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Maßeinheiten

Das Lichtjahr

Das Lichtjahr wird in der Astronomie (für die Öffentlichkeit) als Maßeinheit verwendet. Aber was genau ist ein Lichtjahr?

Die Entfernungen im Weltall sind bekanntlich riesig. Sie sind so groß, dass allein die Bemessung unseres Planetensystems in Millionen und Milliarden Kilometern erfolgen muss. Wenn wir über die Grenzen unseres Planetensystems hinaus blicken, wird der Kilometer als Maßeinheit zunehmend unbrauchbar, weil wir es mit unüberschaubar großen Zahlen zu tun bekommen.

Definition

Ein Lichtjahr ist die Entfernung, die eine elektromagnetische Welle (z.B. ein Lichtstrahl) im Vakuum in einem Zeitraum von einem julianischen Jahr zurücklegt.
Auf der Grundlage des julianischen Jahres (siehe nächster Absatz) mit einer Dauer von 365,25 Tagen, also 31 557 600 Sekunden und der Vakuum-Lichtgeschwindigkeit von 299 492 458 Metern pro Sekunde ergibt sich demnach eine Entfernung von
9 460 730 472 580 800 Metern, was in etwa 9,46073 Billionen km oder 9,46073 Petametern entspricht.
Das Lichtjahr wird jedoch nur in der astronomischen Öffentlichkeitsarbeit benutzt. Im wissenschaftlichen Umfeld benutzt man statt dessen die Einheit parsec (Parallaxensekunde), die etwa 3,26 Lichtjahren entspricht.


Was ist ein julianisches Jahr?

Der Umlauf der Erde um die Sonne und die Rotation der Erde sind zwei voneinander vollständig unabhängige Vorgänge. Deshalb ist die Länge eines Erdumlaufs (Jahr) kein ganzzahliges Vielfaches einer Erdumdrehung (Tag).
Dies erkannte der griechische Astronom Sosigenes aus Alexandria, der neben anderen Astronomen als Berater des römischen Kaisers Gaius Julius Caesar tätig war. Julius Caesar führte deshalb im Jahr 46 v. Chr. den nach ihm benannten julianischen Kalender ein, nach dem ein Jahr eine Länge von 365 Tagen hat und alle vier Jahre dem Jahr ein Schalttag hinzugefügt wird.
Ein julianisches Jahr hat nach dieser Regel eine durchschnittliche Länge von 365,25 Tagen.
Das sind 365,25 · 86400 = 31 557 600 Sekunden.
Das julianische Jahr wird in allen astronomischen Angaben und Berechnungen, die sich auf ein Jahr beziehen als Jahreslänge zugrunde gelegt.


Das gregorianische Jahr

Als im 16. Jahrhundert der deutsche Astronom Nikolaus Kopernikus feststellte, dass die Jahreslänge mit dem julianischen Kalender nicht zu synchronisieren war, führte Papst Gregor XIII. am 15. Oktober 1582 den nach ihm benannten und heute gültigen gregorianischen Kalender ein, der in allen nicht durch 400 teilbaren Jahren, die auf 00 enden, den Schalttag ausfallen lässt. Hiervon sind also die Jahre 1700, 1800, 1900, 2100 usw. betroffen.

Dazu gibt es folgende Regel:
- Alle Jahre, deren Zahl nicht ganzzahlig durch vier teilbar sind, und
- Alle Jahre, deren Zahl ganzzahlig durch 400 teilbar sind,
sind »gewöhnliche« Jahre.
Alle anderen sind Schaltjahre.
Nach dieser Regel verkürzt sich die durchschnittliche Jahreslänge auf 365,2425 Tage, was 31 556 952 Sekunden entspricht.
Der gregorianische Kalender wurde peu à peu von fast allen Ländern übernommen und gilt heute als weltweiter Standard für Datumsangaben, wenngleich in einigen Kulturkreisen parallel dazu noch eigene Kalender mit davon abweichenden Jahreszahlen gebräuchlich sind.

Das gregorianische Jahr ist um 648 Sekunden oder 0,020534‰ kürzer als das julianische Jahr. Das ergäbe auf ein Lichtjahr hochgerechnet einen Fehler von 194,266 Millionen km, was fast der Entfernung zwischen Sonne und Mars entspricht.


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