns aber der Mond zugleich in jenen verschiedenen Lichtgestalten, welche man seine Phasen nennt. Diese Lichtgestalten des Mondes hängen offenbar mit seiner Stellung zur Sonne und Erde zusammen. Wir können das am besten aus der Abbildung auf S. 126 sehen, welche uns eine schematische Darstellung der Bahn des Mondes um die Erde gibt. Die Erde ist dabei freilich der größeren Deutlichkeit halber im Verhältnisse zum Durchmesser der Mondbahn zu groß gezeichnet. Die Sonne beleuchtet stets die eine Hälfte der Mondkugel, gerade wie sie die eine Hälfte unserer Erde bestrahlt.


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                                    Die Phasen des Mondes

Je nachdem nun diese beleuchtete Mondhälfte uns gegenüber zugewandt oder abgewand wird, erblicken wir den Vollmond oder Neumond. Je nachdem wiraber den Mond mehr oder minder östlich oder westlich von der Sonne sehen, wird uns der Anblick einer Sichelgestalt des Mondes, des ersten oder letzten Viertels.Der Vollmond wird also nur eintreten, wenn der Mond der Sonne gegenübersteht, wenn er um Mitternacht durch den Meridian geht und sein Aufgang mit dem Untergange der Sonne zusammenfällt. Zur Zeit des Neumondes dagegen gehen Mond und Sonne zusammen auf und unter, und der Mond ist am Tag am Himmel, bei Nacht unter dem Horizonte, wie die Sonne. Zur Zeit des ersten Viertels steht der Mond bei Sonnenuntergang im Meridian, und sein Aufgang findet am Mittag, sein Untergang um Mitternacht statt, während zur Zeit des letzten Viertels das Gegenteil eintritt.

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Der Mondschein und sein Wechsel

Die Zeit, in welcher sich dieser Lichtwechsel vollendet, also die Zeit von einem Neumonde zum andern, fällt nicht ganz mit der Zeit zusammen, in welcher der Mond zu demselben Firstern zurückkehrt. Der sogenannte schnodische Umlauf des Mondes währt reichlich 53 Stunden länger als jener siderische, und zwar im Mittel 29 Tage 12 Stunden 44 Minuten 2,9 Sekunden. Die Ursache dieser Verzögerung ist ganz dieselbe, aus welcher der Minutenzeiger unserer Taschenuhr den Stundenzeiger nicht in einer Stunde, sondern erst 5  5/11Minuten später einholt. Die Erde steht nämlich ebenso wenig still als der Minutenzeiger, und wenn der Mond an den ursprünglichen Punkt des Himmels zurückkehrt, ist die Erde bereits ein Stück fortgerückt, und der Mond muß dies Stück nachholen, um wieder in die ursprüngliche Stellung zur Sonne zu kommen. Die Figur auf Seite 127 macht dies klar. Der Mond steht in L als Neumond, die Erde in T, und ersterer beginnt seinen Lauf um letztere. Nachdem er seinen ganzen Kreis vollendet hat, ist die Erde nach T' gerückt und der Mond steht in L', so daß die Linien L'T' und LT einander parallel sind. Der Mond hat aber jetzt noch nicht seine Stellung als Neumond, denn alsdann müsste die Linie T'L' über L' hinaus.


1links: Unterschied der Dauer zwischen synodischer und siderischer Umdrehung.

Der Mond hat aber jetzt noch nicht seine Stellung als Neumond, denn alsdann müsste die Linie T'L' über L' hinaus verlängert auf die Sonne treffen, welche im Mittelpunkte der Erdbahn steht. Man sieht unmittelbar aus der Figur, daß die Linie T`L` nicht diesen Mittelpunkt treffen kann, sondern daneben vorbeigeht. Erst wenn der Mond in die Richtung T``L`` gelangt, steht er wieder mit Sonne und Erde in einer geraden Linie. Er muß also noch ein Stück über seinen ganzen Umlauf zurücklegen, ehe er wieder in dieselbe Lage gegen Sonne und Erde kommt, und um diesen weiten Bogen in seiner Bahn zu durchlaufen, gebraucht der Mond 2 Tage 5 Stunden, um welche demnach seine synodische Umlaufzeit länger ist, als seine wahre oder siderische. Verfluchen wir es, ähnlich wie bei der Sonne, die Bahn des Mondes am Himmel dadurch zu verzeichnen, daß wir von Tag zu Tag seinem Laufe folgen und seine täglichen Örter mit einander verbinden, so werden wir allerdings finden, daß diese Bahn, wie bei der Sonne, einem größten Kreise entspricht. Wenn wir aber dieselbe Bestimmung bei mehreren aufeinander folgenden Umläufen des Mondesvornehmen, so werden wir uns balb überzeugen, daß eine so feste Bestimmung, wie sie durch die Unterschied der Dauer zwischen synodischer und siderischer Ekliptik für die Son Umdrehungnenbahn gegeben ist, für die Mondbahn unmöglich wird .Schon unsre gewöhnliche Beobachtung hat uns gezeigt, daß der Mond zu verschiedenen Jahreszeiten sehr verschiedene Höhestände am Himmel einnimmt, daß der Vollmond im Sommer niedrig, im Winter hoch steht, daß er in den Winternächten ungefähr da sich zeigt, wo die Sonne in den Sommermonaten steht. Wir werden sogar gefunden haben, daß der Mond bisweilen bedeutend höher, als wir es je bei der Sonne bemerkt haben, am Himmel aufrückt, daß er aber auch zu andern Zeiten viel niedriger über dem Horizonte bleibt, als die Sonne bei uns in den kürzesten Tagen. Beobachten wir nun genauer, so werden wir bemerken, daß wenn der Mond einen Umlauf vollendet hat, er seinen neuen Umlauf niemals in derselben Bahn ausführt, sondern daß der größte Kreis dieser neuen Bahn eine ganz andre Lage am Himmel, namentlich eine ganz andre Neigung gegen den Äquator hat. Wir werden bemerken, daß sich diese Neigung ungefähr zwischen den Grenzen von 18½0 und 28½0bewegt. Beziehen wir diese verschiedenen Bahnen des Mondes auf die Ekliptik, so werden wir freilich seine solchen Abweichungen beobachten. Wir werden finden, daß die Neigung der Mondbahn gegen die Ekliptik im Laufe eines Jahres wesentlich unverändert bleibt und ungefähr 508´40´´ beträgt. Es scheint also geradezu, als ob die Mondbahn sich fortwährend in unveränderter Neigung rückwärts um die Achse der Ekliptik drehe.Wollen wir dieser eigentümlichen Bewegung einen bestimmten Ausdruck verleihen, so werden wir mit Rücksicht auf die bereits erkannte Bewegung der Erde um die Sonne sage müssen, daß der Mond sich in einer Ebene bewegt, die durch den Mittelpunkt der Erde geht und gegen die Erdbahn unter jenem Winkel von 508´40´´ geneigt ist. Über die besondere Form dieser Mondbahn werden wir sofort noch nähere Ausschlüsse erlangen, wenn wir Beobachtungen über die Größen unterschiede der Mondscheibe anstellen und daraus Schlüsse auf die verschiedenen Abstände des Mondes von der Erde zeihen. Dem bloßen Auge wird zwar der Unterschied in der Größe der Mondscheibe in den verschiedenen Stellungen des Mondes kaum bemerklich sein. Bekanntlich aber können wir mit Hilfe des Mikrometers außerordentlich genaue Messungen vornehmen, und diese Messungen habenin der That gelehrt, daß sich der scheinbare Durchmesser und also auch die wirkliche Entfernung des Mondes von der Erde beständig ändert, daß er in seiner größten Erdnähe, dem Perigäum, nur 48950, in seiner größten Erdferne, dem Apogäum, aber 54650 Meilen von dem Mittelpunkte der Erde absteht.

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Scheinbare Größe der Mondscheide in kleinster, mittlere und größter Entfernung und der Erde.

 



Eine richtige Vorstellung von der Mondbahn erhalten wir also erst, wenn wir sie als elliptisch auffassen und die Erde in einem Brennpunkt dieser Ellipse denken.

Wir dürfen uns nun freilich nicht verhehlen, daß eine solche Vorstellung von der Mondbahn nur eine ganz allgemeine Gültigkeit hat, da der Mond eine so außerordentliche Veränderlichkeit zeigt, so unablässig seine Geschwindigkeit, wie die Lage und Gestalt seiner Bahn wechselt, daß die genaue Bestimmung des Mondlaufes zu den Schwierigkeiten und zeitraubendsten Geschäften des Astronomen gehört .Der Mond selbst trägt allerdings nicht die Schuld daran. Liefe er allein um die Sonne, wie unsre Erde, so würde er eine geschlossene elliptische Bahn um sie beschreiben. Nun drängt sich aber die gewichtige Erde in seine Gesellschaft, lenkt ihn durch ihre Anziehungskraft aus seiner Bahn und zwingt ihn zu einer Bewegung um sie selbst. So kommt es denn zu einer gemeinsamen Bewegung beider Weltkörper um die Sonne, verbunden mit einer beständigen Drehung um einen gemeinsamen Schwerpunkt, so daß ihr Lauf einem walzerförmigen Tanze um die Sonne gleicht. Ich sage: der Mond wird durch die Anziehungskraft der Erde gezwungen, sie selbst zu umkreisen. Nun ist uns bekannt, daß der Mond bei diesem Umlaufe um die Erde uns stets dieselbe Seite zuwendet, und obwohl gerade daraus mit Notwendigkeit folgt, daß der Mond genau in der selben Zeit, in welcher er seinen Umlauf um die Erde vollbringt, sich auch einmal um seine Achse drehen muß, so verursacht die Vorstellung von dieser Achsendrehung des Mondes doch so oft die größte Schwierigkeit. Es ist kaum zu begreifen, wie sonst unterrichtete Menschen nicht auf den Einfall kommen, daß wenn der Mond sich nicht zugleich während seiner Umlaufsbewegung um seine Achse drehte, sondern sich stets parallel bliebe, wir doch notwendig nach jedem halben Umlaufe die entgegengesetzte Seite des Mondes uns zugewandt erblicken müssten. Die untenstehende Figur wird indieser Beziehung jeden Zweifel lösen. Sie enthält ein Stück TT``TIV  der Erdbahn und das entsprechende Stück der Bahn des Mondes. Nehmen wir an, die Erde befinde sich in T und auf der Mondscheibe bezeichne der Punkt A die Mitte.

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Darstellung der Mondbewegung während eines Monats

Dieser Punkt bleibt also auch stets in der Mitte der Scheibe. Lassen wir jetzt die Erde nach T` rücken, so hat der Mond ein Viertel seines Umkreises vollendet und A steht in der Mitte der Scheibe. Man sieht unmittelbar, daß sich letztere entsprechend gedreht haben muß, sonst könnte A nicht mehr auf der Mitte der Scheibe sichtbar sein, indem die Linie AT eine ganz andere Richtung hat als AT` Lassen wir die Erde nach T`` rücken, so hat der Mond die Hälfte seines Umlaufes um dieselbe vollendet. Gleichzeitig hat aber auch der Punkt A eine halbe Um drehung gemacht, denn er hat nun die entgegengesetzte Lage im Vergleiche zur Stellung im T. Wenn die Erde in T`` anlangt, so hat sich A mit der Mondscheibe abermals weiter gedreht und in TIV endlich seine ganze Umdrehung vollendet. Die rotierende Bewegung des Mondes geht mit der größten Gleichmäßigkeit vor sich. Auf seinem Laufe durch die elliptische Bahn um die Erde wechselt aber der Mond infolge seiner verschiedenen Abstände von der Erde seine Geschwindigkeit beständig, und zwar nicht bloß scheinbar, sondern auch wirklich. Er bewegt sich langsamer in der Erdferne, rascher in der Erdnähe, und zwar dergestalt, daß seine Bewegung in der Erdferne für unsern Anblick nur etwa 4/5 von derjenigen beträgt, die in der Erdnähe stattfindet. Eine Folge davon ist, daß wir wirklich von Zeit zu Zeit halb an dem einen, halb an dem andern Rande einen kleinen Teil der uns sonst abgewandten Mondseite erblicken. Diese Erscheinung, die man die Libration oder Schwankung des Mondes nennt, wird noch durch den Umstand vergrößert, daß einerseits die Drehung des Mondes um eine nicht genau senkrecht auf einer Bahn stehende Achse erfolgt, und daß wir anderseits den Mond nicht vom Erdmittelpunkte, sondern von der Oberfläche der Erde, also einem für die geringe Entfernung des Mondes wirklich etwas erhöhten Standpunkte betrachten, von dem sich unser Blick nach einer Richtung hin also erweitert. Das Stück der jenseitigen Mondscheibe, das uns auf diese Weise zu Gesicht kommt, beträgt jederseits freilich nur etwa 3/40 der ganzen, so daß uns immer noch 17/20 jener Seite für immer verborgen bleiben.

Wir wollen noch einen Augenblick bei den Unregelmäßigkeiten des Mondlaufes verweilen. Einzelne dieser Veränderungen gehen rasch und gleichsam vor aller Augen vor sich, während andre so langsam erfolgen, daß sie erst nach Jahrtausenden und nur durch die genauesten astronomischen Beobachtungen bemerk bar werden. Zu den auffallendsten und raschesten Veränderungen gehören, wie ich schon bemerkte, die von der elliptischen Gestalt der Bahn herrührenden. Sie gleichen, wenn sie auch bedeutender sind, im allgemeinen denen unsrer Erde, die wir in dem scheinbaren Sonnenlaufe sich abspiegeln sehen. Auch die Anziehungen der Sonne und Erde bewirken infolge der Lage ihrer Bahnen in verschiedenen Ebenen, wie der verschiedenen Stellung der Mondachse gegen die Sonne, ganzähnliche Erscheinungen wie dort, zunächst eine kleine Veränderung in der Lage der Mondbahn gegen die Erdbahn, ein Schwanken ihrer Neigung zwischen 50und 50 18´, dann aber, was weit einflussreicher und auch dem bloßen Auge bemerklich ist, eine Veränderlichkeit der Knoten, d.h. der Durchschnittspunkte beider Bahnen. Diese Knoten zeigen, ähnlich dem Frühlingspunkt, eine rückgängige Bewegung in der Mondbahn und wandern, allerdings schneller als der Frühlingspunkt, in 18 Jahren 218 Tagen 21 Stunden 223/4 Minuten um den ganzen Himmel herum. Ebenso wechseln auch die Punkte der Mondbahn, in denen die Erdnähe und Erdferne eintritt, indem sie sehr rasch in der Bahn vorwärts rücken und bereits in 8 Jahren 310 Tagen 13 Stunden 49 Minuten einen ganzen Umlauf durch die Bahn vollenden. Was zunächst die rückgängige Bewegung der Knoten der Mondbahn anbelangt, so können wir uns von der Art und Weise wie diese Wirkung zustande kommt, durch folgende Betrachtung eine Vorstellung machen. Die Sonne befindet sich stets in der Ebene der Ekliptik und ihre Anziehung  wirft von hier aus nach allen Richtungen. Sie sucht demnach den Mond, wenn dieser sich nicht in dieser Ebene befindet, in dieselbe herabzuziehen, und beschleunigt also den Augenblick, in welchem der Mond den Durchschnittspunkt seiner Bahn mit der Ebene der Ekliptik erreicht. Der Mond erreicht also früher seinen Knoten und gleichzeitig unter einem stumpfen Winkel, die Neigung seiner Bahn gegen die Ekliptik nimmt zu.


1links: Die Bahn des Mondes in Bezug auf die Sonne


Nachdem der Knoten passiert und der Mond auf die andre Seite der Ekliptik gekommen ist, wirft die Anziehung der Sonne wieder dahin, ihn der Ekliptik zu nähern, die Neigung der Mondbahn nimmt daher wiederum ab. Die mittlere Neigung der Mondbahn ist also unverändert und schwankt nur zwischen den oben angegebenen Grenzen, aber die retrograde Bewegung der Mondknoten erhält sich ununterbrochen. Sie ist allerdings nicht regelmäßig, sondern ihre Geschwindigkeit verändert sich je nach der Lage der Knoten linie zu den Mondphasen; im Mittel beträgt sie jährlich 191/30.

Die fortschreitende Bewegung der Punkte der Erdbahn, in welche die Erdnähe und Erdferne eintritt, oder der beide verbindenden Linie, der Apfidenlinie, ist ebenfalls auf die Einwirkung der Sonne zurückzuführen. Ohne Zuhilfenehmen mathematischer Entwicklungen ist es freilich schwierig, diesen Effekt zu begreifen. Denken wir uns, die Apfidenlinie der Mondbahn habe eine solche Lage im Raume, daß ihre Verlängerung genau auf die Sonne treffen würde, und gleichzeitig nähere sich der Mond dem Punkte seiner Erdnähe, dem Perigäum. Die Sonne wirft nun durch ihre Anziehung so auf ihn, daß seine Entfernung von der Erde zunimmt; der Mond erreicht daher den Punkt seiner größten Erdnähe früher, als dies ohne Einwirkung der Sonne stattfinden würde, oder die Apfidenlinie schreitet zurück. In der Erdferne des Mondes, dem Apogäum, strebt die Anziehung der Sonne ebenfalls dahin, die Entfernung des Mondes von der Erde zu vergrößern; der Mond erreicht daher den Punkt seiner Erdferne später als bei der ungestörten Bewegung um die Erde, oder die Apfidenlinie schreitet nun vorwärts. Die Einwirkung der Sonne ist aber in diesem letzteren Falle bedeuten der wie im ersteren, das Voranschreiten überwiegt die retrograde Bewegung beim Perigäum. Wenn die Apfidenlinie der Mondbahn nicht die hier angenommene Lage hat, sondern etwa die darauf senkrechte, also lotrecht zur Verbindungslinie von Sonne und Erde steht, so bewirkt die Anziehung der Sonne, wenn sich der Mond im Perigäum befindet, ein Vorwärtsschreiten der Apfidenlinie, im Apogäum aber ein Rückwärtsgehen. In diesem Falle überwiegt die retrograde Bewegung und die Apfidenlinie schreitet zurück. Untersucht man an Hand der Rechnung alle möglichen Fälle genau, so findet sich, daß im ganzen die Apfidenlinie eine fortschreitende Bewegung hat, doch ist dieselbe äußerst unregelmäßig und geht zeitweise in ein Rückwärtsschreiten über. Der mittlere jährliche Betrag des Vorangehens der Apfidenlinie des Mondes ist 40,70.

Die Zahlreichsten, wenngleich minder beträchtlichen Unregelmäßigkeiten des Mondlaufes hängen von der wechselnden Stellung des Mondes zur Erde und Sonne ab, also von denselben Verhältnissen, auf welchen die Erscheinung der wechselnden Lichtphasen des Mondes beruht. Eben deshalb aber werden sie von besonderer Bedeutung und können sich einer aufmerksamen Beobachtung kaum entziehen, um so mehr, da sie in Verbindung mit den Ungleichheiten des Erdlaufes in einem Mondwechsel auf einen halben Tag und darüber anwachsen können. Wäre der Mond uns Kalender, wie den alten, so würden wir gefunden haben, daß die Vollmonde des Sommers stets geringere Zwischenzeiten haben als die des Winters. Mond und Erde stehen nämlich weder in gleichem Abstande von der Sonne noch in gleicher Richtung zu ihr. Die Anziehung der Sonne auf Erde und Mond muß darum sowohl ihrer Größe als Richtung nach verschieden wirken, und diese Verschiedenheit ist es, die der Astronom als Störung bezeichnet. Wir dürfen bei diesem Worte aber keineswegs an irgend eine Willkür, eine Unordnung oder Gesetzwidrigkeit denken. Die Störungen folgen mit derselben Notwendigkeit aus den allgemeinen Bewegungsfetzen, lassen sich mit der selben Schärfe berechnen wie die Hauptbewegung selbst, und nur die verwickelten Verhältnisse erschweren diese Rechnung. Die Störungen des Mondlaufes sind also eigentlich nur Störungen oder, wenn wir wollen, Unbequemlichkeiten für die astronomische Rechnung.

Wir wollen nun den Lauf von Mond und Erde um die Sonne, den wir uns bildlich als einen gemeinsamen Tanz vorstellen, während eines Mondwechsels verfolgen und dabei namentlich die Stellungen beider Weltkörper gegeneinander und zur Sonne ins Auge fallen. Zur Zeit des Vollmondes finden wir zunächst Mond und Erde sich in gleicher Richtung bewegend, während zur Zeit des Neumondes beider Bewegungen entgegengesetzt gerichtet sind. Im Vollmonde aber steht zugleich der Mond weiter von der Sonne ab als die Erde; seine Bewegung um die Sonne erfolgt daher auch langsamer, er bleibt hinter der Erde zurück. Dieser Verzögerung der Mondbewegung muß aber zugleich auch eine Vergrößerung des Abstandes zwischen Mond und Erde entsprechen, da die nähere Erde stärker von der Sonne angezogen wird als der entferntere Mond. Entgegengesetzte Verhältnisse treten im Neumonde ein. Der Lauf des näheren Mondes um die Sonne erfolgt rascher als der der Erde, er eilt ihr voraus, aber freilich in einer der Bewegung des Mondes um die Erde entgegengesetzten Richtung. Die Gesamt bewegung des Mondes erscheint darum auch hier verzögert. Ebenso wird auch durch die stärkere Anziehung des näheren Mondes die Entfernung zwischen Mond und Erde vergrößert. In beiden Stellungen also, zur Zeit des Neu= und Voll= mondes, aber in den Syzygien, wie man diese Phasen gemeinsam nennt, erfolgt aus entgegengesetzten Ursachen die gleiche Wirkung: Verzögerung des Mondlaufes und Verzögerung des Abstandes zwischen Mond und Erde. Zur Zeit der Mondviertel oder in den Quadraturen tritt dagegen eine andre Wirkung ein. Beide Weltkörper stehen gleich weit von der Sonne; nur die Richtung der Sonnenanziehung ist für beide verschieden. Der Zug der Sonne strebt sie einander zu nähern, die Wirkung der Erde auf den Mond wird dadurch verstärkt und die Mondbewegung daher beschleunigt. Die ganze Erscheinung, welche sich gleichsam als ein Bestreben auffassen lässt, der Mondbahn eine elliptische Gestalt zu geben, und die in der That mit den Folgen der elliptischen Bahnbewegung, von der sie übrigens ziemlich unabhängig ist, große Übereinstimmung zeigt, nennt man die Ebektion, und die ist die einzige Störung im Laufe der Himmelskörper, die bereits von einem Astronomen des Altertums, von Ptolemäus, vor zwei Jahrtausenden entdeckt wurde. Infolge der Ebektion ist die Länge des Mondes zur Zeit des Voll- und Neumondes, also in den sogenannten Syzygien, um nahe 1015´ größer, als sie nach der reinen elliptischen, von der Sonne nicht beeinflussten Bewegung unsres Trabanten sein sollte. Umgekehrt ist sie in dem ersten und letzten Viertel, also zur Zeit der Quadraturen, um 1015´ kleiner. Der Name Ebektion für diese Störung rührt von Tycho  Brahe her.

Eine ganz ähnliche Störung wird aber noch zu andern Zeiten des Mondwechsels durch die Anziehung der Sonne bewirkt. In jener Zwischenzeit nämlich, wo die eine Mondphase in die andre über geht und Sonne und Mond mit der Erde schiefe Winkel bilden, ist sowohl die Richtung der Sonnenanziehung wie ihre Stärke in bezug auf Mond und Erde verschieden. Die Folge davon ist, daß der Zug der Sonne den Mond etwas seitwärts verrückt und dadurch gleichfalls seinen Lauf teils beschleunigt teils verzögert. Wenn der Mond von der Konjunktion gegen das erste Viertel rückt, so vermindert sich infolge der Sonnenanziehung seine Winkelbewegung, sie nimmt aber wieder vom ersten Viertel bis zum Vollmonde zu; von da bis zum letzten Viertel nimmt sie abermals ab und wächst hierauf wieder bis zum Neumonde. Der wahre Ort des Mondes muß demnach im ersten Quadranten seiner Bahn dem elliptischen voraus sein, ebenso im dritten, während er in den beiden übrigen Quadranten hinter demselben zurückbleibt. Diese Störung, die eine Ortsveränderung des Mondes von 37 Minuten zur Folge haben kann, bezeichnet man als Bariation, sie ist von Tycho Brahe um das Jahr 1590 entdeckt worden. Beide Störungen aber werden natürlich im Laufe des Jahres ganz verschiedene Größen erlangen, je nachdem die Erde in ihrer Bahn der Sonne näher oder ferner steht, und die Wirkung der Sonnenanziehung also mehr oder minder stark auf Erde und Mond ist. Zur Zeit der Erdnähe, also im Winter, werden diese Störungen weit beträchtlicher sein als zur Zeit der Erdferne, im Sommer. Die dritte der großen Ungleichheiten der Mondbewegung führt den Namen jährliche Gleichung, doch beträgt ihr größter Wert nur 11´; sie ist also weit kleiner als die Bariation. Ihre Ursache ist die nicht genau kreisförmige Bahn der Erde. Weil unser Planet sich in einer Ellipse bewegt, so muß die störende Einwirkung der Sonne sich fortwährend vermindern, während die Erde von der Sonnennähe zur Sonnenferne geht, und umgekehrt zunehmen, wenn unser Planet seine Sonnenferne erreicht hat und wieder dem Sonnennähepunkte zustrebt. Der störende Einfluß der Sonne auf die Mondbewegung äußert sich nun dadurch, daß während die Erde dem Perihelium zueilt, die Mondbahn eine stufenweise Erweiterung erfährt, der Mond also sich mehr und mehr von der Erde entfernt; bewegt sich die Erde dagegen vom Perihelium zum Aphelium, so nimmt die störende Einwirkung der Sonne ab, und die Mondbahn verkleinert sich wieder. Diese Vergrößerung und Verringerung des mittleren Mondabstandes von der Erde, infolge der störenden Einwirkung der Sonne, würde sich durch direkte Messungen nur sehr schwer oder gar nicht mit Sicherheit nachweisen lassen, aber die Änderung der Bahndimensionen des Mondes zieht gleichzeitig eine Änderung der Umlaufzeit desselben nach sich, und diese ist es, die sich in den Beobachtungen mit Leichtigkeit nachweisen lässt. In der That beträgt die synodische Umlaufszeit des Mondes im Januar, wenn die Erde sich in ihrer Sonnennähe befindet, 293/4 Tage, ein halbes Jahr später indes, wenn die Erde das Aphelium erreicht hat, nur 291/4 Tage. Der Mond braucht daher in der ersten Epoche mehr Zeit um einen ganzen Umlauf zu vollbringen, als in der letzteren; seine mittlere Bewegung ist also in jener Periode langsamer wie in dieser, oder mit andern Worten, in der ersten Hälfte des Jahres wird die Länge des Mondes vermindert, in der zweiten um ebensoviel vermehrt.

Aus diesen Mitteilungen über die Unregelmäßigkeiten der Mondbewegung werden wir uns wenigstens überzeugt haben, daß die genaue Berechnung des Mondlaufes und solcher davon abhängiger Ereignisse, wie Sonnen- und Mondfinsternisse, nicht zu den leichtesten Arbeiten gehört. Freilich haben schon die Astronomen des Altertums solche Finsternisse vorausbestimmt, und diese Vorhersagungen waren es ja vorzugsweise, durch welche sich die Astronomie Achtung beim Volke erwarb Aber diese Vorausbestimmungen waren keineswegs von der Zuverlässigkeit, wie wir sie jetzt bei astronomischen Verkündigungen gewohnt sind. Noch im 17. Jahrhundert konnte es sich ereignen, daß für Rom eine totale Sonnenfinsternis angekündigt wurde, während nur drei Viertel der Sonne sich verfinsterten, und zu Anfang des vorigen Jahrhunderts vermochte man Fehler von 45 Min. bei der Berechnung einer solchen Finsternis nicht immer zu vermeiden.

Die Finsternisse am Himmel beruhen darauf, daß ein Weltkörper durch einen anderen beschattet wird. Mond und Erde sind beide an sich dunkle, nur von der Sonne beleuchtete Körper und werfen beide Schatten hinter sich, lang genug, um den anderen Weltkörper zu erreichen. Die Länge des Erdschatten beträgt zwischen 182 000 und 189 000 Meilen, die des Mondschatten zwischen 49 000 und 51 000 Meilen. Wir sehen daraus, daß der Erdschatten mehr als dreimal über den Abstand des Mondes hinausreicht, während der Mondschatten freilich nur gegen die Zeit der Erdnähe die Erde erreichen kann. So oft der Erdschatten den Mond bedeckt, ereignet sich eine Mondfinsternis, so oft der Mondschatten über die Erde hinzieht, eine Sonnenfinsternis; denn die Beschattung ist für den beschatteten Körper ja nur eine Entziehung des Sonnenlichtes. Die Verfinsterung kann eine partiale oder eine totale sein, je nachdem nur ein Teil des Schattens oder der ganze den verfinsterten Weltkörper trifft. Sie kann bei einer Sonnenfinsternis aber auch eine ringförmige Gestalt annehmen, wenn der Mond seiner Erdferne nahe steht, sein Schatten die Erde also nicht mehr wirklich berührt, sondern nur darüber hinschwebt, und die Mondscheibe daher zugleich, wenn sie vor die Sonne tritt, einen kleinern scheinbaren Durchmesser zeigt als die Sonnenscheibe. Die nachstehenden Abbildungen können als Schema für eine allgemeine theoretische Darstellung der Sonnen- und Mondfinsternisse dienen.

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Entstehung einer totalen Sonnenfinsternis für einen bestimmten Erdort

Da Mond und Erde einander offenbar nur dann beschatten können, wenn sie in einer geraden Linie mit der Sonne stehen, so könnte es scheinen, als ob ihre Verfinsterungen zur Zeit jedes Neumondes sich ereignen müssten

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Entstehung einer ringförmigen Sonnenfinsternis für einen bestimmten Erdort

Das würde in der That der Fall sein, wenn die Mondbahn keine oder doch nur eine geringe Neigung gegen die Erdbahn hätte. Wir haben aber gesehen, daß diese Neigung der Mondbahn nicht ganz unbeträchtlich ist, und so wird es kommen, daß die meisten Vollmonde über oder unter dem Erdschatten, die meisten Neumonde nördlich oder südlich von der Sonne vorbeiziehen. Nur wenn der Mond zur Zeit dieser Phasen zugleich in die Ebene der Erdbahn oder in ihre Nähe tritt, wenn er also sich zugleich in seinem Knoten oder diesem nahe befindet, stellt sich eine solche Finsternis ein. Wäre nun die Lage dieses Knotens fest, so würde sich immer noch eine gewisse Regelmäßigkeit in dem Erscheinen der Finsternisse zeigen; sie würden alljährlich zu denselben Jahreszeiten, wenn auch nicht genau an denselben Tagen eintreten. Bei der bekannten Veränderlichkeit der Mondknoten aber wird zur Vorherbestimmung der Finsternisse eine genaue Berechnung dieser Knotenbewegung erfordert. Wenn die Alten ohne den Besitz unsrer heutigen Sonnen- und Mondtafeln dennoch solche Vorausbestimmungen und, wie wir aus der Geschichte wissen, mit Glück unternahmen, so verdanken sie dies ihren fleißigen und jahrhundertelangen Beobachtungen. Schon den alten Babyloniern, die, wie wir wissen, aufmerksame Himmelsbeobachter waren, entging es nicht, daß nach 18 Jahren und 10 bis 11 Tagen die Finsternisse nahe in derselben Reihenfolge wieder eintreten. Sie nannten diese Periode Saros, aber da sie nur annäherungsweise gilt, so kam es vor, daß eine danach bestimmte Finsternis ausblieb oder eine nicht vorhergesehene plötzlich eintrat. Die Ursache jener achtzehnjährigen Finsternisperiode ist in folgendem Umstande zu suchen. Die durchschnittliche Zwischenzeit von einem Neumonde zum andern, der sogenannte synodische Monat, beträgt 29 Tage 12 ¾ Stunden, so daß ein Sonnenjahr12 synodische Monate + 11 Tage umfasst. Es würde also, wenn sich die Lage der Mondbahn nicht änderte, beispielsweise eine Sonnenfinsternis in dem nächsten Jahre um 11 Tage früher wiederkehren. Nun drehen sich aber die Knoten der Mondbahn der Sonne entgegen, sodaß diese kein volles Jahr gebraucht, um wieder beim selbigen Knoten der Mondbahn anzugelangen, sondern bloß 346 3/5  Tage. Soll also nach Ablauf eines Vielfachen des synodischen Monats eine Finsternis wiederkehren, so muß dieses Vielfache auch gleichzeitig ein Vielfaches von 346 3/5 Tagen sein. Nun sind 223 synodische Monate = 6585 1/5 Tage, und 19 Mal 362 3/5 Tage = 6585 2/5 Tage. Da ferner 6585 ½ Tage genau 18 Jahre 11 Tage sind, so wiederholen sich also im allgemeinen die Finsternisse nach Ablauf dieser Zeit in derselben Reihenfolge. Wie weit die cyklische Reihenfolge der Finsternisse genau ist, können wir zum Teil aus nachstehender Tabelle entnehmen, welche sämtliche von 1876 bis 1900 stattgefunden oder noch stattfindenden vorzugsweise in Europa sichtbaren Mondfinsternisse enthält. Mondfinsternisse, welche im letzten Viertel dieses Jahrhunderts vorzugsweise in Europa sichtbar waren oder noch sein werden.

1876

März

10.

 

Sept.

3.

 

1888

Jan.

28.

 

Juli

23.

 

1877

Febr.

27.

(total)

Aug.

23.

(total)

1891

Mai

23.

 

Nov.

26.

 

1878

  "

17.

 

  "

13.

 

1892

Mai

11.

 

Nov.

04.

(total)

1879

  "

---

 

Dez.

28.

 

1894

März

21.

 

Sept.

15.

 

1880

Juni

22.

(total)

  "

16.

(total)

1895

  "

11.

(total)

  "

04.

(total)

1881

  "

12.

 

  "

05.

 

1896

Febr.

28.

 

Aug.

23.

 

1883

April

22.

 

Sept.

16.

 

1897

Jan.

08.

 

Juli

02.

 

1884

  "

20.

(total)

Okt.

04.

(total)

1898

Juli

03.

 

Dez.

27.

(total)

1885

März

20.

 

Sept.

24.

 

1899

  "

23.

 

  "

17.

 

1887

Febr.

08.

 

Aug.

05.

 

1900

  "

13.

 

 

 

 


Gegenwärtig bestimmt man mittels der astronomischen Tafeln genau die Augenblicke der Vollmonde und Neumonde und untersucht dann, ob im ersten Falle der Abstand des Mondes von der Ekliptik größer oder kleiner ist als der Schematische Darstellung von Sonnen- und Mondfinsternissen.

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Halbmeter des Schattenkegels, oder im Falle für die Neumonde, ob jener Abstand des Mondes von der Ekliptik kleiner oder größer ist als der Halbmesser der Sonnenscheibe. So erfährt man, bei welchen Vollmonden und Neumonden Mond- und Sonnenfinsternisse eintreten, bei welchen nicht. Der Abstand des Mondes von der Ebene der Ekliptik hängt von seiner Entfernung von einem der Knoten ab, da er in den Knoten sich ja genau in der Ebene der Ekliptik selbst befindet und in der Mitte zwischen beiden Knoten am weitesten von derselben entfernt ist. Man kann daher aus dem Knotenabstande des Mondes zur Zeit des Voll- oder Neumondes schließen, ob eine Finsternis eintreten wird oder nicht. Es ergibt sich in dieser Beziehung Folgendes: Es muß eine Sonnenfinsternis eintreten, wenn sich zur Zeit des Neumondes der Mond um weniger als 150 24´ in seiner Bahn von einem seiner Knotenpunkte befindet. Ist dieser Abstand größer als 180 22´, so kann keine Finsternis mehr stattfinden.

Eine Mondfinsternis muß eintreten, wenn der Mond sich zur Zeit des Vollmondes bis zu 70 47´ von einem seiner Knotenpunkte befindet; sie kann noch eintreten, wenn der Knotenpunkt 130 21´ beträgt. Die Mondfinsternis muß total sein, wenn der Vollmond bis zu 30 30´ von einem der Knoten entfernt ist, sie kann noch total sein, wenn der Abstand bis 70 19´ beträgt.

1
Der Erdschatten

Im allgemeinen ereignen sich innerhalb 18 bis 19 Jahren 70 Finsternisse und zwar 29 am Monde und 41 an der Sonne, niemals mehr als 7 Finsternisse in einem Jahr, aber auch nie weniger als 2. Wir sehen, daß die Zahl der Sonnenfinsternisse die der Mondfinsternisse fast um die Hälfte übertrifft. Der Grund dieser größern Häufigkeit der Sonnenfinsternisse liegt darin, daß der Schattenkegel, in welchen der Mond ganz oder teilweise eintreten muß, wenn eine Mondfinsternis erfolgen soll, schmaler ist als der Raum, in welchem der Mond sich zu befinden hat, wenn er uns eine Sonnenfinsternis erzeugt. Wir dürfen nur die oben stehende Figur betrachten, wo a b die Breite des Schattenkegels für Mondfinsternisse, c d den Raum für den Ort des Mondes bei Sonnenfinsternissen bezeichnet. Wir dürfen uns aber nicht durch die Erfahrung täuschen lassen, daß an unserm bestimmten Heimats ort die Sonnenfinsternisse seltener erscheinen. Mondfinsternisse ereignen sich nämlich stets gleichzeitig auf der ganzen Erdhälfte, für welche der Vollmond eben am Himmel steht, da der Mond selbst in einen Schatten tritt. Sonnenfinsternisse dagegen treffen immer nur einen sehr kleinen, höchstens den sechsten Teil der Erdhälfte, über welche gerade die Schattenspitze des Mondes hinstreicht. Für uns selbst bleiben daher die meisten Sonnenfinsternisse unsichtbar, während wir jede Mondfinsternis erblicken müssen, wenn sie nicht gerade die entgegengesetzte Erdhälfte trifft. Daher kommt es, daß oft für einen Ort Jahrhunderte vorübergehen, ehe ihm einmal eine totale Sonnenfinsternis erscheint. So wird unser nördliches Deutschland erst am 19. August 1887 die erste und einzige totale Sonnenfinsternis dieses Jahrhunderts erleben. Die Linie der Totalität geht bei dieser Finsternis von Magdeburg über Berlin gegen Moskau hin. Beim Beginn der Erscheinung befindet sich die Sonne für das mittlere Deutschland noch unter dem Horizonte, sie geht also verfinstert auf. Die nachstehende Tabelle gibt eine Übersicht der Sonnenfinsternisse, welche von 1879 bis 1900 in Europa sichtbar waren oder noch sein werden. Sonnenfinsternisse, welche im letzten Viertel unsres Jahrhunderts in Europa sichtbar waren oder noch sein werden.

1879.

Juli

19.

(in Deutschl.  5-7  Z. groß).

1890.

Juni

17.

(in Deutschl.  5-7  Z.groß).

1880.

Dez.

31.

( ,,      ,,          1-3   ,,    ,,   

1891.

  ,,

6.

(  ,,     ,,          3-6  ,,   ,,  

1882.

Mai

17.

(  ,,     ,,          2-4   ,,    ,,  

1896.

Aug.

9.

(  ,,     ,,          7-9  ,,   ,,  

1887.

Aug.

19.

(  ,,     ,,        11-12 ,,    ,, 

1899.

Juni

8.

(  ,,     ,,          1-2  ,,   ,,  

1888.

Juli

23.

(  ,,     ,,          4-6   ,,    ,,  

1900.

Mai

28.

(  ,,     ,,          6-7  ,,   ,,   

Die Sonnen- und Mondfinsternisse spielen in der Thronologie eine höchst bedeutende Rolle. Die Alten, welche zum Teil höchst abergläubische Vorstellungen mit diesen Erscheinungen verknüpfen, haben uns nämlich über manche Finsternisse, die nahe mit bedeutenden politischen Ereignissen zusammentrafen, Nachrichten überliefert, welche durch Rückwärtsrechnung ermöglichen, die genauen Jahreszahlen und selbst das Tagesdatum solcher Ereignisse festzustellen. Auf diese Weise hat man z.B. gefunden, daß die berühmte, angeblich von Thales vorhergesagte Sonnenfinsternis, die im sechsten Jahre des Krieges zwischen Aliattes von Lydien und Kyarares von Medien stattfand, am 28. Mai 584 v. Chr. eingetreten ist. Um die historischen Angaben über die Erscheinung einer Finsternis leicht und ohne viel Rechnung zu prüfen, kann man sich nachstehender Tafel bedienen, deren Einrichtung ich sofort erklären werde.