6 UNSER SONNENSYSTEM ALS KLEINER TEIL EINER GALAXIE

Kalender

Wenn wir uns die Entstehung der Kalender anschauen, müssen wir uns hauptsächlich weiteren Zeiteinheiten und ihren Beziehungen zueinander widmen. Die Grundlage für die Kalendererstellung sind der mittlere Sonnentag (24 Stunden) und ein synodischer Monat, der die Änderungen der Form des Mondes aus Sicht des Erdbeobachters beschreibt. Die dritte Basiszeiteinheit für Kalender ist das tropische Jahr. Es ist die Zeit zwischen zwei gleichen Zeitpunkten im Ablauf der Jahreszeiten, z.B. zwischen zwei Sommersonnwenden.

Die drei oben genannten grundlegenden Zeiteinheiten entsprechen den wichtigsten astronomischen Zeiträumen, die das Leben der Menschen beeinflussen. Ein Tag ist die Rotationszeit der Erde um die Sonne, der synodische Monat ist die Periode der Mondphasen und das tropische Jahr ist die Periode, in der sich die Jahreszeiten abwechseln. Alle diese Zeiträume sind für den Unterricht für jüngere Schülerinnen und Schüler geeignet.

Erstellen eines Kalenders

Mit dem Thema Kalendererstellung haben sich die Menschen schon in alten Zeiten beschäftigt. Aufgrund der langfristigen naturgemäßen Änderungen des mittleren Sonnentages, des synodischen Monats und des tropischen Jahres, d. h. den grundlegenden Zeitskalen für den Kalender, kann nicht in festgelegte unveränderbare Einheiten unterteilt werden. Die langfristigen Änderungen hängen mit der astronomischen Natur der Variablen zusammen, und auch wenn die langfristigen Änderungen gering sind, dürfen sie auf lange Sicht nicht vernachlässigt werden. Darüber hinaus sind diese Änderungen nicht gleichmäßig.

Arten von Kalendern

Es scheint zum Beispiel, dass ein synodischer Monat mit einer Länge von 29.5 Tagen ohne größere Schwierigkeiten im Kalender durch Abwechseln von „kurzen“ und „langen“ Monaten mit 30 und 29 Tagen ersetzt werden kann. Der geplante Kalender müsste jedoch nach weniger als drei Jahren korrigiert werden, da beispielsweise zwischen echtem Neumond und dem im Kalender, innerhalb von 33 Monaten ein ganzer Tag Unterschied entstanden wäre. In ähnlicher Weise wird ein tropisches Jahr von 365.24 Tagen so verändert, dass 360 Tage pro Kalenderjahr um 5 oder 6 erweitert werden. So funktionierte es zum Beispiel im alten Ägypten, wo jedes 360-Tage-Jahr um 5 oder 6 zusätzliche Tage Feiertage und Feste gemäß den Berechnungen der Priester ergänzt wurde. Unser Kalenderjahr mit 365 Tagen unterscheidet sich vom tatsächlichen Jahr in vier Jahren um einen Tag. und so hat jedes vierte Jahr 366 Tage. In Deutschland wird dieser Tag am 29. Februar eingefügt, den es nur alle vier Jahre gibt.

Je einfacher der Kalender gewählt wird, desto eher müssen wir ihn so ändern, dass er nicht von der tatsächlichen Länge der astronomischen Tageszeiten, den Mondphasen oder den Wechseln der Jahreszeiten, abweicht. Umgekehrt gilt: Je komplizierter der Kalender ist, desto weniger müssen wir ihn an die realen astronomischen Zeiten anpassen.

Wie oben erwähnt, war es lange Zeit schwierig, die grundlegenden Parameter für die Erstellung eines Kalenders so festzulegen, dass der Kalender für die breiten Schichten der Menschen, die ihn verwenden wollten, sowohl einfach als auch verständlich war.

Die drei grundlegenden Arten von Kalendern:

Der Lunar- oder Mondkalender basiert auf der Idee, dass der wichtigste der Langzeiteinheiten der synodische Monat ist, der die Periode des Mondphasenwechsels darstellt. Die Bedeutung der Mondphasen für eine langfristige Wahrnehmung der Zeit war üblich für alte Zivilisationen, insbesondere für die um den Äquator lebenden Völker, wo der Mondzyklus von größerer Bedeutung ist als der einjährige Sonnenzyklus, der in diesen Gebieten nicht so bedeutend ist, da dort kein Wechsel der Jahreszeiten stattfindet. Alle Monate im Mondkalender beginnen mit derselben Mondphase, normalerweise Neumond. im Mondkalender wechseln Monate die 29 und 30 Tage haben ab. Die Länge des Jahres beträgt 354 Tage und ist nicht an den Zeitraum der Jahreszeiten gebunden. Nach drei Jahren muss dieser Kalender angepasst werden und das darauffolgende Jahr hat 355 Tage. Derzeit ist der wichtigste Mondkalender der islamische Kalender, der vom Beginn der Reise des Propheten Muhammad von Mekka nach Medina berechnet wird (im Gregorianischen Kalender entspricht dies dem Datum vom 14. Juli 622). Er wird mit AH bezeichnet (aus dem Lateinischen Anno Hegirae: „Jahre der Hedschra“), z.B. vom 3. 10.2016 bis 21.9.2017 ist das Jahr 1438 AH.
Der Solar- oder Sonnenkalender orientiert sich an einem tropischen Jahr. Die Länge des Monats ist aus Sicht des Sonnenkalenders unbedeutend, so dass die Monate nicht an den synodischen Monat gebunden sind. Sie unterteilen das Jahr nur in kleinere Teile. Da dieser Kalender bei uns verwendet wird, sollte er auch bei jüngeren Kindern schwerpunktmäßig im Unterricht behandelt werden. Er wird mit AD bezeichnet (aus dem Lateinischen Anno Domini: „Jahre des Herren“). Er wird theoretisch von der Geburt Christi angezählt. Wir wissen heute aus historischen Daten, dass Christus Jahre vor Beginn des Kalenders geboren worden wäre. Z. B. das Jahr 2017 AD beginnt am 1. 1. 2017 und endet am 31.12.2017.
Der Lunisolar-Kalender richtet sich nach den Mondphasen und enthält 12 Monate. Etwa alle drei Jahre muss ein dreizehnter Monat eingeschaltet werden, damit er dem Sonnenjahr nicht hinterherhinkt. Heutzutage ist der jüdische Kalender der bekannteste Vertreter der Lunisolar-Kalender. Dieser Kalender beginnt mit der biblischen Schöpfung der Welt (im Gregorianischen Kalender wäre dies das Datum 6.10. 3761 vor Chr. genau 23 Stunden, 11 Minuten, 20 Sekunden) die Tage beginnen mit dem Sonnenuntergang. Er wird mit AM bezeichnet (aus dem Lateinischen Anno Mundi: „Jahre der Welt“). Das Jahr 5777 AM dauerte vom 2.10. 2016 bis zum 20.9.2017.

Historische Zusammenhänge

In Europa wird ein Sonnenkalender verwendet. Seine Wurzeln liegen im ägyptischen Sonnenkalender, der auf den jährlichen Nilfluten basierte. Der römischen Politiker Gaius Julius Cäsar lernte diesen Kalender bei seiner siegreichen Eroberung Ägyptens kennen. Im Gegensatz zu seinem altmodischen Kalender, erachtete er diesen als viel besser. Deshalb beauftragte er die Vorbereitung der römischen Kalenderreform durch den griechischen Astronomen Sosigena und führte diese ab dem 1. 1. 45 vor Ch. durch (zu dieser Zeit wurden natürlich Jahre anders gezählt als heute. Später wurde er auf die Geburt Christi umgerechnet). Der eingeführte Kalender hatte eine Länge von 365 Tagen und Übergangsjahre mit 366 Tagen, obwohl die Übergangsjahre etwas anders eingeführt wurden, als von Sosigenes vorgeschlagen.

Dieser Kalender sollte Caesar ehren und wurde deshalb Julianischer Kalender genannt. Davon übrig geblieben ist der Name des Monats Juli. Nach der Anpassung des Julianischen Kalenders (insbesondere der korrekten Einordnung der Übergangsjahre) durch Kaiser Augustus 8 nach Chr. wurde der Monat August vom damaligen Senat nach Augustus benannt. Es wurde entschieden, dass sowohl August als auch Juli ein langer Monat mit 31 Tagen ist. Dafür wurde der Monat Februar um einen Tag gekürzt.

Das julianische Jahr hat 365,25 Tage und unterscheidet sich vom tropischen Jahr mit 365,24 Tagen alle 128 Jahre um einen Tag. Deswegen erklärte am 24.2.1582 Papst Gregor XIII. mit der Bulle Inter gravissimas die Reform des julianischen Kalenders, die von seinem italienischen Astronomen, Arzt und Philosophen Aloisius Lilius (oder Luigi Lilio) vorbereitet wurde. Die Anpassung bestand zum einen in der Streichung von zehn Tagen und in der Regelung der Schaltjahre. Nach der neuen Regel sind die mit 00 endenden Jahre nur dann Schaltjahre, wenn die Jahreszahl durch 400 teilbar ist. Das Jahr 2000 war daher Übergangsjahr/Schaltjahr, während die Jahre 2100, 2200 und 2300 keine sein werden. Der Kalender wurde nach Papst Gregor „Gregorianischer Kalender“ benannt. Die Kalenderreform wurde in verschiedenen Ländern schrittweise umgesetzt, in einigen Ländern erst im letzten Jahrhundert. Dieser Kalender wird jedoch inzwischen in den meisten Ländern genutzt

Gregorianischer Kalender

Um den Gregorianischen Kalender, kennen zu lernen sind die folgenden drei Aufgaben für jüngere Schülerinnen und Schüler empfehlenswert:

Dauer der Monate: Anhand der Handknöchel kann angegeben werden, welche Monate „lang“ sind und welche „kurz“ sind, welche also 31 Tage oder welche weniger Tage haben. Dabei werden die geballten Fäuste mit der Öffnung nach unten nebeneinandergehalten. Beginnend beim Knöchel des kleinen Fingers werden die Monate abgezählt. Dabei stellt der Knöchel des kleinen Fingers den Januar, einen Monat mit 31 Tagen, die Vertiefung daneben den Februar mit weniger Tagen (Ausnahme 28 bis 29 Tage), der Knöchel des Ringfingers den März mit 31 Tagen und die Vertiefung daneben den April mit 30 Tagen usw. dar. Am Übergang zwischen beiden Händen sind die beiden Monate Juli und August mit 31 Tagen auf dem Knöchel der beiden Zeigefinger dargestellt. Dass Juli und August 31 Tage lang sind und unmittelbar aufeinander folgen ist eine Ausnahme und wurde vom römischen Senat vor mehr als 2000 Jahren entschieden.

Beginn und Dauer der Jahreszeiten: Der Beginn der Jahreszeiten wird durch die astronomische Position der Sonne am Himmel bestimmt. Dazu wird die jährliche Bahn der Sonne von einem hypothetischen Beobachtungsort im Erdmittelpunkt aus betrachtet und in vier Abschnitte unterteilt. Wenn die Sonne den Frühlingspunkt bei 0° passiert beginnt der Frühling (Zeitpunkt der Frühlings-Tag-und-Nacht-Gleiche). Nach 90° beginnt der Sommer (Zeitpunkt der Sommer-Sonnenwende), nach 180° beginnt der Herbst (Herbst-Tag-und-Nacht-Gleiche) und nach 270° beginnt der Winter (Winter-Sonnenwende). Üblicherweise beginnen die Jahresszeiten am 21. 3., 21. 6., 23. 9. und 21. 12. Angesichts der Komplexität des aktuellen (gregorianischen) Kalenders ist der Beginn der Jahreszeiten jedoch nicht exakt festgelegt. Jeder Frühlingsanfang fällt auf eine um knapp 6 Stunden spätere Uhrzeit als der vorhergehende. Da die Schaltregel erst eine gewisse Verschiebung des Frühlingsanfangs auflaufen lässt, bevor sie sie durch Einlegen eines Schalttages wieder korrigiert, schwankt die Uhrzeit des Frühlingsanfangs (und entsprechend die aller anderen Jahreszeitenanfänge) in einem Bereich von etwa 18 Stunden (https://de.wikipedia.org/wiki/Jahreszeit). Der häufigste Frühlingsbeginn wird in den kommenden Jahren 20. März sein. Die genauen Termine des Beginns der Jahreszeiten finden Sie im Internet oder beispielsweise im Stern-Jahrbuch. Schülerinnen oder Schüler können nicht nur nach diesen Terminen suchen, sondern auch die Länge der einzelnen Jahreszeiten berechnen. Überraschenderweise stellen sie fest, dass der Sommer die längste Jahreszeit ist (fast 94 Tage), dann folgt der Frühling mit 93 Tagen, der Herbst mit fast 90 Tagen. Die kürzeste Jahreszeit ist der Winter (89 Tage). Diese Werte können um einen Tag variieren. Die Tatsache, dass die Längen der Jahreszeiten unterschiedlich sind, resultiert daraus, dass die Erde die Sonne in einer Ellipsenbahn umkreist. (Es versteht sich von selbst, dass die Jahreszeiten in der südlichSimulation der Erdbewegung um die Sonne : Auf dem Schulhof ist es möglich, die Bewegung der Erde um die Sonne (eventuell zusammen mit dem Mond, der die Erde umkreist) darzustellen. Dazu können sich zwei Kinder als Erde und Mond um ein drittes Kind als Sonne in der Mitte bewegen oder durch die Bewegung eines Kindes mit einem Globus um die Sonne. Die Achse des Globus muss dabei stabil gehalten werden.