Wie lange dauert es genau bis die Erde die Sonne umkreist?

Die Reise der Erde um die Sonne: Mehr als nur 365 Tage

Wir alle lernen in der Schule, dass die Erde 365 Tage benötigt, um die Sonne zu umkreisen. Doch diese Aussage ist eine Vereinfachung, die zwar im Alltag praktikabel ist, aber die tatsächliche Komplexität der Erdbahn um das Zentralgestirn unseres Sonnensystems verschleiert. Die präzise Antwort auf die Frage, wie lange die Erde für einen Umlauf um die Sonne braucht, ist nuancierter und faszinierender als die gängige Annahme.

Die Erde benötigt für einen vollständigen Umlauf um die Sonne, gemessen am Frühlingspunkt – also dem Zeitpunkt, an dem die Sonne den Himmelsäquator von Süd nach Nord überquert – genau 365 Tage, 5 Stunden, 48 Minuten und 46 Sekunden. Dieser Zeitraum wird als tropisches Jahr bezeichnet und ist die Grundlage für unser Kalenderjahr. Diese zusätzlichen, fast sechs Stunden, summieren sich über die Jahre und würden unseren Kalender aus dem Takt bringen, wenn wir sie nicht berücksichtigen würden.

Stellen Sie sich vor, wir würden diese zusätzlichen Stunden einfach ignorieren. Nach vier Jahren wären wir bereits fast einen ganzen Tag hinter dem tatsächlichen Sonnenstand. Die Jahreszeiten würden langsam aber sicher im Kalender wandern. Nach einigen Jahrzehnten würden wir Weihnachten im Sommer feiern und im Winter Ostern. Um dieses Drift zu verhindern, wurde das Schaltjahr eingeführt.

Julius Caesar führte 46 v. Chr. den julianischen Kalender ein, der alle vier Jahre einen zusätzlichen Tag, den 29. Februar, enthielt. Dies war eine enorme Verbesserung gegenüber dem vorherigen römischen Kalender, brachte aber immer noch eine kleine Ungenauigkeit mit sich. Der julianische Kalender ging davon aus, dass das tropische Jahr 365 Tage und 6 Stunden lang ist, also 11 Minuten und 14 Sekunden länger als der tatsächliche Wert. Diese scheinbar geringe Differenz summierte sich über die Jahrhunderte dennoch zu einem messbaren Fehler.

Im 16. Jahrhundert hatte die Diskrepanz zwischen dem Kalender und dem Sonnenstand bereits etwa zehn Tage erreicht. Papst Gregor XIII. reformierte daher den Kalender und führte den gregorianischen Kalender ein, den wir heute noch verwenden. Im gregorianischen Kalender werden Schaltjahre in den Jahren, die durch 100 teilbar sind, aber nicht durch 400, ausgelassen. So sind die Jahre 1700, 1800 und 1900 keine Schaltjahre, das Jahr 2000 hingegen schon. Diese Anpassung korrigiert den Fehler des julianischen Kalenders weitgehend und sorgt dafür, dass unser Kalender mit dem Sonnenstand synchron bleibt.

Die Komplexität der Erdbahn geht jedoch noch über die Einführung von Schaltjahren hinaus. Die Erde bewegt sich nicht mit konstanter Geschwindigkeit auf einer perfekten Kreisbahn, sondern auf einer leicht elliptischen Bahn. Dies bedeutet, dass die Geschwindigkeit der Erde auf ihrer Umlaufbahn variiert. Sie ist am schnellsten, wenn sie der Sonne am nächsten ist (Perihel) und am langsamsten, wenn sie am weitesten von der Sonne entfernt ist (Aphel).

Die genaue Berechnung der Erdumlaufbahn ist daher ein komplexes Unterfangen, das die Berücksichtigung verschiedener Faktoren erfordert. Die Präzession der Erdachse, die Gravitationskräfte anderer Planeten und sogar die relativistischen Effekte von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie spielen eine Rolle. Das tropische Jahr, das wir als Grundlage für unseren Kalender verwenden, ist daher nur eine von mehreren Möglichkeiten, die Dauer der Erdumlaufbahn zu messen. Andere Definitionen, wie das siderische Jahr, beziehen sich auf die Position der Erde im Vergleich zu den Fixsternen und ergeben geringfügig abweichende Werte.

Die scheinbar einfache Frage nach der Dauer eines Erdumlaufs um die Sonne offenbart somit eine faszinierende Welt astronomischer Präzision und komplexer Berechnungen. Es ist eine Erinnerung daran, dass selbst scheinbar alltägliche Phänomene, wie der Wechsel der Jahreszeiten, auf einem komplexen Zusammenspiel von kosmischen Kräften beruhen.