Hast du irgendeine Idee, was eine Sonnenfinsternis verursacht?

Harald Lesch im Livestream [KOMPLETTER STREAM] (Juli 2019).

Anonim

Am Montag, dem 21. August, wird die Sonne in weiten Teilen der Vereinigten Staaten für etwa drei Minuten blockiert. Das letzte Mal, dass eine totale Finsternis in den zusammenhängenden Vereinigten Staaten zu sehen war, war 1979 oder vor 38 Jahren. Sie haben wahrscheinlich schon von der Sonnenfinsternis gehört und vielleicht sogar vorbereitet, es zu sehen, aber was bereiten Sie sich vor? Welches Objekt blockiert die Sonne während einer Sonnenfinsternis? Warum ist eine Sonnenfinsternis von einigen Standorten aus sichtbar, aber nicht von anderen? Und warum sind Sonnenfinsternisse so selten?

Das Objekt, das während einer Sonnenfinsternis die Sonne blockiert, ist der Mond, kein Planet, und das in seltenen Abständen, weil die Umlaufbahn des Mondes fünf Grad von der Erdumlaufbahn entfernt ist. Wenn der Mond die Erde in der gleichen Ebene umkreist, auf der die Erde die Sonne umkreist, würde es jeden Monat Sonnenfinsternisse geben, aber der Unterschied in den Umlaufbahnen bedeutet, dass der Schatten des Mondes typischerweise die Erde verfehlt. Nur zweimal pro Jahr stimmt der Weg des Mondes mit dem Weg der Erde überein, so dass der Mond einen Schatten auf die Erde wirft, aber der Schatten des Mondes trifft die Erde an verschiedenen Orten von einer Ausrichtung zur nächsten, was eine Sonnenfinsternis an einem bestimmten Ort selten macht .

Finsternisse sind leicht vorstellbar, aber schwer zu erklären. Sie wissen, was Sie erwartet - ein dunkles Objekt, das sich über die Sonne bewegt und es von einem Kreis zu einem Halbmond zu einem Ring schrumpft - aber Sie wissen vielleicht nicht warum. Viele astronomische Phänomene folgen diesem Muster. Wir erwarten, dass die Gezeiten ein- und ausgehen, der Mond wachsen und schwinden und die Jahreszeiten wechseln, aber wir wissen nicht warum. Wenn wir auf eine Erklärung gedrängt werden, liegen wir typischerweise falsch. Die Gezeiten ändern sich nicht, weil der Mond den Ozean näher und weiter vom Ufer wegzieht (sie verändern sich, weil der Mond die Ozeane der Erde in zwei globale Ausbuchtungen zieht und die Erde sich durch diese Ausbuchtungen dreht). Der Mond ändert sich nicht, weil unser Blick darauf vom Schatten der Erde blockiert wird (er verändert sich, weil sich unser Blick auf die beleuchtete Mondhälfte ändert). Und die Jahreszeiten ändern sich nicht, weil die Erde sich näher oder weiter von der Sonne entfernt (sie verändern sich, weil die Menge an Sonnenlicht, die die nördlichen und südlichen Hemisphären der Erde trifft, sich über die Erdumlaufbahn verändert).

Der Grund dafür, dass sich astronomische Phänomene einer Erklärung widersetzen, ist, dass sie sich der Intuition widersetzen - sie widersetzen sich unseren frühesten sich entwickelnden und am leichtesten zugänglichen Interpretationen dieser Phänomene. Die Erde ist eine rotierende Kugel, die die Sonne umkreist, aber wir betrachten sie als flach, in Ruhe und von der Sonne umkreist. Vor allem Kinder haben Schwierigkeiten, die Erde als sich bewegendes, kugelförmiges Objekt zu begreifen. Sie hören, dass die Erde rund ist und sie sehen es als rund in Bildern oder Zeichnungen dargestellt, aber sie interpretieren "rund" auf nicht-sphärische Weise. Manche denken, die Erde ist rund wie eine Scheibe. Manche denken, die Erde sei rund wie ein leerer Basketball - meist rund, aber mit flachen Teilen, in denen die Menschen leben können. Manche denken, dass die Erde rund wie eine Schneekugel ist, so dass der obere Teil des Globus die Kuppel des Himmels ist und Menschen auf einer flachen Oberfläche im Inneren des Globus leben. Und manche denken, dass die Erde rund ist wie ein Ball, aber dass die Menschen nicht wirklich auf der Erde leben; Sie leben auf dem Boden.

Kinder halten diese Missverständnisse, bis sie sich damit abfinden können, wie eine runde Erde flach von ihrer Oberfläche erscheinen kann und wie Menschen auf der "Unterseite" einer runden Erde leben können, ohne herunterzufallen. An diesem Punkt - etwa im Alter von zehn Jahren - müssen sie den Platz der Erde im Sonnensystem neu erfinden. Ein Kind, das versteht, dass die Erde eine Kugel ist, kann immer noch nicht verstehen, dass die Erde in Bewegung ist. Kinder brauchen noch einige Jahre, um herauszufinden, dass unsere Erfahrung eines Tages durch die Rotation der Erde verursacht wird und unsere Erfahrung eines Jahres durch die Erdumlaufbahn verursacht wird. Die Ursachen der Gezeiten, der Jahreszeiten und der Mondphasen werden später, wenn überhaupt, angegangen.

Das Erlernen astronomischer Phänomene ist langsam und schwierig, weil wir durch irreführende Wahrnehmungen und irreführende Sprache eingeschränkt sind. Die Sonne zum Beispiel scheint sich jeden Tag über den Himmel zu bewegen, und wir nennen den Anfang dieser Flugbahn einen "Sonnenaufgang" und das Ende einen "Sonnenuntergang". Selbst nachdem wir korrekte Erklärungen für astronomische Phänomene beherrschen, haben wir immer noch Probleme Schütteln unsere früheren Missverständnisse. Sie tauchen wieder auf, wenn wir eilig oder abgelenkt sind. In meiner eigenen Forschung haben wir die Menschen gebeten, so schnell wie möglich zu entscheiden, ob Aussagen über astronomische Phänomene wahr oder falsch sind. Die Aussagen sind hinsichtlich Länge und Komplexität eng aufeinander abgestimmt, unterscheiden sich aber in ihrer Intuition, wie in "Der Mond dreht sich um die Erde" (was wissenschaftlich wahr und intuitiv wahr ist) vs. "Die Erde dreht sich um die Sonne" (was aber wissenschaftlich stimmt intuitiv falsch). Wenn sich Wissenschaft und Intuition widersprechen, reagieren die Menschen langsamer und weniger genau. Sie wissen vielleicht, dass sich die Erde um die Sonne dreht, aber sie neigen dazu, "falsch" zu reagieren, und wenn sie "wahr" antworten, braucht es dafür zusätzliche Zeit.

Viele Erwachsene hegen sogar Missverständnisse über die Form der Erde, indem sie explizit anerkennen, dass die Erde rund ist, aber implizit glauben, dass die Erde flach ist. In einer Studie wurden Erwachsene gebeten, die Entfernungen zwischen sechs Städten zu ermitteln, die den Globus umspannen: Die Teilnehmer aus Berlin, Rio de Janeiro, Kapstadt, Sydney, Tokio und Los Angeles schätzten die Entfernungen zwischen allen möglichen Paarungen, und diese Schätzungen wurden eingereicht ein Computeralgorithmus, der den Radius der Kugel extrahiert, der am besten zu den Schätzungen jedes Teilnehmers passt. Der tatsächliche Radius der Erde beträgt 3.960 Meilen, aber den Teilnehmern wurde ein größerer Radius zugewiesen, wenn sie die Intercity-Entfernungen oder einen kleineren Radius überschätzten, wenn sie diese Entfernungen unterschätzten. Tatsächlich wurde den meisten Teilnehmern ein Radius von unendlichem Wert zugewiesen, nicht weil sie die Intercity-Distanzen weit überschätzten, sondern weil eine Sphäre mit einem unendlichen Radius einer flachen Ebene geometrisch äquivalent ist.

Wenn wir Schwierigkeiten haben, die Erde rund zu akzeptieren, müssen wir auch Schwierigkeiten haben, kompliziertere Phänomene zu verstehen, etwa wie der Mond die Sonne in den Schatten stellen kann. Sehen heißt glauben, aber glauben ist nicht unbedingt verstehend. Am kommenden Montag wird der Anblick eines Himmelskörpers, der einen anderen überstrahlt, Ehrfurcht wecken, aber auch Neugier und Demut wecken - Neugier auf das Wirken des Universums und Demut gegenüber allen wissenschaftlichen Ideen, die wir noch nicht vollständig verstehen.