Grosse Frage
Warum gibt es Tag und Nacht?
Tag und Nacht entstehen, weil sich die Erde etwa einmal in 24 Stunden um ihre eigene Achse dreht, sodass mal die eine, mal die andere Seite der Sonne zugewandt ist. Die der Sonne zugewandte Hälfte hat Tageslicht, während die abgewandte Hälfte in Dunkelheit liegt, also Nacht ist.
Eine drehende Kugel, zwei Hälften
Die Erde hat die Form einer leicht abgeplatteten Kugel und dreht sich ständig um eine gedachte Linie, die von ihrem Mittelpunkt vom Nordpol zum Südpol verläuft, die sogenannte Achse. In jedem Moment kann Sonnenlicht nur auf die Hälfte dieser Kugel scheinen, die gerade der Sonne zugewandt ist, genau wie eine Lampe nur die ihr zugewandte Seite eines Fussballs beleuchten kann, während die andere Seite im Schatten bleibt. Während sich die Erde dreht, wandert die Grenze zwischen beleuchteter und dunkler Hälfte, der sogenannte Terminator, stetig über die Oberfläche und bringt dort, wo sie hinzieht, den Sonnenaufgang, und dort, wo sie sich entfernt, den Sonnenuntergang.
Rund 24 Stunden, nicht die wandernde Sonne
Vom Boden aus sieht es so aus, als würde die Sonne im Osten aufgehen, über den Himmel wandern und im Westen untergehen, doch die Sonne bewegt sich im Vergleich zur Erde kaum. Tatsächlich wirst du, während du auf der sich drehenden Erde stehst, der Sonne zu- und wieder abgewandt, einmal alle 23 Stunden und 56 Minuten für eine volle Drehung bezogen auf die weit entfernten Sterne, was dem vertrauten 24-Stunden-Tag sehr nahekommt. Alte Astronominnen und Astronomen, die nur vom Boden aus beobachteten, nahmen verständlicherweise an, die Sonne bewege sich um eine stillstehende Erde, und es brauchte Jahrhunderte sorgfältiger Beobachtung, um herauszufinden, dass es genau umgekehrt ist.
Warum die Taglänge trotzdem schwankt
Auch wenn jede volle Drehung überall auf der Erde etwa 24 Stunden dauert, ist die Anzahl der Tageslichtstunden innerhalb dieser Drehung nicht überall und nicht das ganze Jahr über gleich. Das liegt daran, dass die Erdachse um etwa 23,5 Grad geneigt ist, statt genau senkrecht zu ihrer Bahn um die Sonne zu stehen. Je nach Jahreszeit neigt sich dadurch eine Hemisphäre stärker zur Sonne und bekommt lange Tage mit kurzen Nächten, während die andere sich abwendet und kurze Tage mit langen Nächten erlebt – genau das ist auch der eigentliche Grund für die Jahreszeiten.
Probier es selbst
Leuchte in einem dunklen Zimmer mit einer Taschenlampe auf einen Ball, zum Beispiel eine Orange oder einen Fussball, und drehe den Ball langsam. Beobachte, wie nur die der Lampe zugewandte Seite hell ist und wie sich helle und dunkle Hälfte beim Drehen verschieben, genau wie Tag und Nacht auf der Erde.
Fragen, die Kinder stellen
Wie lange braucht die Erde für eine volle Drehung?
Die Erde braucht etwa 24 Stunden für eine volle Drehung um ihre Achse, weshalb ein Tag-Nacht-Zyklus ungefähr so lange dauert. Genauer gemessen an weit entfernten Sternen dauert eine Drehung etwa 23 Stunden und 56 Minuten.
Bewegt sich die Sonne wirklich über den Himmel?
Die Sonne scheint sich über den Himmel zu bewegen, doch das liegt eigentlich daran, dass sich die Erde unter ihr dreht, nicht daran, dass die Sonne um die Erde reist. Auf einem drehenden Planeten stillzustehen lässt entfernte Objekte wandern erscheinen.
Warum sind Tag und Nacht nicht immer gleich lang?
Tag und Nacht sind an den meisten Orten die meiste Zeit des Jahres unterschiedlich lang, weil die Erdachse geneigt ist, wodurch eine Hemisphäre zu bestimmten Zeiten direkter zur Sonne zeigt. Nur rund um die Tagundnachtgleichen sind Tag und Nacht fast überall gleich lang.