Totale Sonnenfinsternisse sind nicht nur bemerkenswerte astronomische Ereignisse, sondern spielen auch eine wichtige Rolle bei vielen bedeutenden Entdeckungen.
Totale Sonnenfinsternisse bieten Wissenschaftlern wertvolle Forschungsmöglichkeiten. Foto: Sunset Magazine
Millionen Menschen in den USA haben am 8. April die Möglichkeit, eine Sonnenfinsternis zu beobachten. Gegen Mittag Ortszeit verdunkelt sich der Himmel, wenn die totale Sonnenfinsternis in 15 Bundesstaaten sichtbar wird. Laut Business Insider sind totale Sonnenfinsternisse im Laufe der Jahrzehnte weniger geheimnisvoll geworden und bieten vielmehr die Gelegenheit, wissenschaftliche Hypothesen zu überprüfen und neue Entdeckungen zu machen. Hier sind sieben totale Sonnenfinsternisse, die das wissenschaftliche Verständnis der Menschheit erweitert haben.
1. Die Erdrotation messen
Einige der frühesten Aufzeichnungen von Sonnenfinsternissen reichen Tausende von Jahren zurück. Manche Experten vermuten, dass eine Steinschnitzerei an einem Denkmal in Irland eine Sonnenfinsternis vom 30. November 3340 v. Chr. darstellt. Auch von Menschenhand geschaffene Markierungen auf Schildkrötenpanzern aus China und babylonische Tontafeln aus der Zeit vor über 3000 Jahren erwähnen Sonnenfinsternisse. Anhand historischer Beschreibungen von Sonnenfinsternissen bemerkte der Astronom Edmond Halley im 18. Jahrhundert als Erster, dass sich die Erdrotation über Jahrtausende verlangsamt hatte.
2. Erforsche die Ursache von Sonnenfinsternissen
Zwei moderne Gelehrte vertreten die Ansicht, dass der griechische Philosoph Anaxagoras von Klazomenai die Rolle des Mondes bei Sonnenfinsternissen erkannte. Wahrscheinlich entwickelte er diese Theorie, nachdem er am 17. Februar 478 v. Chr. eine ringförmige Sonnenfinsternis beobachtet hatte.
Anaxagoras nahm an, dass der Luftdruck die Erde flach und in ihrem Zentrum schwebend hielt, während Sonne, Mond und Sterne um sie kreisten. Trotz dieses Irrtums entdeckte er den grundlegenden Mechanismus hinter Finsternissen. Anaxagoras glaubte, dass der Mond Sonnenlicht reflektiert. Seine Theorie besagte auch korrekt, dass eine Sonnenfinsternis entsteht, wenn der Mond vor der Sonne steht. Ebenso entsteht eine Mondfinsternis, wenn sich die Erde zwischen Sonne und Mond befindet. Anaxagoras nutzte auch den Mondschatten während einer Sonnenfinsternis, um deren Größe abzuschätzen, doch seine Berechnungen ergaben deutlich kleinere Werte als in Wirklichkeit.
3. Schätzen Sie die Entfernung zwischen Erde und Mond.
Am 14. März 189 v. Chr. zog eine totale Sonnenfinsternis über die Nordtürkei. Der griechische Astronom Hipparchus war damals noch ein Kind, könnte das Ereignis aber selbst beobachtet haben. Jahre später nutzte er die Beschreibung der Finsternis, um eine der präzisesten mathematischen Berechnungen der Entfernung zwischen Erde und Mond zu erstellen. Obwohl Hipparchus’ eigener Bericht verloren gegangen ist, beschrieb ein Gelehrter des 4. Jahrhunderts detailliert, wie er die Informationen verwendete.
Der Astronom schätzte die Entfernung zwischen dem Punkt der totalen Sonnenfinsternis im heutigen Türkei und Alexandria in Ägypten (wo ein Fünftel der Sonne sichtbar wäre), um Berechnungen anzustellen. Basierend auf dieser Berechnung lieferte Hipparchus mehrere Schätzwerte, darunter 452.848 km, was nicht weit von der exakten Entfernung von 384.400 km entfernt ist.
4. Den Verlauf der Sonnenfinsternis vorhersagen
Im 11. oder 12. Jahrhundert gelang Maya-Astronomen eine für ihre Zeit bemerkenswerte Vorhersage. Sie berechneten eine totale Sonnenfinsternis für 1791 und lagen nur einen Tag daneben. Erst Jahrhunderte später waren die Menschen in der Lage, genauere Vorhersagen zu treffen. Im 18. Jahrhundert erstellte Edmond Halley, der Entdecker des nach ihm benannten Kometen, eine Karte, die den Verlauf der Sonnenfinsternis vom 5. März 1715 mit unglaublicher Genauigkeit (innerhalb von vier Minuten) vorhersagte, basierend auf Isaac Newtons Gravitationsgesetzen.
5. Heliumentdeckung
Helium ist im Universum reichlich vorhanden, auf der Erde jedoch selten. Eine Sonnenfinsternis half Astronomen bei der Entdeckung des Elements. Der französische Astronom Pierre Jules César Janssen reiste am 18. August 1868 nach Indien, um die Sonnenfinsternis zu beobachten. Mithilfe eines Spektroskops zerlegte er das Sonnenlicht in seine Spektralfarben.
Janssen beobachtete eine gelbe Linie mit einer Wellenlänge, die sich von allen anderen Elementen unterschied. Etwa zur gleichen Zeit entwickelte der britische Astronom Norman Lockyer ein Instrument, um die Sonne auch ohne Sonnenfinsternis zu beobachten. Auch er sah dieselbe Linie. Lockyer nannte das mysteriöse Element Helium. Es dauerte zwei Jahrzehnte, bis Wissenschaftler es auf der Erde nachweisen konnten – in Experimenten mit Lava des Vesuvs und Uran.
6. Der Beweis von Einsteins Relativitätstheorie
Der Astronom James Craig Watson war sich sicher, während einer Sonnenfinsternis im Jahr 1878 Beweise für einen neuen Planeten gefunden zu haben. Vulkan, der sich zwischen Sonne und Merkur befand, war nur sichtbar, wenn der Mond von dem Riesenstern verdeckt wurde. Mehrere weitere Finsternisse folgten, doch es wurden keine Hinweise auf Vulkan gefunden. 1915 erklärte Albert Einstein die ungewöhnliche Umlaufbahn des Merkur mithilfe der allgemeinen Relativitätstheorie. Diese Erklärung passte besser zu den Daten als ein mysteriöser, schwer zu beobachtender Planet.
Einsteins Relativitätstheorie hatte jedoch bis zur Sonnenfinsternis vom 29. Mai 1919 keinen wissenschaftlichen Beweis. Der Physiker zeigte, dass die Schwerkraft der Sonne das Licht naher Sterne ablenkte. Im selben Jahr fanden Expeditionen nach Príncipe, einer Insel vor der Küste Afrikas, und nach Brasilien statt. Als der Mond die Sonne verdeckte, fertigten Astronomen Fotografien an. Die Sterne schienen ihre Position relativ zum Referenzbild zu verschieben. Die neuen Positionen bestätigten, dass die Sonne das Licht wie von Einstein vorhergesagt ablenkte.
7. Erforschung von Sonnenfinsternissen aus dem Weltraum
Die Gemini-12-Besatzung mit Jim Lovell und Buzz Aldrin erlebte als erste eine totale Sonnenfinsternis aus dem Weltraum. Am 12. November 1966 wanderte die Finsternis von Peru nach Brasilien, und die beiden Astronauten flogen in der Nähe der Totalität. Es war ein Zufall. Aldrins Fotos sind etwas unscharf. Vier Jahre später berichteten Fernsehsender über die Sonnenfinsternis des Jahrhunderts am 7. März 1970. Die NASA startete während dieses Ereignisses über 20 Raketen, um die ultraviolette Strahlung und die Röntgenstrahlung der Sonne zu untersuchen. Auch zur Sonnenfinsternis am 8. April setzte die NASA Raketen ein, um Daten zu sammeln.
An Khang (Laut Business Insider )
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