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Erde und Mond

Was genau sind denn nun die Gezeiten? Und was ruft sie pünktlich hervor, mit schöner Regelmäßigkeit? Die Antwort lag lange im Dunkel. So recht einfach ist die Erklärung des Naturphänomens selbst heute nicht.

Das Wichtigste wissen wir alle: Der Mond kreist um die Erde. Weshalb er das tut? Weil die Erde eine Masse hat. Mit anderen Worten: Weil eine Gravitationskraft von ihr ausgeht und auf den Mond wirkt.

Stellen wir uns das Ganze wie ein Gewicht vor, das an einer Schnur, deren eines Ende wir in der Hand halten, um uns herumfliegt. Die Schnur steht hier für die Gravitation, sie hält das Gewicht in unserer Nähe. Außerdem aber spüren wir eine zweite Kraft: die Fliehkraft nämlich, die immer schnurgerade nach außen, von uns weg, gerichtet ist. Die Fliehkraft verursacht die Spannung der Schnur. Der erste Denkschritt ist damit abgeschlossen.

Gravitation kontra Fliehkraft
Gravitation - genauer: die Gravitations-Wechselwirkung zwischen Erde und Mond - ist der Schlüssel zum Verständnis der Gezeiten, von Ebbe und Flut auf der Erde. Nach unserem ersten Denkschritt können wir übrigens schon ziemlich gut eventuelle Gezeiten auf dem Mond erklären: Von der Erde ausgehende Gravitationswirkung (die "Schnur") zieht am Mond, zu uns hin. Die Fliehkraft zieht ebenfalls am Mond, nur anders herum, von uns weg. Glichen sich beide Kräfte nicht an jedem Punkt der Mondoberfläche einigermaßen aus, könnten zum Beispiel Wassertropfen oder Steine von der Mondoberfläche "abreißen" und entweder auf die Erde zu oder von Mond und Erde weg ins Weltall fliegen. Wieso das?

Entgegengesetzte Ursachen
Im ersten Fall wäre die Gravitationswirkung der Erde einfach erheblich größer als die Fliehkraft am Mond (so erheblich größer, dass kleine Materieteilchen sogar die Anziehungskraft der Mondmasse überwinden könnten); im zweiten Fall wäre es eben umgekehrt: die exakt entgegen gerichtete Fliehkraft, mit ihrer "Übermacht", hätte am "Abreißeffekt" schuld.

Bei astronomisch großer Differenz zwischen Erdgravitation und Fliehkraft flöge sogar der komplette Mond in uns hinein - oder würde auf Nimmerwiedersehen verschwinden. Nun, auf dem Mond gibt es kein Wasser in den Meeren und Ozeanen. Und überhaupt: Wir wollen ja die Gezeiten auf der Erde erklären. Was tun? Ein zweiter Denkschritt ist nötig.

Gemeinsames Drehsystem
Erstaunlich, wieder wissen wir das Wichtigste schon: Auch der Mond hat eine Masse! Wie die Erde den Mond nun - wegen ihrer Masse - am linearen Vorsichhintreiben hindert, tut dasselbe der Mond mit der Erde. Freilich: Er tut es erheblich schwächer. Die Masse des Mondes ist ja auch 81mal kleiner.

Trotzdem: Auch die Erde wird durch den Mond in eine Umlaufbewegung gebracht. Man kann sagen: Beide umkreisen einander und bilden ein gemeinsames Drehsystem. Der Mond läuft in einem großen Kreis (Radius im Mittel 380.000 Kilometer) um die Erde - und die Erde in einem kleinen Kreis (Radius 4.600 Kilometer) um den sie umkreisenden Mond! Das Zentrum dieser gemeinsamen Drehbewegung, sozusagen der ruhende Pol, steckt wegen des Massenverhältnisses innerhalb der Erde: Er ist 4.740 Kilometer vom Erdmittelpunkt entfernt.

Kreisende Hantel
Weil wir Menschen sind - die sich im Alltag meist an vermeintlich festen Bezugspunkten orientieren -, haben wir Probleme, uns solche Relativbewegung bildhaft zu machen. Aber denken wir doch nur mal an eine Hantel mit unterschiedlich großen Gewichten, die jemand auf einer glatten, gut eingefetteten Fläche in Drehung versetzt. Beide Enden (Gewichte) umkreisen einen gemeinsamen Schwerpunkt, und sie umkreisen während der gemeinsamen Drehbewegung einander, wobei der Drehradius des größeren Gewichts wahrscheinlich kleiner ist! ...