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Galilei und der Erdschein

Ein oder zwei Tage nach Neumond taucht die schmale Mondsichel erstmals am Abendhimmel auf: Mit diesem sogenannten Neulicht begann einst ein neuer Mondmonat. In den Tagen nach dem Neulicht bietet sich dem freien Auge eine "andere, Verwunderung hervorrufende Monderscheinung" (Galilei). Ist der Mond noch jung, zeigt er sich nämlich in "doppelter" Gestalt.

Neben der schmalen, sonnenbeschienenen Sichel erspäht man den eigentlich unbeleuchteten Teil der Mondscheibe; matt und aschgrau. Wie Galilei im Sternenboten schrieb, leuchtet das ganze Antlitz des Mondes, obwohl es "noch nicht den Glanz der Sonne spürt".

Bedeckt man die helle Sichel "durch ein Dach oder einen Kamin oder irgendein anderes Hindernis", zeige sich diese "sekundäre Helle" deutlicher, so Galilei. Mit dem Teleskop sei die Beobachtung dieses Phänomens "einfacher und augenscheinlicher" geworden; sogar die "großen Flecke", also die sogenannten "Mondmeere", könne man "mit Hilfe eines genauen Fernrohrs" unterscheiden. Moderne Astronomen sprechen vom "Erdschein".

Einst dachte man, die Venus oder das gemeinsame Licht aller Sterne helle die Mondnacht auf. Manche meinten sogar, die Sonnenstrahlen könnten den Mond durchdringen - Gedanken, die Galilei als "kindisch" bzw. "unmöglich" abtat.

Er, zuvor aber auch schon Leonardo da Vinci und Michael Mästlin, Keplers Lehrer in Tübingen, lieferten die richtige Erklärung: Es ist das Licht der Erde - genauer: das von der Erde zurück ins All gespiegelte Sonnenlicht - , das die dunkle Seite des Mondes aufhellt.

Der Mond empfängt Licht also auf doppelte Weise, wie die Skizze oben zeigt. Gelb dargestellter Lichtweg: Direktes Sonnenlicht fällt auf die Tagseite des Mondes und wird von dort in die Erdnacht gestreut - was bei uns für helle Mondnächte sorgt. Grün gezeichneter Lichtweg: Sonnenlicht wird von der Tagseite der Erde auf die Nachtseite des Mondes reflektiert, wo es sich als matter Erdschein verrät. Vom Mond gelangt es abermals zur Erde. Dieses Licht hat auf dem Weg in unser Auge die Erdatmosphäre also gleich dreimal (!) passiert.

Wie Galilei im "Sternenboten" und Kepler in seinem Science-Fiction-Werk "Mondtraum" beschrieben, verhalten sich Mond- und Erdphasen komplementär: Während wir zum jungen Mond schauen, blickte ein fiktiver Mondbewohner auf eine noch fast volle Erde. Die nimmt ab, während Frau Luna aus unserer Perspektive immer "dicker" gerät.

Erd- und Mondphase sind komplementär.
Anblick am 27.4.2009, 21 MESZ, vom Mond bzw. der Erde aus.

Galilei sprach von einem "gerechten und dankbaren Tausch": Die Erde, so schrieb der Italiener, schenke dem Mond Beleuchtung, wie sie selbst von ihm in finsterster Nacht Licht erhielte. Sie vergelte ihm "diese Wohltat" in gleichem Maß.

In Wahrheit ist unser Planet aber noch viel großzügiger als der Mond. Weil die Erde am Mondhimmel eine fast 14 mal größere Fläche einnimmt als der Vollmond am irdischen Himmel, gerät sie zur vortrefflichen Leuchte. Außerdem reflektieren die irdischen Kontinente, die Meere und die Wolkenspiralen das Sonnenlicht fünfmal besser, als dies dem dunklen Mondgestein gelingt. Mit all diesen Vorzügen mildert unsere Erde das Dunkel der Mondnacht ordentlich.

Mit zunehmendem Mondalter wird sie allerdings immer schlanker; gleichzeitig überstrahlt der größer werdende, nun im direkten Sonnenlicht badende Mondteil die dunkle Mondpartie aus unserem Blickwinkel immer dramatischer. Daher verliert der Erdschein bald an Glanz. Nur im Teleskop bleibt er weit über das erste Mondviertel hinaus erkennbar.


Steinrelief in der Wiener Galileigasse

Galilei verwandelte auch den Erdschein zum Argument für die damals noch umstrittene kopernikanische Lehre. Die Alten hatten die Erde ja mit einer Sonderstellung versehen, in ihr eine einzigartige Welt im Zentrum des Universums erblickt. Erst Kopernikus kürte sie zu einem von sechs damals bekannten Planeten. Galilei wusste bereits: Planeten leuchten nur in reflektiertem Sonnenlicht. Dass auch die Erde das Sonnenlicht ganz offensichtlich spiegle, verrate, wie er meinte, einmal mehr ihren planetaren Charakter.

Galilei hielt den Erdschein jenen entgegen, die behaupteten, "man müsse die Erde aus dem Reigen der Sterne vor allem deshalb fernhalten, weil sie ohne Bewegung UND LICHT sei".

Heute leistet der Erdschein bereits Assistenz bei der Untersuchung von Exoplaneten - das sind Planeten, die nicht um unsere Sonne ziehen, sondern um fremde Sterne. Dank der dreimaligen Reise durch die Lufthülle fand man im Licht des Erdscheins nämlich, wohl nicht ganz überraschend, besonders deutliche spektrale Signaturen von Ozon, molekularem Sauerstoff und Wasserdampf.

Außerdem zeigt es einen Strahlungsüberschuss im ganz nahen Infrarot: Das Blattgrün irdischer Pflanzen schluckt Sonnenlicht und gibt dafür Wärmestrahlung ab.

Fände man ähnliche Signaturen im Licht eines Exoplaneten (Artikel), könnte man dies als Indiz für die Existenz von Vegetation deuten - bestimmte Rahmenbedingungen freilich vorausgesetzt.

Den Erdschein selbst beobachten

Sie können das Phänomen auf dem noch jungen Mond erkennen - einfach mit freiem Auge. Ein Fernglas oder Fernrohr verdeutlicht es allerdings.

Wer lange beobachtet weiß: Die Intensität des Erdscheins kann variieren. Sie hängt unter anderem von der Anwesenheit großer Wolkensysteme über dem Atlantik ab.

Wolken spiegeln Sonnenlicht kräftigst, wie der Blick aus dem Flugzeug zeigt (Foto rechts). Im Schnitt sind 60 % der Welt von Wolken bedeckt, 6 % von Eis.

Bis zu welchem Mondalter machen Sie den Erdschein mit freiem Auge und mit dem Fernglas aus ? Wie gut lassen sich Mondmeere oder vielleicht sogar helle Strahlenkrater darin erkennen ? Wie hängt die Sichtbarkeit vom Fortschritt der Abenddämmerung und der Höhe des Mondes über dem Horizont ab ?


Folgenreiche Erkenntnisse

Mein Buch Helden des Himmels geht sehr ausführlich auf die philosophischen und religiösen Implikationen der Galileischen Beobachtungen ein.

Ich lege es Ihnen ganz besonders ans Herz.