Licht: In Sekunden bis zum Mond
Licht erreicht die maximale uns bekannte Geschwindigkeit. Doch es dauerte lange, bis Forscher dem Phänomen auf die Spur kamen.
Krefeld. Wie viel Zeit braucht das Licht des Sterns von Bethlehem vom Himmel hoch auf die Erde nieder? Wann würden wir bemerken, wenn über uns die Sonne verglüht? Wie schnell können wir vielleicht eines Tages durchs All reisen? Antwort auf diese Fragen gibt die Lichtgeschwindigkeit.
Kosmische Dimensionen werden mit Hilfe von Lichtjahren gemessen. An der Frage, wie sie genau definiert werden, haben sich gelehrte Köpfe jahrhundertelang die Zähne ausgebissen.
Die Lösungsversuche trieben manch seltsame Blüten. Selbst Galileo, der erkannte, dass sich die Erde um die Sonne dreht und nicht umgekehrt, scheiterte. In einem Experiment nahmen er und sein Assistent je eine Laterne zur Hand. Dann stellten sie sich im Abstand von ein paar Kilometern auf zwei Hügel. Galileo ließ seine Laterne kurz aufblitzen; sein Assistent sollte das Gleiche mit seinem eigenen Licht veranstalten, sobald er Galileos Lichtblitz sah. Galileo wollte dann messen, wie lange es dauerte, bis er das Licht vom anderen Hügel sah.
Darüber kann Johannes Rybach, Professor für angewandte Physik an der Hochschule Niederrhein, heute nur schmunzeln. „Das konnte nicht funktionieren. Die Lichtgeschwindigkeit ist viel zu hoch, und der Abstand der beiden Wissenschaftler war viel zu klein. Das Licht braucht nur 0,000003 Sekunden, um einen Kilometer zurückzulegen.“
Erst wenn man einmal weiß, wie es geht, ist jeder Versuch einfach. „Die Lichtgeschwindigkeit messen unsere Physikstudenten mit einem Laserstrahl im ersten Semester“, sagt der Wissenschaftler. „Aber bis sie erstmals erforscht war, musste der dänische Astronom Ole Roemer 1676 extrem sorgfältige Beobachtungen des Jupitermondes Io anstellen. Damit kam er der Lichtgeschwindigkeit auf die Spur.“
Später haben Astronauten einen Spiegel auf dem Mond aufgestellt. Wissenschaftler auf der Erde schossen einen Laserstrahl auf diesen Spiegel und maßen die Zeit, die der Puls unterwegs war, bis er wieder auf der Erde eintraf — etwa zweieinhalb Sekunden.
Die Sonne hat eine mittlere Entfernung von 150 Millionen Kilometern. Die Laufzeit eines Sonnenstrahls bis zur Erde beträgt 500 Sekunden, also 8,33 Minuten. „Falls sich die Sonne von uns verabschiedet, könnten wir es erst nach achteinhalb Minuten auf der Erde bemerken.“
Zurück zu Bethlehem und dem Stern. Es war einer Theorie zufolge wohl der Halleysche Komet, den die Weisen aus dem Morgenland gesehen haben. Johannes Rybach: „In der Zeit um die Geburt Christi näherte er sich der Erde auf 0,16 Astronomische Einheiten, das sind rund 24 Millionen Kilometer. Mit der Lichtgeschwindigkeit von 300 000 km pro Sekunde errechnen wir eine Lichtlaufzeit von 80 Sekunden.“
Obwohl Licht die maximale uns bekannte Geschwindigkeit erreicht und wir inzwischen viel darüber wissen, wird es nichts mit einem Ausflug der Menschen in diesem Tempo ins All. „Kein Fahrzeug erreicht überhaupt die Lichtgeschwindigkeit, weil die Masse, sprich das Gewicht des Fahrzeugs, zunimmt und die Antriebskraft immer größer werden müsste.“ Außerdem: „Wenn wir in dieser Geschwindigkeit reisten, lebten bei unserer Rückkehr keine Menschen mehr, die wir kennen. Wer will das schon?“
Da warten wir lieber auf das nächste Erscheinen des Halleyschen Kometen 2061. Wer weiß, wohin er uns dann führt?
