Der Gang der Weltuhr

Der Gang der Weltuhr.

Die praktischen Zwecke, welche die Menschheit im Zustande der Kindheit ausschließlich bewegten und zur Entfaltung ihrer Kräfte anspornten, nöthigten vor Allem zu einer bequemen Orientirung in der umgebenden Außenwelt, und damit war, als eine der ersten, die Aufgabe gegeben, die Aufeinanderfolgen in den zahllosen Vorgängen auf eine einzige zurückzuführen, welche das Maß für alle übrigen werden sollte. In all dem bunten Wechsel der Natur und des Lebens war nun die Regelmäßigkeit der Wiederkehr gewisser Ereignisse leicht zu erfassen. So trieb der Baum Blätter und Blüthen, setzte Früchte an und reifte sie, damit einen Höhepunkt in seiner Entwickelung erreichend. Dann weiterhin verwelkten die Blätter, und schmucklos hielt der Baum seinen Winterschlaf, aus dem erwacht, die nämliche Folge von Neuem einsetzte. Doch weit übersichtlicher, regelmäßiger, und dem Menschen sich gleichsam aufdrängend war die ununterbrochene Folge von Tag und Nacht. Frühmorgens entstieg die strahlende Gottheit dem Osten, durchwanderte in gleichmäßigem Laufe den Himmelsbogen und tauchte Abends unter die Berge, der Nacht mit ihren Sternen die Herrschaft überlassend und Menschen und Thiere in willkommenen Schlaf versenkend. Und da nun aller übrige Wechsel in diesen einen gefaßt erschien, ist es da nicht erklärlich, daß ein unmittelbarer Verstand den Inhalt für die Form nahm und aus Tag und Nacht die Zeit erst entstanden dachte?

Muß schon auf dieser Stufe der Entwickelung die Fähigkeit vorausgesetzt werden, einen Vergleich zwischen Ortsveränderungen der Sonne und dem Zeitverlauf anzustellen, so war der nächste Fortschritt, mit dem wir wohl in die historische Periode eintreten, daß man die Zeiteinheit, den Tag, von Mittag zu Mittag zählte, und so die Ungleichheit der Sommer- und Wintertage für jene beseitigte. Als bequemes Mittel, den Höhepunkt der Sonne in ihrem täglichen Laufe, den Mittag, zu bestimmen, bot sich der längere und kürzere Schatten der Gegenstände dar, und von hier war nur noch ein Schritt bis zur Construction der Sonnenuhren, auf deren Ebene der Weg des Schattens in kleinere Einheiten, den Zeitstunden entsprechend, eingetheilt wurde. Aber auch die täglichen Sonnenhöhen veränderten in regelmäßigen Phasen ihren Ort am Himmel, und diesen entsprechend wurde die höhere Zeiteinheit, das Jahr, schon in grauer Vorzeit aus 365 Tagen richtig gebildet. – Mit dem mächtigen Aufschwunge, welchen die Astronomie im Mittelalter nahm, ging Hand in Hand die Vervollkommnung der eigentlichen Uhren, und heutzutage ist die Gleichmäßigkeit und Richtigkeit im Gang der Chronometer auf eine außerordentlich hohe Stufe gesteigert. Mit weit größerer als „minutiöser“ Genauigkeit, dem Laufe der Sonne entsprechend, wandert der Zeiger seine kreisförmige Bahn, und die Regulirung, welche nach längerem Gange eintreten muß, betrifft nur kleine Differenzen.

Copernicus hatte die Erde aus dem Mittelpunkte des Weltsystems verwiesen und ließ sie gleich den andern Planeten eine kreisförmige Bahn um die Sonne beschreiben. Zugleich mußte damit die Bewegung der Himmelskörper als nur scheinbar erkannt und dafür ein täglicher Umschwung der Erde um ihre Achse in der Richtung von Westen nach Osten gefordert werden, dessen erfahrungsgemäßer Nachweis auch nicht lange auf sich warten ließ. Die Dauer dieser Umdrehung ist nun nicht ganz die gleiche, je nachdem man dieselbe durch den Stand der Sonne oder eines Fixsternes bestimmt. Da nämlich die Erde in jedem Tage eine bestimmte Strecke auf ihrer Bahn um die Sonne wandert, wird der Weg, den ein Beobachter zurückzulegen hat, bis wieder die Sonne für ihn am höchsten steht, ein etwas längerer, als wenn er einen Stern beobachtet, für dessen ungeheuer große Entfernung die Erde als im Himmelsraum stillstehend und sich nur um ihre Achse drehend betrachtet werden muß. So ist denn auch der Sonnentag um beinahe vier Minuten länger als der Sternentag. Legen wir unsern Bestimmungen den Letztern zu Grunde, so ist also derjenige Zeitraum, welcher verfließt, bis die Erde durch ihre Achsendrehung einen Beobachter in dieselbe Lage gegen einen bestimmten Fixstern gebracht hat, unsere Zeiteinheit, nach welcher wir unsere Uhren controliren und welche wir all unsern Zeitbestimmungen zu Grunde legen.

Ist nun aber auch die Zeit zu einmaliger Achsendrehung der Erde stets dieselbe? Ist sie nicht vielleicht je nach Umständen langsamer oder schneller? Denn trifft die Voraussetzung einer gleichen Dauer nicht zu, so hätten wir eine Zeiteinheit gewählt, die bald größer, bald kleiner wäre, und darum eine solche gar nicht sein kann.

Wir sehen hier auf der Erde jede Bewegung, sobald sie längere oder kürzere Zeit angedauert hat, zur Ruhe kommen. Die mit großer Geschwindigkeit aus dem Laufe getriebene Büchsenkugel fällt bald zu Boden. Die Schwingungen des längsten Pendels werden allmählich kleiner, bis auch hier alle Bewegung aufhört. Muß nicht bei der Erde ein Gleiches eintreten? Fragen wir die wissenschaftliche Mechanik um Rath, so belehrt uns diese, daß eine einmal eingetretene Bewegung sich unverändert fortsetzt, so lange nicht Reibung oder sonstige Hindernisse überwunden werden müssen, wie Büchsenkugel und Pendel die Reibung an der Luft zu überwinden haben. Eine solche ist nun bei der Drehung der Erde ausgeschlossen, da unsere ganze Atmosphäre mit Theil an derselben nimmt. Und was sollte sonst etwa noch ein Hinderniß abgeben?

Und doch existirt ein solches und steht in thatsächlicher Beziehung zu unserer Zeiteinheit. Freilich, diese braucht darum eine Kritik vom praktisch-menschlichen Standpunkte, ja selbst von dem des Astronomen noch nicht zu fürchten. Ist sie aber auch für den Kosmophysiker eine constante Größe? Denn wer, wie er, mit ungeheuren Zeiträumen zu rechnen hat, mit Zeiträumen, welche zum Mindesten nach Jahrtausenden zählen, kann unsere Frage nicht gelöst betrachten, wenn die Dauer des Sternentages in diesem Jahrzehnte oder Jahrhundert die nämliche geblieben ist, wie im vorhergehenden.

Für ihn nun gewinnt hier die größte Bedeutung der bekannte Vorgang von Ebbe und Fluth. Es steht diese zu all den tausendfältigen Processen in der uns umgebenden Natur in einem merkwürdigen Gegensatze, denn diese lassen sich auch in ihrer verschlungensten Verschlingung immer auf die Kraft des Sonnenlichtes zurückführen. Sämmtliche meteorologische Erscheinungen entstehen durch ungleiche Erwärmung der festen und flüssigen Oberfläche unseres Planeten; die Pflanzen vermögen nur in der Bestrahlung durch die Sonne sich zu entwickeln und zu gedeihen; Pflanzenstoffe dienen wieder den Thieren zur Nahrung, und die Menschen bedürfen wieder beider zu ihrer Existenz. So ist es nicht allein „der Beherrscher des himmlischen Reiches, welcher sich ein Sohn der Sonne nennen darf“; jeder von uns kann dasselbe mit gleichem Rechte thun, mit uns freilich auch die Spinne und der scheußliche Tausendfuß.

Ebbe und Fluth aber verdankt ihre Entstehung einestheils der Massenanziehung des Mondes und der Sonne auf die beweglichen Theile unseres Planeten, auf das Wasser, anderntheils der Achsendrehung der Erde. Wohl unterliegt auch das Luftmeer einer gleichen Einwirkung, hier aber wird das Resultat durch andere Processe vielfach durchkreuzt, sodaß wir uns nur auf die Ebbe und Fluth des Wassers beschränken wollen. Ebenso können wir auch die Anziehung der Sonne im Allgemeinen außer Acht lassen, da diejenige des Mondes wegen dessen weit geringerer Entfernung eine weit überwiegende ist. Der Anziehung, dem Zuge unseres Trabanten folgen nun die Wassermassen des Oceans eine bestimmte Strecke, und am meisten rücken diejenigen gegen ihn hin, welche ihm am nächsten sind, am wenigsten die entferntesten, auf der abgewendeten Seite der Erdkugel befindlichen. So muß sich an diesen beiden Gegenden der Erdoberfläche ein Wasserberg bilden, also Fluth eintreten, indem auf der dem Monde zugewendeten Seite eine Zusammenströmung und Erhebung des Wassers stattfindet, die Wassermassen der abgewendeten Seite aber bei der auf der ganzen Erdoberfläche allgemeinen Strömung nach dem Monde hin zurückbleiben und so ebenfalls einen Wasserberg bilden müssen. Der Wassergehalt der zwischen diesen beiden Fluthbergen gelegenen Gegenden muß dabei verringert werden, hier also Ebbe eintreten. Es existiren demnach stets zu gleicher Zeit zwei Fluthwellen und dazwischen Ebbe, und da für den nämlichen Beobachtungsort über fünfundzwanzig Stunden vergehen, bis der Mond ihm wieder am nächsten steht, muß Ebbe und Fluth in Perioden von nicht ganz sechseinhalb Stunden aufeinanderfolgen, wie es wirklich der Fall ist.

Die Höhe des Fluthberges steht natürlich unter dem Einfluß localer Verhältnisse und ist, je nach der herrschenden Windrichtung und Windstärken sogar für denselben Ort verschieden. Während im offenen Meere die Fluthhöhe nur etwa einen Meter beträgt, steigert sie sich in Meeresengen und Buchten ganz außerordentlich, und die sogenannten Springfluthen zur Zeit der Neu- und Vollmonde, wo die Richtung der Mond- und Sonnenanziehung zusammenfällt, erreichen an manchen Küsten eine Höhe von zwölf Metern. In der Fundy-Bai, auf der südöstlichen Küste von Britisch-Nordamerika, sollen sogar Springfluthen von dreiundzwanzig Meter Höhe beobachtet worden sein. Die ganze Wassermasse, welche durch die Fluth auf ein Viertel der Erdoberfläche übergeführt wird, welche vorher Ebbe gehabt hat, beträgt nach Berechnungen etwa zweihundert Cubikmeilen, und man kann sich eine Vorstellung von der Mächtigkeit des ganzen Vorganges machen, wenn man bedenkt, daß diese ganze Masse binnen sechseinhalb Stunden auf ein anderes Viertel der Erdoberfläche hinüberströmen muß.

Denn es würde bald ein Zustand des Gleichgewichts, der Ruhe eingetreten sein, wenn nicht die Achsendrehung der Erde den eben gebildeten Wasserberg nach Osten weiterführte, sodaß andere Gegenden dem Monde am nächsten kommen und nun hier durch die ununterbrochen wirkende Anziehung neue Wassermassen zusammen- und emporgezogen werden, wobei zu allernächst der nach Osten gerückte Wellenberg verflacht und zerstört wird. Dieser ganze Vorgang verläuft aber nicht ohne vielfache Reibungen und Widerstände, da sowohl ruhende an in Bewegung gekommenen Wassertheilchen, wie auch letztere untereinander sich reiben, ferner auch die größeren Strömungen an Küsten und Buchten des Festlandes vielfach gehemmt werden. Deshalb tritt die größte Erhebung des Wassers auch erst ein, nachdem sich die Fluthgegend schon während zwei und einer halben Stunde vom Monde ostwärts entfernt hat, und ist dem entsprechend für einen bestimmten Ort die Fluth am höchsten, wenn der Mond von ihm schon zwei und eine halbe Stunde lang in seinem scheinbaren Laufe nach Westen fortgewandert ist.

So ist denn der Wasserstand ostwärts vom Monde allezeit ein höherer als westwärts, und da zugleich die Gewässer dem Monde nachstreben, so müssen sie nothwendig stärker gegen Westen fließen und drängen, als gen Osten. Das heißt: Ebbe und Fluth ruft nicht allein ein fortwährendes Steigen und Fallen des Wassers hervor, sondern auch einen allgemeinen Strom des Oceans gegen Westen.

Derselbe ist übrigens durch die Erfahrung längst nachgewiesen, und zu dessen Erklärung reicht die Einwirkung des Ostpassats, jener regelmäßigen Luftströmung innerhalb der Wendekreise, welche ebenfalls einen Weststrom des Meeres hervorrufen muß, durchaus nicht aus. Denn derselbe findet sich auch in Gegenden, wo kein Passat weht oder gar westliche Winde vorherrschen. Auch müßte nach den Gesetzen über die Strömungen, wie solche durch die ungleiche Erwärmung des Meeres auf der sich drehenden Erde verursacht werden, ein westöstlicher Strom zu constatiren sein. Daß aber trotzdem die Richtung desselben eine entgegengesetzte ist, beweist unzweifelhaft den überwiegenden Einfluß von Ebbe und Fluth.

Dieser Weststrom des Oceans übt aber einen Druck gegen die Drehung der Erde aus. Es wird dies anschaulicher, wenn man sich vorstellt, wie z. B. der Strom des atlantischen Oceans sich an den Ostküsten Nordamerikas aufstauen und gegen ihre Bewegung nach Osten sich anstemmen muß, oder wenn man sich die Erde unter dem Bilde eines Schwungrades denkt, welches die widerstrebenden Wassermassen mit sich fortführt, wobei aber ein bestimmter Theil der Rotationskraft aufgewendet werden muß. Dies heißt aber nichts Anderes, als: Ebbe und Fluth führt eine Verlangsamung der Rotationsgeschwindigkeit der Erde herbei.

Während jetzt der regelmäßige Verlauf der Ebbe und Fluth durch das Festland, welches ungefähr ein Drittel der Erdoberfläche ausmacht, mannigfach gestört wird, war solches nicht der Fall, als die Erde noch ein feurig-flüssiger Ball war. Auch der Mond war einst eine geschmolzene, sich um ihre Achse drehende Masse, so daß auch auf ihm ein Ebben und Fluthen von Gluthwellen stattgefunden hat, nur wegen der größeren Masse der anziehenden Erde in so großer Mächtigkeit, daß die Rotationskraft des Mondes bald aufgezehrt werden mußte. Wir brauchen uns deshalb nicht zu wundern, wenn uns unser Trabant stets dasselbe Gesicht zudreht.

Aber die Betrachtung jener Perioden, in welchen auch unsere Erde geschmolzen war, führt zu einer wichtigen Überlegung. Ist nämlich auch jetzt die unzweifelhaft fortschreitende Abkühlung des Erdballs zu einem kaum nennenswerthen Grade herabgesunken, so mußte dieselbe doch eine weit raschere sein, als derselbe noch glühend war. Wie nun jeder erkaltende Körper sich zusammenzieht, so hat auch eine Verminderung des Umfangs der Erdkugel eintreten müssen. Nach mechanischen Gesetzen erfährt nun aber die Umdrehungsgeschwindigkeit eines Körpers eine Beschleunigung, wenn sein Volumen sich vermindert, und so hat in jenen Zeiten einer rasch fortschreitenden Erkaltung auch die Erde sich rascher und rascher drehen müssen. Es müßte dies auch in unsern historischen Zeiten noch immer der Fall sein, wenn nicht mit Eintritt der Ebbe und Fluth des entstandenen Oceans ein verzögerndes Moment sich geltend gemacht hätte, welches nicht nur die Beschleunigung allmählich aufheben, sondern auch fernerhin die Geschwindigkeit der Achsendrehung vermindern muß.

Wir können zur bequemern Uebersicht des ganzen Verlaufs drei Perioden bezüglich der Drehung unserer Erde unterscheiden: eine erste mit wachsender, eine zweite mit gleichbleibender, eine dritte mit abnehmender Geschwindigkeit. Dem entsprechend ist die Dauer des Sternentags eine sich vermindernde, eine gleichbleibende und eine zunehmende. Wir sehen also, mit dem absolut guten und richtigen Gange unserer Weltuhr sieht es mißlich aus, denn sie läuft anfangs vor, dann ein Weilchen richtig, dann mehr und mehr nach. Wer aber Angesichts der fatalen letzten Phase mit Bangen fragt, ob sie nicht noch gar stehen bliebe, dem müssen wir antworten: Leider nur zu wahrscheinlich! Es müßte denn das Meer einfrieren und damit Ebbe und Fluth unmöglich werden. Aber es wäre dann unsern Nachkommen ganz gleichgültig, ob die Weltuhr noch ginge oder nicht, denn das Eis würde ihnen dann im wahren Sinne des Wortes über den Kopf gewachsen sein und allem organischen Leben ein kaltes Grab bereitet haben.

Der Druck, welcher durch Ebbe und Fluth des Meeres der Drehung der Erde entgegengesetzt wird und in jedem Augenblicke überwunden werden muß, kann selbstverständlich seiner Größe nach nur annähernd bestimmt werden, wegen der durchgreifenden Verschiedenheiten in den localen Verhältnissen. Er beträgt bei niedrigster Schätzung die Kleinigkeit von 6000 Millionen Pferdekräften, gleich einer Kraft, welche in jeder Secunde eine Last von 464,000 Millionen Kilogramm Gewicht einen Meter hoch zu heben vermag! So ungeheuer auch diese Größe, nach menschlichem Maße gemessen, erscheinen mag, so ist sie doch in der That eine Kleinigkeit gegen die Kraft, welche die sich drehende Erde repräsentirt. Denn durch diese vermöchte man 25,840 Quadrillionen Kilogramm in jeder Secunde einen Meter hoch zu heben. Es ist diese Größe im Vergleich zur erstern wieder so ungeheuer, daß sie durch den Gegendruck von Ebbe und Fluth in einem Zeitraume von 2500 Jahren erst um etwa den siebenhunderttausendsten Theil vermindert wird.

Es ist offenbar von großem Interesse zu bestimmen, in welcher der oben aufgestellten Perioden der Achsendrehung unserer Erde wir uns befinden. Man hat erst in neuerer Zeit diese Frage beantworten können: wir sind schon eingetreten in die dritte und letzte Phase, in welcher durch die Wirkung der Ebbe und Fluth die Rotationsgeschwindigkeit thatsächlich verlangsamt wird. Es hat sich in den letzten 2500 Jahren die Dauer des Sternentags um mindestens ¹/₈₁ Secunde vermehrt, und so würden unsere Chronometer im Laufe eines Jahrhunderts um 22 Secunden der Weltuhr vorauseilen.

So gehören denn Millionen von Jahren dazu, ehe durch jene Gegenkraft die Erde ihre Drehung verlieren wird, um dann nur noch ihre Bahn um die Sonne zu wandern. Wie uns jetzt schon der Mond dieselbe Hälfte zukehrt, wird dann die Erde dasselbe der Sonne gegenüber thun. Die eine Erdhälfte hat dann fortwährend Tag, die andere bleibt in ewige Nacht gehüllt. Das Menschengeschlecht ist dann, wenn seine Existenz auch noch denkbar wäre, wohl längst schlafen gegangen, und andere Lebensformen sind an seine Stelle getreten.

Aber unerbittliche physikalische Gesetze weisen ferner darauf

hin, daß auch die Kraft, mit welcher unser Planet sich um die Sonne bewegt, einst aufgezehrt werden wird und dann eine Wiedervereinigung desselben mit dem Centralkörper, von dem er einst ausgegangen, eine Nothwendigkeit wird. Ist dann mit dem Sturze in die Sonne die Todesstunde unserer Erde gekommen – oder wird das ganze All mit Zeit und Raum zurückgeschleudert werden in „das Ueberseiende, welches alles Seiende ist“ – wer vermöchte es zu sagen?!

S.