Informationsblatt 21: Sonnensystem und Weltall

Publikation:	26.3.2009
Herkunft:	La main à la pâte, Paris

Aus den Lehrplänen

Erschwernisse durch den gängigen Sprachgebrauch

Den Namen der Planeten begegnet man in den astrologischen Spalten der Presse. Auch die Redeweise "unter einem guten Stern geboren sein" kann Verwirrung stiften.

Romanliteratur (Science fiction) unterschiedlicher Qualität bringt den Schülern ein nicht unbedingt sinnvolles Vokabular nahe. Das Wort "Satellit" wird oft nur als Bezeichnung für einen von Menschen konstruierten Trabanten verwendet und nicht zum Beispiel auch für den Mond.

Erschwernisse aufgrund von vorgefassten Meinungen der Schüler

Die Schüler verwechseln oft Sterne und Planeten. Sie machen sich a priori nicht klar, dass die Sonne ein Stern ist, denn die Sterne erscheinen am Himmel als winzige Punkte, ganz anders als die Sonne von der Erde aus gesehen wird.

Oft meinen die Schüler, dass die Planeten sehr viel größer seien als die Sterne: Sie haben Fotos von Planeten gesehen, auf denen diese in der Tat groß aus­sehen; weil die Sterne so weit entfernt sind, erscheinen sie trotz ihrer Dimen­sionen punktförmig und nicht als Scheibe, weder mit dem bloßen Auge noch durch die meisten Fernrohre betrachtet (ihr Bild ist ein strukturloser Licht­fleck).

Meistens schreiben die Schüler die Mondphasen dem Schatten der Erde auf dem Mond zu: Sie verwechseln den Grund für die Mondphasen mit dem für die Mondfinsternisse. Manchmal sagen sie auch, die Mondoberfläche sei aufgrund von Wolken nicht ganz zu sehen. Die Sonne (oder ein Stern) wird als "Feuer­ball" bezeichnet, so dass man denken könnte, das Licht stamme aus einem Verbrennungsprozess.

Fast immer werden die Abmessungen des Weltalls unterschätzt. Auch wenn die Kinder zahlreiche Bezeichnungen kennen (Sterne, Planeten, Galaxien, Satelli­ten, Kometen, ...), haben sie kaum eine Vorstellung vom Aufbau des Weltalls oder von seinen Abmessungen.

Die Begriffe "oben" und "unten" sind an die Schwere auf der Erde gebunden. Im Weltraum kann man sich nur an den Sternen orientieren (Navigation im Raum­schiff).

Ein paar Klippen, an denen Beobachtung und Experiment scheitern könnten

Wenn man im Klassenraum das Sonnensystem maßstabsgetreu darzustellen ver­sucht, sollte man vermeiden, die Bahnen in einem Maßstab und die Dimen­sionen der Planeten in einem anderen darzustellen. In einem realisierbaren Maßstab für die Bahnen sind die Planeten lediglich winzige Punkte. Und wenn man die Durchmesser der Planeten in einem adäquaten Maßstab darstellt, sprengen die Abstände zwischen den Planeten den gegebenen Rahmen. Mit derartigen Überlegungen gewinnen die Schüler eine Vorstellung von der Weite der leeren Räume im Sonnensystem. Wenn man im Maßstab, der für die Bahnen passt, den nächsten Fixstern darstellt, zeigt sich, dass sein Abstand zum Sonnensystem im Vergleich zur Ausdehnung des Sonnensystems sehr groß ist. Es wird einem klar, dass sich jenseits des Sonnensystems unendliche, praktisch leere Räume erstrecken.

Die "Laufzeit des Lichts" (1 Sekunde vom Mond zur Erde, 8 Minuten von der Sonne zu uns, 1 Stunde vom Saturn zu unserem Planeten, mehrere Jahre von den nächsten Fixsternen zum irdischen Beobachter) ist eine passende Größe, um den Schülern eine Vorstellung von den Entfernungen zu vermitteln.

Manchmal muss man bei Bildern von Planeten den Schülern klar machen, dass die Farben nicht die "wahren" Farben sind, sondern meist künstlich im Rechner erzeugt werden.

Kenntnisse

Das Sonnensystem besteht aus einem Stern im Zentrum, der Sonne, und aus acht Planeten, die sich um sie herum auf praktisch kreisförmigen Bahnen bewegen. Die Sonne ist sehr viel größer als die Planeten (ihr Durchmesser beträgt ungefähr das Hundertfache des Erddurchmessers).

Es gibt acht Planeten: die vier, die der Sonne am nächsten sind (Merkur, Venus, Erde und Mars), sind kleinere Gesteinsplaneten mit einer festen Ober­fläche; die vier folgenden (Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun) sind Gasplaneten, sie sind größer und deutlich weiter von der Sonne entfernt. [Seit im August 2006 die Internationale Astronomische Union den Begriff Planet neu definiert hat, zählt Pluto nicht mehr zu den Planeten unseres Sonnensystems, sondern zu den Zwergplaneten].

Die meisten Planeten haben Satelliten, Himmelskörper, die auf annähernd kreisrunden Bahnen um sie kreisen; die Erde hat einen natürlichen Satelliten: den Mond.

Man kann von der Erde aus mit einem einfachen Fernrohr zum Beispiel ohne Schwierigkeiten die Ringe des Saturns sehen.

Das Sonnensystem ist winzig gemessen an unserer Galaxie, die wiederum winzig ist gemessen an den Entfernungen, die die Milliarden von Galaxien im Weltall voneinander trennen.

Die Sterne sind sehr heiße Gasbälle, die Licht ausstrahlen. Die Planeten krei­sen um die Sonne: Die Planeten des Sonnensystems sind nur sichtbar, weil die Sonne sie beleuchtet. Auch der Mond ist nur sichtbar, weil die Sonne ihn be­leuch­tet. Eine Hälfte des Mondes liegt stets im Sonnenlicht; weil sich der Mond aber um die Erde dreht, sieht der irdische Beobachter nicht immer den ganzen beleuchteten Bereich, er sieht nur einen nicht immer gleich aussehen­den Teil: Das sind die auf der Erde zu beobachtenden Mondphasen.

Mehr zum Thema

Die Raumforschung schickt entweder Menschen ins All (Menschen sind bisher nur auf dem Mond, dem der Erde nächsten Himmelskörper, gelandet) oder (un­be­mannte) Sonden zur Erforschung des Sonnensystems.

Die bemannte Raumfahrt ist mit großen Schwierigkeiten verbunden (auf dem Mond kann man nicht leben, die Raumfahrer müssen daher Nahrung, Sauer­stoff, Raumanzüge, Kälteschutz usw. in ihren Raketen mitnehmen). Auch be­dingen die großen Entfernungen extrem lange Reisezeiten. Im Laufe des 21. Jahrhunderts wird wahrscheinlich nur der Mars von Menschen besucht werden. Wegen der Schwierigkeiten bemannter Raumfahrt schickt man unbe­mannte Sonden (Roboter), die an den verschiedenen Planeten des Sonnensys­tems vorbeifliegen und ihre gesammelten Informationen zur Erde senden.

Alles was wir vom Weltall jenseits des Sonnensystems wissen, ergibt sich nicht aus direkter Entdeckung, sondern aus der Untersuchung des Lichts, das uns erreicht. Die Sterne sind nicht gleichmäßig im Weltall verteilt, sondern häu­fen sich zu jeweils großer Zahl in Milchstraßensystemen. Unser Milch­stra­ßensystem (oder Galaxie) hat die Form einer flachen Scheibe und besteht aus ungefähr 100 Milliarden Sternen. Die mit bloßem Auge sichtbaren Sterne sind Nachbarsterne in unserer Galaxie. Im Allgemeinen sind die Entfernungen von der Erde zu ihnen sehr verschieden, auch wenn sie am Himmel einander nahe zu stehen scheinen. Die Milchstraße zieht sich als ein milchiger Streifen über den Nachthimmel; sie besteht aus einer Vielzahl von Sternen, die in etwa in der Ebene unseres Milchstraßensystems liegen. Wenn man die Milchstraße beobachtet, liegt die Blickrichtung in der Ebene unserer Galaxie. Manche, von dem unsrigen nicht allzu weit entfernte, Milchstraßensysteme sind mit bloßem Auge als kleine Flecken am Himmel zu erkennen: der Andromedanebel in der nördlichen Hemisphäre und die Magellan’schen Wolken in der südlichen. Seit 1995 wurden zahlreiche Planeten von anderen Sternen entdeckt.

Letzte Aktualisierung: 29.11.2023