Einfžhrung i n die Astrophysik Teil 1

7.2. ASTRONOMIE DER ERDE. 369
7.2.2 Rotation der Erde
Durch die Entdeckung der Pulsare im Jahr 1967 ist das Studium der Rotation von massiven, gravisch
gebundenen Objekten wieder aktuell geworden. Einige Konzepte, die speziell für die Erde entwickelt
wurden, spielen in der Pulsartheorie heute eine grosse Rolle. Sie können aber auch auf die Physik der
Planetenmonde Anwendung finden. Im folgenden sollen deshalb zunächst einige Besonderheiten der
Rotation der Erde erläutert werden.
Zeitstandards
Physikalisch gesprochen ist die Erde ein schneller Kreisel im Feld der Sonne und des Mondes, das
System Erde - Mond ist ein schwerer Kreisel im Feld der Sonne. Eigendrehimpuls (Spin) und Bahndrehimpuls
sind gegeneinander geneigt. Noch vor 50 Jahren war die Rotation der Erde (1 Tag) verbindlicher
Zeitstandard und man glaubte, daß ihre Rotation vollkommen regulär war. Zwei weitere
natürliche Zeitskalen werden durch die Bewegung der Erde im Sonnensystem vorgegeben: das Jahr
und der Monat.
• ANMERKUNG (STUNDE UND WOCHE)
Zwei weitere Zeitskalen des allgemeinen Gebrauchs haben ihren Ursprung in Religion und Mythology: die Stunde und die
Woche. Die sieben Tage der Woche werden abgeleitet von Objekten im Sonnensystem, die mit nacktem Auge sichtbar sind:
1. Sonne, (Sonntag), Dimanche
2. Mond, (Montag), Lundi
3. Mars oder in der germanischen Mythologie Tyr, Dienstag (Tuesday), Mardi
4. Mercur oder Wotan, (Wednesday), Mercredi
5. Jupiter oder Thor, (Donnerstag), Jeudi
6. Venus oder Freya, (Freitag), Vendredi
7. Saturn (Samstag), Samedi
Die Reihenfolge stammt aus der Astrologie. Die Unterteilung des Tages in 24 Stunden geht scheinbar auf die Babylonier
zurück, wohingegen die Chinesen den Tag in 12 Einheiten einteilten.
Ein Tag hat 86 400 Sekunden, die Länge des tropischen Jahres 1950 betrug 31 556 925.975 Sekunden
und nimmt aufgrund der Gezeitenreibung zwischen Erde und Mond um etwa 2 ms pro Jahrhundert zu.
Die Erde dreht sich im Jahr 366.2422 mal um ihre Achse (bezogen auf die Fixsterne) und läuft dabei
einmal (prograd) um die Sonne um, d. h. sie dreht sich 365.2422 mal um die Sonne (1 Jahr). Die
gesetzliche Definition für ein Jahr ist 1 yr = 365.24250 d.
Die (inertiale) Drehfrequenz beträgt
Ω = 2π
86.400
s −1 = 7.3 · 10 −5 Hz
Am Äquator (Index e) beträgt die Zentrifugalbeschleunigung,
�Z = � Ω × �v d.h. Z = Ω 2 Re mit Zo = 3.39 cm s −2
an den Polen (Index p), wo für die Gravitationsbeschleunigung
go = 983 cm s −2
gilt, verschwindet sie. Es ist somit das Verhältnis
Zo
go
= 1
298