Wie alt ist ein Lichtjahr ?

 

(BK)  Wenn man astronomische Bücher liest oder Wissenschaftssendungen sieht, dann stellt man immer wieder fest, daß in der Astronomie nicht mit den herkömmlichen Maßen gemessen wird. Statt dessen gibt es Maße wie Astronomische Einheit (AE) und Lichtjahr (Lj). Das klassische Maß der Meters bleibt auf der Strecke.
Woran liegt das ? – Schauen wir uns einmal Entfernungen auf der Erde an, so werden wir feststellen, daß bei größeren Distanzen die Zahlen zu groß werden. Beispielsweise ist Basel von Itzehoe ca. 1000000 m entfernt. Da man ja auf der Erde ein nächst höheres Maß kreiert hat, den Kilometer, ist die Zahl etwas übersichtlicher : 1000 km. Wählen wir aber den Mond als Zielort, dann wird die Zahl bereits ziemlich groß : ca. 385000 km. Der Rahmen sprengen wir dann bereits mit einem Blick zur Sonne. 149530000 km ist unser Zentralgestirn entfernt. Das Problem ist darin zu suchen, daß wir uns Distanzen in unserem direkten Aktionsradius vorstellen können. Liegen diese Distanzen aber außerhalb unseres direkten Umfeldes, hat unser Vorstellungsvermögen Probleme.
Als die Voyager-Sonden uns Bilder von Jupiter sendeten, hatten sie einen Planeten im Visier, der ca. 779000000 km von der Sonne entfernt ist. Wir können uns vorstellen (oder eben nicht), wie groß die Zahlen werden würden, wenn wir nur an die Entfernungen zum Uranus oder gar Pluto denken. In der Astronomie hat man eine ganz elegante Lösung gefunden. Man hat mit  der Astronomischen Einheit  eine neue Maßeinheit eingeführt, deren Grundmaß 1 gleich der Entfernung Erde – Sonne ist. Der Abstand der Erde von der Sonne ist also 1 AE, der des Jupiters 5,2 AE. Wir sehen, daß wir uns trotz der (in Kilometern) unvorstellbaren Entfernungen die Distanz des Jupiters von der Sonne begreiflich machen können; er ist nämlich 5,2 mal weiter von der Sonne entfernt als die  Erde ! Es wird uns nun ein leichtes sein, ein Gefühl für die Entfernungen der einzelnen Körper unseres Sonnensystems zueinander zu entwickeln. Zeichnerisch sollte dieses eigentlich jedem gelingen.
Aber wir schielen bereits mit einem Blick zu Alpha Centauri, einem Stern eines anderen Sonnensystems. Er ist 40680150000000 km (ca. 40 Billionen) entfernt. Diese Zahl ist natürlich zu groß. Also wenden wir unsere AE an und stellen fest, daß Alpha Centauri etwas 272053 mal soweit von unserer Sonne entfernt ist wie die Erde. Auch hier werden die Zahlen allmählich zu groß, so daß man sich zu einem noch größeren Längenmaß durchgerungen hat, dem Lichtjahr.
Bei näherer Betrachtung fällt auf, daß das Lichtjahr, eigentlich ein Längenmaß, durch den Begriff –jahr scheinbar ein Zeitmaß, ist. Dieses werden wir uns einmal genauer ansehen! Frankfurt ist von Itzehoe 570 km entfernt, das ist Fakt. Fährt man mit einer bestimmten Durchschnittsgeschwindigkeit, dann brauchen wir 5 Stunden. Wenn ich nun jemandem sage, daß Frankfurt 5 Autostunden von Itzehoe entfernt ist, dann kann er es umsetzen. In der Luftfahrt ist dieses Gang und Gebe. Beispielsweise ist New York 6 Flugstunden von Frankfurt entfernt. Da sich das Licht mit annähernd 300000 km pro Sekunde fortbewegt, dieses eine konstante „Fluggeschwindigkeit“ ist, können wird sagen, daß der Mond etwa 1,28 Lichtsekunden von uns entfernt ist !
Ein Lichtstrahl von der Sonne bewältigt die 149530000 km oder 1 AE in 8,3 Minuten (Entfernung = 8,3 Lichtminuten). Da das Licht innerhalb eines Jahres 9,46 Billionen km zurücklegt, können wir errechnen, daß Alpha Centauri eine Entfernung von 4,3 Lichtjahren hat. Dieser Stern ist so weit entfernt, wie das Licht an Strecke innerhalb von 4 Jahren und 4 Monaten mit einer konstanten Geschwindigkeit von 300000 km zurücklegen würde.
In den Bereich der Unübersichtlichkeit wandert die Entfernung erst dann wieder, wenn wir die Bereiche der Milchstraße verlassen. Der Andromedanebel hat zu uns eine Entfernung von ca. 2700000 Lichtjahren, und er gehört zur sog. „Lokalen Gruppe“, ist also eine uns sehr nahestehende Galaxis. Die Entfernungen zu anderen Sterninseln oder gar Quasaren sind natürlich noch wesentlich größer. Da sich aber für diesen Bereich mathematisch fast ausschließlich nur Wissenschaftler interessieren, ist es nicht notwendig ein weiteres Maß einzuführen. Die Mathematik hat hier mit der Darstellung mittels Hochzahlen ein elegantes System parat.