Der kosmische Tanz der zwei alten “Damen”

(Unser Beobachtungsvorschlag Nr. 1; 20. Oktober, 2021)

Die Sonne und die Venus sind mindestens sieben Milliarden Jahre alt. Sie sind gleichzeitig aus der Urwolke des Sonnensystems entstanden. Die Sonne hat den größten Teil der Masse der Urwolke in sich gesammelt. Ihr kleiner Bruder, der Andrea-Stern, hat den größten Teil der übrigen Masse an sich gezogen. Aus dem kleinen Rest der Masse der Urwolke sind die Ur-Planeten entstanden. Was in das Zentrum der Masse des ganzen Systems während der nachfolgenden Milliarden Jahren hinein gefallen ist, hat sich zu einem dieser Ur-Planeten, zu Venus geformt. Das bedeutet, in Wirklichkeit unseres Sonnensystems „tanzt“ nicht die Venus um die Sonne, sondern die Sonne „tanzt“ um die Venus. Das alles wissen wir aus unserer Vorgeschichte des Sonnensystems.

Ich habe in meinen Büchern, und auch in den vorherigen Artikeln dieser App, mehrere Argumente für die Richtigkeit dieser Vorgeschichte vorgestellt. Aber, trotzdem, ein tieferes Bedürfnis nach einer direkten Beobachtung dieses „Tanzes“ mit „eigenen Augen“ bleibt immer noch da, oder? Ist eine solche Beobachtung möglich? Ja, sie ist möglich, und wir besprechen das hier unten. Bereits vor 20 Jahren, als ich diese Möglichkeit zum ersten Mal beschrieben habe, gab es zahlreiche Animationsprogramme der Planetenbewegung unseres Sonnensystems. Eines von ihnen habe ich auf meinem damaligen PC benutzt. Die Überlegung dazu war die folgende.

Stünde die Sonne in Zentrum der Masse, könnten wir Jahr für Jahr die Sonne im gleichen Punkt des stellaren Hintergrunds (der sogenannten Fixsterne) sehen und die Venus würde ganz regelmäßig mit ihrer Umlaufperiode von 224.7 Tagen irgendwo auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne erscheinen. Liegt jedoch die Venus tatsächlich im Zentrum der Masse des Sonnensystems, dann ändert sich die Situation ganz dramatisch. Wir definieren das irdische Jahr immer noch nach dem gleichen Prinzip wie vorher; das ist der Zeitabstand zwischen zwei Momenten, in denen die Sonne aus unserer Sicht in dem gleichen Punkt des Hintergrunds erscheint. Die Venus kümmert sich aber um unsere Definition natürlich nicht. Sie lässt die Sonne um sich tanzen, einmal mit der Periode von 224.7 Tagen (wegen der Masse der Sonne selbst) und zum zweiten Mal, mit der Periode von 247.19 Jahren (wegen der immer noch heute mit der Sonne verbundenen Masse des Dunklen Begleiters; so nenne ich die nicht mit unseren Augen sichtbaren Reste des Andrea-Sterns). Da jedoch jede Bewegung relativ zu verstehen ist, können wir den Tanz der Sonne um die Venus auch als einen Tanz der Venus um die Sonne betrachten. Und genau den langsameren Schritt des Tanzes der Venus um die Sonne können wir ganz bequem am eigenen Heimcomputer beobachten. Wir brauchen nur ein astrophysikalisches Programm, das die Bewegung der Planeten des Sonnensystems animieren kann. Was aus solch einer Animation herauskommt, zeigt die Serie der unteren Skizzen.

Die erste von ihnen zeigt die Startpositionen meiner damaligen Planetenanimation (am 6. April 2002). Den relativ unbeweglichen kosmischen Hintergrund markieren hier die zehn grau gefärbten Punkte mit den Namen der Sterne, bzw. Sternengruppen (Plejaden), die in einer Entfernung zwischen 8.7 Lichtjahren (Sirius) und 1600 Lichtjahren (Deneb) von uns liegen. Zum Vergleich soll man wissen, dass das Licht der Sonne bis zur Erde nur etwa 8 Minuten braucht. In dieser Relation ist der kosmische Hintergrund unserer Animation tatsächlich (fast) unbeweglich. Wir starten die Animation der Planetenbewegung an einem beliebigen Standort der Erde und zu einem beliebigen Zeitpunkt. In meinem Fall war das der Himmel über Berlin am 6 April 2002. Die Sonne platziert man in der Mitte der Karte. Die Bezeichnung der Planeten ist eindeutig: J -Jupiter, S -Saturn, M - Mars, V- Venus, m - Merkur. Wichtig ist, dass das Intervall der Animation genau auf ein Jahr gestellt wird. Am Anfang unserer Animation versteckte sich der kleine Merkur hinter der Sonne. Wir zeichnen vor allem fleißig Jahr für Jahr alle Positionen der Venus auf. Wir beobachten, dass sich im Laufe der nächsten achtzig Jahre bestimmte Muster in der Planetenbewegung aufbauen.

Auf der nächsten Skizze, nach achtzig Jahren, haben wir nur für die Venus alle achtzig Positionen dargestellt. Für die restlichen Planeten haben wir nur einige der ersten Positionen gezeigt. Den Rest ihrer Positionen symbolisieren die entsprechenden Linien. Der Merkur durchläuft in dieser Zeit mehrmals eine geschlossene Ellipse. Er liegt noch näher an der Sonne als die Erde und die Venus, deswegen sehen wir ihn nie weit von der Sonne entfernt. Die restlichen drei, mit bloßem Auge sichtbaren Planeten, Mars, Jupiter und Saturn, kreisen weiter entfernt als die Erde, deswegen sehen wir nur die „offenen“ Teile ihrer Umlaufbahnen hinter der Sonne.

Das, was uns hier interessiert, ist die Verteilung der Positionen der Venus. Sie sind keineswegs über die ganze Umlaufbahn gestreut. Vielmehr gruppieren sie sich zu zehnt in acht Abschnitten der Bahn. Wir haben diese Abschnitte auf der folgenden Skizze in der Reihenfolge ihres Besuches durch die Venus mit den Marken V1 bis V8 bezeichnet.

Wieso teilt sich die scheinbare Umlaufbahn der Venus um die Sonne ausgerechnet in acht Abschnitte? Die Antwort darauf steckt in der Konstruktion der wahren Umlaufbahn der Erde um die Sonne und die Venus gleichzeitig (siehe nach dem Rosetta-Orbit der Erde). Die Erde (mit uns, den Beobachtern der Animation) braucht in Wirklichkeit acht Jahre, um auf die Ausgangsposition ihrer Umlaufbahn zurück zu kommen. In den Zwischenjahren liegt unsere wahre Beobachtungsposition in sieben unterschiedlichen Punkten des Sonnensystems. Deswegen verschiebt sich langsam die scheinbare Position der (in Wahrheit unbewegten, weil im Zentrum der Masse des Systems liegenden) Venus. Mit jedem Jahr verschiebt sich das Zentrum der Masse des Dunklen Begleiters der Sonne um etwa vier Promille seiner Umlaufbahn (genau um eins zu 247.19). Dadurch sehen wir von unserem Beobachtungsposten auf der Erde die scheinbare Position des Zentrums der gesamten Masse in der Venus auch entsprechend verschoben auf unserem „egozentrischen“, auf das Erdjahr bestimmten Hintergrund der Sterne.

Lassen wir die Animation weitere achtzig Jahre laufen. Nach diesen Jahren hat die Masse des Dunklen Begleiters bereits etwa zwei Drittel ihrer Umlaufbahn hinter sich gelassen. Das gleiche betrifft auch die scheinbare Umlaufbahn der Venus um die Sonne.

Die Masse des Dunklen Begleiters beendet ihren Lauf um die Venus in den darauf folgenden siebenundachtzig Jahren und kehrt zu der Position aus dem Jahre 2002, dem Anfangsjahr unserer Animation, zurück. In der gleichen Zeit kehrt auch die Venus an ihre, von uns auf der Erde beobachtete, Anfangsposition zurück. Danach geht der Tanz der beiden alten „Damen“, der Sonne und der Venus, in die nächste Umdrehung weiter und weiter, wie seit sieben Milliarden Jahren.

Diese 247 Abbildungen der Venus, die Jahr für Jahr als einzelne „Perlen“ zu einer „Perlenkette“ auf dem Himmel zusammenfinden, beeindruckt mich immer wieder. Solch ein Verhalten ist wahrscheinlich mit keiner anderen Idee, als der von der Existenz der Masse des Dunklen Begleiters, zu erklären. Eine richtig eingesetzte Animation kann, wie wir soeben gesehen haben, auch ohne irgendwelche Raumsonden zu beanspruchen, eine eindrucksvolle Geschichte erzählen. Und sie ist bestimmt billiger und leichter zugänglich für jedermann.

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