Du sitzt vielleicht gerade ganz ruhig da.
Auf dem Sofa.
Am Schreibtisch.
Vielleicht mit einer Tasse Kaffee in der Hand.
Vor dir steht der Bildschirm. Neben dir vielleicht ein Glas oder eine Tasse. Der Boden unter deinen Füßen scheint vollkommen ruhig zu sein.
Nichts bewegt sich.
Zumindest sieht es so aus.
Doch dieser Eindruck könnte kaum falscher sein.
Denn während du diese Zeilen liest, wirst du mit gewaltigen Geschwindigkeiten durch das All getragen.
Nicht auf nur einer Reise.
Du befindest dich gleichzeitig auf mehreren kosmischen Reisen.
Du drehst dich mit der Erde.
Die Erde rast um die Sonne.
Die Sonne zieht mit unserem gesamten Sonnensystem durch die Milchstraße.
Die Milchstraße selbst bewegt sich gemeinsam mit anderen Galaxien durch den Kosmos.
Und auf den größten Entfernungen verändert sich sogar der Raum zwischen den Galaxien, weil sich das Universum ausdehnt.
Das Erstaunlichste daran:
Du bemerkst davon praktisch nichts.
Dabei bist du in diesem Augenblick alles andere als unbeweglich.
Die erste Reise: Du drehst dich mit der Erde
Beginnen wir direkt unter deinen Füßen.
Unsere Erde dreht sich ununterbrochen um ihre eigene Achse.
Eine vollständige Drehung dauert ungefähr einen Tag.
Weil die Erde einen Umfang von rund 40.000 Kilometern besitzt, bedeutet diese Rotation am Äquator eine Geschwindigkeit von ungefähr:
1.670 Kilometern pro Stunde.
Würdest du also direkt am Äquator stehen, würdest du allein durch die Erdrotation mit etwa 1.670 km/h um die Erdachse getragen.
Das ist bereits schneller als die typische Reisegeschwindigkeit eines Passagierflugzeugs.
Und trotzdem kannst du eine Tasse Kaffee auf den Tisch stellen, ohne dass sie durch den Raum fliegt.
Der Grund dafür ist einfach:
Nicht nur du bewegst dich.
Der Tisch bewegt sich.
Deine Wohnung bewegt sich.
Die Stadt bewegt sich.
Die Atmosphäre bewegt sich ebenfalls mit der Erde.
Alles um dich herum nimmt an dieser Bewegung teil.
Deshalb fühlt sich die Erdrotation für uns vollkommen selbstverständlich und ruhig an.
Je weiter man sich vom Äquator entfernt, desto kleiner wird übrigens die Geschwindigkeit durch die Erdrotation, weil der Kreis, den man um die Erdachse beschreibt, kleiner wird.
Aber selbst das ist nur die langsamste unserer großen kosmischen Reisen.
Die zweite Reise: Die Erde rast um die Sonne
Während sich die Erde dreht, bleibt sie natürlich nicht an derselben Stelle.
Unser gesamter Planet befindet sich auf einer gewaltigen Bahn um die Sonne.
Die Erde benötigt ungefähr ein Jahr für einen vollständigen Umlauf.
Dabei legt sie fast eine Milliarde Kilometer zurück.
Ihre durchschnittliche Bahngeschwindigkeit beträgt rund:
107.000 Kilometer pro Stunde.
Das sind knapp 30 Kilometer pro Sekunde.
Lies diesen Satz noch einmal.
In jeder einzelnen Sekunde bewegt sich die Erde ungefähr 30 Kilometer auf ihrer Bahn weiter.
Während du nur zehn Sekunden brauchst, um einen kurzen Absatz zu lesen, hat unser Planet bereits ungefähr 300 Kilometer auf seiner Reise um die Sonne zurückgelegt.
In einer Minute sind es fast:
1.800 Kilometer.
Und wieder bemerkst du nichts davon.
Keinen Fahrtwind.
Kein Dröhnen.
Kein Zittern.
Keine vorbeirauschenden Sterne.
Denn auch hier bewegen wir uns gemeinsam mit unserer Umgebung.
Die Erde bewegt sich gleichmäßig auf ihrer Bahn und wir bewegen uns gemeinsam mit ihr.
Doch auch die Sonne ist keineswegs ein ruhender Mittelpunkt.
Die dritte Reise: Unser Sonnensystem zieht durch die Milchstraße
Jetzt verlassen wir gedanklich die unmittelbare Umgebung unseres Planeten.
Die Sonne ist einer von Hunderten Milliarden Sternen unserer Milchstraße.
Und genauso wie die Erde die Sonne umkreist, bewegt sich auch die Sonne auf einer gigantischen Bahn um das Zentrum unserer Galaxie.
Mit ihr reisen natürlich sämtliche Planeten.
Merkur.
Venus.
Erde.
Mars.
Jupiter.
Saturn.
Uranus.
Neptun.
Dazu Zwergplaneten, Asteroiden, Kometen und unzählige kleinere Himmelskörper.
Unser gesamtes Sonnensystem zieht durch die Milchstraße.
Für die Bewegung der Sonne um das galaktische Zentrum werden Geschwindigkeiten in der Größenordnung von etwa 220 bis 240 Kilometern pro Sekunde angegeben.
Nehmen wir einen Wert von ungefähr 239 Kilometern pro Sekunde, entspricht das rund:
860.000 Kilometern pro Stunde.
Jetzt werden die Zahlen langsam absurd groß.
860.000 Kilometer.
In nur einer Stunde.
In einer einzigen Sekunde legt unser Sonnensystem dabei rund 239 Kilometer zurück.
Das entspricht ungefähr einer Strecke wie von Düsseldorf weit über das Rhein-Main-Gebiet hinaus.
Sekunde für Sekunde.
Minute für Minute.
Tag für Tag.
Seit Milliarden Jahren.
Und dennoch braucht die Sonne ungefähr 230 bis 250 Millionen Jahre, um das Zentrum unserer Milchstraße einmal vollständig zu umrunden.
Diese Zeitspanne wird manchmal als galaktisches Jahr bezeichnet.
Ein einziges Jahr der Sonne dauert also ungefähr eine Viertelmilliarde unserer irdischen Jahre.
Als sich unser Sonnensystem vor ungefähr einem galaktischen Jahr an einer vergleichbaren Stelle seiner Reise befand, begann gerade die große Zeit der Dinosaurier.
Seit der Entstehung unseres Sonnensystems hat die Sonne das Zentrum der Milchstraße wahrscheinlich nur ungefähr zwanzigmal umrundet.
Wenn man darüber nachdenkt, wirkt unsere gesamte Menschheitsgeschichte plötzlich wie ein winziger Augenblick.
Doch selbst damit endet unsere Reise noch lange nicht.
Auch die Milchstraße steht nicht still
Man könnte jetzt meinen:
Gut.
Die Erde dreht sich.
Die Erde umkreist die Sonne.
Die Sonne umkreist das Zentrum der Milchstraße.
Damit müsste doch irgendwann ein Punkt erreicht sein, der wirklich stillsteht.
Doch genau diesen Punkt gibt es nicht.
Denn auch unsere Milchstraße bewegt sich.
Unsere Galaxie ist Teil einer Ansammlung von Galaxien, die Astronomen als Lokale Gruppe bezeichnen.
Zu ihr gehören unter anderem unsere Milchstraße, die Andromedagalaxie, die Dreiecksgalaxie und zahlreiche kleinere Zwerggalaxien.
Auch innerhalb dieser Gruppe herrscht Bewegung.
Die Andromedagalaxie und unsere Milchstraße bewegen sich beispielsweise aufeinander zu und werden in einigen Milliarden Jahren wahrscheinlich miteinander wechselwirken und schließlich verschmelzen.
Aber die Lokale Gruppe selbst besitzt ebenfalls eine Bewegung gegenüber ihrer kosmischen Umgebung.
Und jetzt benötigen Astronomen etwas, das möglichst unabhängig von unserer Erde, unserer Sonne und unserer Galaxie ist.
Dafür eignet sich eines der faszinierendsten Signale des Universums.
Das älteste Licht des Universums wird zum kosmischen Geschwindigkeitsmesser
Fast überall im Universum können Astronomen die sogenannte kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung messen.
Sie stammt aus einer Zeit, als das Universum gerade einmal ungefähr 380.000 Jahre alt war.
Heute ist das Universum rund 13,8 Milliarden Jahre alt.
Diese Strahlung ist also eine Art Nachleuchten aus der Frühzeit des Kosmos.
Und genau dieses uralte Licht liefert uns einen außergewöhnlichen Bezugspunkt.
Denn die Hintergrundstrahlung erscheint in einer Richtung des Himmels ganz leicht wärmer und in der gegenüberliegenden Richtung ein wenig kälter.
Warum?
Weil wir uns bewegen.
In Bewegungsrichtung erscheint die Strahlung geringfügig energiereicher, entgegen der Bewegungsrichtung etwas energieärmer.
Dieser Effekt wird als Dipol der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung bezeichnet.
Damit lässt sich bestimmen, wie sich unser Sonnensystem relativ zu diesem kosmischen Bezugssystem bewegt.
Und hier bekommen wir erstmals eine Zahl, die der Frage sehr nahekommt:
Wie schnell bewegen wir uns eigentlich gerade durch das Universum?
Unsere kosmische Geschwindigkeit
Relativ zur kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung bewegt sich unser Sonnensystem mit ungefähr:
370 Kilometern pro Sekunde.
Das entspricht rund:
1,33 Millionen Kilometern pro Stunde.
Das ist wahrscheinlich die sinnvollste einzelne Zahl, wenn du wissen möchtest, wie schnell wir selbst uns gegenüber einem großräumigen kosmischen Bezugssystem bewegen.
In einer einzigen Sekunde legt unser Sonnensystem relativ zu diesem Bezugssystem also etwa 370 Kilometer zurück.
Während du fünf Sekunden lang diesen Absatz liest, wären das bereits ungefähr:
1.850 Kilometer.
Natürlich reist du dabei nicht wirklich auf einer geraden Autobahn durch das Universum.
Die Bewegungen überlagern sich.
Die Erde dreht sich.
Sie bewegt sich um die Sonne.
Die Sonne bewegt sich innerhalb der Milchstraße.
Und unsere Galaxie besitzt wiederum eine Bewegung gegenüber der großräumigen kosmischen Umgebung.
Außerdem ändern sich Richtung und Geschwindigkeit dieser Bewegungen ständig geringfügig.
Darum ist die Zahl von etwa 1,33 Millionen Kilometern pro Stunde keine absolute Geschwindigkeit.
Denn eine absolute Bewegung durch den Raum kennt die moderne Physik nicht.
Geschwindigkeit besitzt immer einen Bezugspunkt.
Und was ist dann mit den 2,2 Millionen Kilometern pro Stunde?
Vielleicht hast du auch schon die Zahl von ungefähr 627 Kilometern pro Sekunde gehört.
Das entspricht rund:
2,26 Millionen Kilometern pro Stunde.
Diese Zahl wird häufig für die Bewegung der Lokalen Gruppe gegenüber einem kosmischen Bezugssystem beziehungsweise im Zusammenhang mit großräumigen Bewegungen unserer galaktischen Umgebung angegeben.
Sie beschreibt jedoch nicht einfach die Geschwindigkeit deines Körpers auf der Erde.
Hier werden unterschiedliche Bezugssysteme betrachtet.
Das ist entscheidend.
Die Geschwindigkeit der Erde um die Sonne kann nicht einfach zur Geschwindigkeit der Sonne durch die Milchstraße und anschließend zur Bewegung der Lokalen Gruppe addiert werden.
Denn Geschwindigkeiten besitzen nicht nur eine Größe.
Sie besitzen auch eine Richtung.
Wenn du beispielsweise mit 100 km/h nach Norden fährst und dich gleichzeitig auf einem Fahrzeug befindest, das mit 100 km/h nach Osten fährt, bewegst du dich nicht mit 200 km/h in eine gemeinsame Richtung.
Die Bewegungen müssen mathematisch als Vektoren miteinander verbunden werden.
Genau deshalb wäre es falsch, alle astronomischen Zahlen einfach zusammenzuzählen und anschließend zu behaupten:
„So schnell fliegen wir insgesamt durch das Universum.“
Eine solche universelle Gesamtgeschwindigkeit gibt es nicht.
Aber wir können einen kosmischen Bezugspunkt festlegen.
Und relativ zur kosmischen Hintergrundstrahlung beträgt die Bewegung unseres Sonnensystems ungefähr:
1,33 Millionen Kilometer pro Stunde.
Und dann bewegt sich auch noch das Universum selbst
Jetzt wird es noch faszinierender.
Denn auf den größten Skalen bewegen sich nicht einfach nur Galaxien durch einen vorhandenen Raum.
Der Raum selbst verändert sich.
Das Universum dehnt sich aus.
Weit entfernte Galaxien entfernen sich deshalb im Durchschnitt voneinander.
Je größer die Entfernung zwischen großen Galaxienstrukturen ist, desto stärker macht sich diese kosmische Expansion bemerkbar.
Doch auch hier müssen wir vorsichtig sein.
Die Expansion des Universums ist keine zusätzliche Geschwindigkeit, die wir einfach zu unseren 1,33 Millionen Kilometern pro Stunde hinzufügen könnten.
Du bekommst also nicht noch ein paar Millionen oder Milliarden Kilometer pro Stunde „oben drauf“.
Die kosmische Expansion beschreibt etwas anderes:
Sie beschreibt, wie sich die Abstände zwischen weit voneinander entfernten, nicht gravitativ gebundenen Regionen des Universums mit der Zeit verändern.
Innerhalb unseres Sonnensystems merken wir davon praktisch nichts.
Auch unsere Milchstraße wird nicht durch die Expansion auseinandergezogen.
Ebenso bleibt unsere Lokale Gruppe durch ihre eigene Gravitation gebunden.
Erst über sehr große kosmische Entfernungen wird die Expansion des Universums entscheidend.
Stell dir das einmal wirklich vor
Du sitzt vielleicht gerade vollkommen ruhig vor diesem Text.
Aber unter dir dreht sich ein Planet.
Dieser Planet rast um einen Stern.
Dieser Stern zieht gemeinsam mit Milliarden anderer Sterne durch eine Galaxie.
Die Galaxie bewegt sich innerhalb einer riesigen kosmischen Umgebung.
Und das alles geschieht in einem Universum, dessen großräumige Struktur selbst nicht statisch ist.
Während du schläfst, geht die Reise weiter.
Während du arbeitest, geht sie weiter.
Während du frühstückst, fernsiehst, Auto fährst oder aus dem Fenster schaust, bewegst du dich durch den Kosmos.
Es gibt keinen Moment, in dem du wirklich vollkommen stillstehst.
Warum spüren wir diese unglaubliche Geschwindigkeit nicht?
Vielleicht ist das die naheliegendste Frage überhaupt.
Wenn wir mit mehr als einer Million Kilometern pro Stunde unterwegs sind – warum merken wir davon nichts?
Die Antwort lautet:
Weil Geschwindigkeit allein kaum spürbar ist.
Was wir besonders deutlich wahrnehmen, sind Veränderungen der Geschwindigkeit.
Also Beschleunigungen.
Du kennst das aus einem Auto.
Fährst du gleichmäßig mit 100 km/h über eine glatte Autobahn, kannst du deine Geschwindigkeit innerhalb des Fahrzeugs kaum bestimmen.
Beschleunigt das Auto plötzlich, wirst du in den Sitz gedrückt.
Bremst es, bewegst du dich nach vorne.
Fährt es durch eine enge Kurve, spürst du die Änderung der Bewegungsrichtung.
Ähnlich funktioniert es im Kosmos.
Wir bewegen uns gemeinsam mit der Erde.
Die Atmosphäre bewegt sich mit.
Unsere Häuser bewegen sich mit.
Unsere Ozeane bewegen sich mit.
Unser gesamter Planet bewegt sich auf seiner Bahn.
Wir befinden uns nicht in einem gewaltigen kosmischen Fahrtwind.
Wir sind Teil des bewegten Systems.
Eine Reise, die dein ganzes Leben dauert
Vielleicht gehört genau das zu den faszinierendsten Erkenntnissen der Astronomie.
Wir Menschen träumen davon, eines Tages mit Raumschiffen durch das All zu reisen.
Wir denken an den Mars.
An fremde Monde.
An andere Sterne.
Vielleicht irgendwann sogar an Reisen weit über unser Sonnensystem hinaus.
Doch streng genommen befinden wir uns längst auf einem Raumschiff.
Es besitzt Ozeane.
Kontinente.
Wälder.
Atmosphäre.
Wolken.
Millionen Tierarten.
Und Milliarden menschliche Passagiere.
Dieses Raumschiff heißt:
Erde.
Es dreht sich mit uns.
Es trägt uns um die Sonne.
Die Sonne trägt uns durch die Milchstraße.
Und die Milchstraße selbst ist Teil einer noch viel größeren kosmischen Reise.
Wir beobachten das Universum deshalb niemals wirklich von außen.
Wir befinden uns mitten darin.
Wir sind ein Teil seiner Geschichte.
Ein Teil seiner Materie.
Ein Teil seiner Bewegung.
Und während du gerade diese letzten Absätze liest, hat die Erde bereits wieder Tausende Kilometer ihrer Bahn um die Sonne zurückgelegt.
Unser Sonnensystem ist Tausende Kilometer weiter durch die Milchstraße gezogen.
Und relativ zum kosmischen Hintergrund hast du dich seit Beginn dieses Artikels wahrscheinlich bereits viele Zehntausend Kilometer durch den Kosmos bewegt.
Ohne dass deine Kaffeetasse auch nur einen Millimeter über den Tisch gerutscht ist.
Die Geschwindigkeiten unserer kosmischen Reise auf einen Blick
- Erdrotation: bis zu etwa 1.670 km/h am Äquator
- Erde um die Sonne: rund 107.000 km/h beziehungsweise etwa 30 km/s
- Sonne und Sonnensystem um das Zentrum der Milchstraße: ungefähr 800.000 bis 860.000 km/h, je nach verwendeter Messung und Definition
- Sonnensystem relativ zur kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung: ungefähr 370 km/s oder rund 1,33 Millionen km/h
- Lokale Gruppe im großräumigen kosmischen Bezug: ungefähr 627 km/s beziehungsweise rund 2,26 Millionen km/h
- Expansion des Universums: keine zusätzliche Geschwindigkeit, die zu diesen Zahlen einfach hinzuaddiert werden kann; sie beschreibt die zunehmenden Abstände auf sehr großen kosmischen Skalen.
Wie schnell bewegen wir uns also gerade wirklich durch das Universum?
Wenn du am Ende nur eine einzige Zahl mitnehmen möchtest, dann ist diese hier am sinnvollsten:
Rund 1.330.000 Kilometer pro Stunde.
Das ist ungefähr die Geschwindigkeit unseres Sonnensystems relativ zur kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung.
Oder anders ausgedrückt:
ungefähr 370 Kilometer pro Sekunde.
Dabei sind die Bewegung der Erde um die Sonne und ihre tägliche Rotation zusätzliche Bewegungen innerhalb dieses Systems, wodurch sich die genaue momentane Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung der Erde etwas verändert.
Die verschiedenen Geschwindigkeiten aus diesem Bericht dürfen deshalb nicht einfach addiert werden.
Du bewegst dich also nicht mit:
1.670 + 107.000 + 860.000 + 1.330.000 + 2.260.000 km/h
durch das Universum.
Das wäre physikalisch falsch.
Wenn wir aber nach einem möglichst großräumigen kosmischen Bezugspunkt suchen und fragen:
„Wie schnell bin ich gerade ungefähr gegenüber dem Universum unterwegs?“
dann können wir vereinfacht sagen:
Du reist gerade mit ungefähr 1,3 Millionen Kilometern pro Stunde durch den Kosmos.
Und selbst diese gigantische Zahl erzählt nur einen Teil der Geschichte.
Denn gleichzeitig dreht sich dein Planet.
Er umkreist die Sonne.
Die Sonne reist durch die Milchstraße.
Unsere galaktische Heimat bewegt sich durch ihre kosmische Nachbarschaft.
Und über Milliarden Lichtjahre hinweg entwickelt und verändert sich das Universum weiter.
Vielleicht sitzt du also gerade still auf deinem Stuhl.
Aber aus kosmischer Sicht bist du alles andere als unbeweglich.
Du bist Passagier auf einer Reise, die vor Milliarden Jahren begonnen hat und niemals für auch nur eine einzige Sekunde anhält.
Quellenhinweis
Die angegebenen Größenordnungen beruhen auf astronomischen Messungen und Standardwerten zur Rotation der Erde, zur Umlaufbahn der Erde um die Sonne, zur Bewegung der Sonne innerhalb der Milchstraße sowie auf Messungen der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung.
Grundlagen liefern unter anderem Messungen und Veröffentlichungen von NASA und ESA, Daten der ESA-Mission Gaia, Untersuchungen stellarer Bewegungen wie RAVE sowie Messungen der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung durch Missionen wie COBE, WMAP und Planck.
Je nach verwendetem Bezugssystem und astronomischem Modell können einzelne Geschwindigkeitswerte etwas voneinander abweichen. Besonders wichtig ist: Die genannten Geschwindigkeiten beziehen sich auf unterschiedliche Bezugssysteme und können deshalb nicht einfach mathematisch addiert werden.
KI-Hinweis
Dieser Beitrag wurde mit Unterstützung künstlicher Intelligenz erstellt, astronomisch auf Plausibilität geprüft und anschließend als allgemeinverständlicher Beitrag neu formuliert. Ziel ist es, komplexe astronomische Zusammenhänge anschaulich und verständlich darzustellen.