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Kapitel 2
Koordinatensysteme, Zeit
2.1 Koordinatensysteme
2.1.1 Inertialsysteme
Grundlage aller Berechnungen ist die Wahl eines geeigneten Koordinatensystems. Das ideale System ware
eines, das sich im Laufe der Zeit nicht verandert, ein sog. Inertialsystem. Solch ein System ist jedoch hypothetisch.
Auch die Astronomie mu sich mit fast inertialen, Quasi-Inertialsystemen ab nden. Durch die gewaltigen
Entfernungen der Sterne zu unserem Planeten kann man den Eindruck gewinnen, da sich der sichtbare
Zustand des Universums nicht andert. Dies ist jedoch absolut nicht der Fall: samtliche Sterne sind Galaxien
zugehorig, um dessen Zentrum sie rotieren. Auch die Galaxien be nden sich in Bewegung, da sie
zusammen mit anderen sog. Galaxienhaufen bilden, die sich wiederum zu Superhaufen formatieren usw.
Die grundlegendste Bewegung im All ist jedoch die Expansion des Universums, die seit dem Urknall vor
ca. 16 Milliarden Jahren anhalt. Aufgrund der genannten gro en Entfernungen allerdings sind die meisten
dieser gro raumigen Bewegungen in erster Naherung vernachlassigbar. Lediglich bei Rechnungen,
die uber einen langen Zeitraum hinweg Gultigkeit haben sollen, werden zeitabhangige Korrekturterme
angebracht.
Ein Beispiel fur die gewaltigen Distanzen: der sonnennachste Stern in unserer Galaxie, der Milchstra e,
ist Proxima Centauri mit einer Entfernung von 4.22 Lichtjahren, also knapp 4 10 13 km.
Nachfolgend wird beim Begri des Inertialsystems auf den Zusatz quasi verzichtet.
Fur astronomische Aufgaben, die sich auf unser Sonnensystem beschranken, bieten sich vor allem folgende
Koordinatensysteme an:
- baryzentrisch: Ursprung im Schwerpunkt des Sonnensystems oder im Schwerpunkt des Erde-
Mond-Systems
- geozentrisch: Urspung im Massenmittelpunkt der Erde
Erdsatelliten werden bevorzugt in einem raumlich kartesischen, geozentrisch gelagerten Koordinatensystem
gerechnet. Das vereinbarte Inertialsystem "Conventional Inertial System" (CIS) ist ein mittleres
Aquatorsystem, das sich auf die Epoche J2000 (1. Januar 2000, 12 Uhr Greenwich-Zeit) bezieht (Drewes
1996 [2]). Die Z-Achse deutet auf den mittleren Himmelspol zu der Epoche, die X-Y-Ebene ist
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