Die Präzession der Tagundnachtgleichen: Woher kommt dieses Phänomen?

Die Präzession der Tagundnachtgleichen ist der Beweis dafür, dass sich unser Planet und das Sonnensystem in ständiger Bewegung befinden. Bei diesem Phänomen ändert sich die Richtung der Rotationsachse der Erde ganz langsam. Doch warum genau passiert das eigentlich?

Die Tagundnachtgleiche ist der exakte Zeitpunkt im Jahr, an dem die Sonne die Äquatorebene der Erde durchquert, d.h. das sie an diesem Tag senkrecht zur Erdachse steht. Der Tag und die Nacht haben dann ganz genau die gleiche Dauer. Ein Jahr hat genau zwei Tagundnachtgleichen: die erste liegt zwischen dem 20. und 22. März, die zweite befindet sich zwischen dem 21. und 23. September.

Um dieses Phänomen noch besser verstehen zu können, sollte man sich das Beispiel des Kreisels anschauen. Wenn dieser nämlich geworfen wird, gerät seine Drehachse durch die Schwerkraft aus dem Gleichgewicht. Anstatt sich um seine vertikale Achse zu drehen, rotiert er mit einer schrägen Achse und beschreibt dann einen Kegel auf dem Boden. Und genau das geschieht auch während der Präzession der Äquinoktien. Die Neigungsachse der Erde beträgt 23,5 Grad. Dabei handelt es sich um einen recht kleinen Wert, was auch erklärt, warum das Phänomen sehr langsam vor sich geht. In einem Jahr beträgt seine Bewegung weniger als ein Grad und ist damit fast nicht wahrnehmbar.

Die Entdeckung dieses Phänomens wird übrigens dem griechischen Astronomen Hipparchus im Jahr 130 v. Chr. zugeschrieben, obwohl auch andere Völker wie die Azteken und Ägypter Spuren von Arbeiten zu diesem Thema hinterlassen haben. In der Tat war es Hipparchus, der den Begriff „Präzession“ prägte, der sich ursprünglich auf eine Vorwärtsverschiebung bezog. Dieser Begriff wird auch für Objekte wie Satelliten, Gyroskope oder das Foucaultsche Pendel verwendet. Hipparchus soll diese Entdeckung gemacht haben, indem er eine Verschiebung der Position der Sterne am Himmel bemerkte.

Warum sind die Gezeiten der Grund für dieses Phänomen? Und was sind die Folgen?

Der Mond übt eine Anziehungskraft auf das Wasser der Ozeane aus und verursacht damit die Gezeiten. Am Tag der Tagundnachtgleiche steht die Sonne vollkommen senkrecht zum Äquator und addiert ihre Kraft zu der des Mondes. Die an diesem Tag miteinander addierten Anziehungskräfte bewirken, dass die Gezeiten stärker werden und versuchen, die am Äquator vorhandene überschüssige Masse in Richtung der Erdbahnebene zu bringen. Durch dieses Vorgehen verschiebt sich die Rotationsachse der Erde. Das ist es letztlich, was als Präzession der Äquinoktien bekannt ist.

Dreht sich die Erdachse während dieses Phänomens, verändert sich auch die Position der Sterne, die dann nicht mehr fest in der Himmelskugel stehen. Aus Sicht der Jahreszeiten sind die Änderungen aber praktisch kaum spürbar. Aus astronomischer Sicht haben sie jedoch Auswirkungen auf die Arbeit der Experten. In der Tat treten heute Tagundnachtgleichen auf, wenn die Sonne über dem Sternbild der Fische steht. In der Antike hingegen wäre sie über dem Sternbild Widder positioniert gewesen.

Die Präzession der Tagundnachtgleichen bewirkt auch eine Veränderung der Rotationszeit der Erde um sich selbst. Die Dauer der Jahreszeiten ist also 20 Minuten kürzer als die Zeit, die die Erde benötigt, um die gleiche Position einzunehmen. Dies entspricht alle 2000 Jahre einer Verschiebung von 1 Monat. Diese Zeitverschiebung ist letzten Endes auch die Ursache für Schaltjahre. In dem wir dem Kalender alle vier Jahre nämlich einen Tag hinzufügen, können wir die Verschiebung der Erdrotation ausgleichen. Ohne dieses Vorgehen würden unsere aktuellen Jahreszeiten jedes Jahr in der Zeit vorrücken.