Lichtlaufzeit
Die Lichtlaufzeit ist die Zeit, die das Licht zum Durchlaufen einer bestimmten Strecke benötigt. Da die Lichtgeschwindigkeit endlich und im Vakuum überall gleich ist, ist die Lichtlaufzeit gleichbedeutend mit einer Strecke, die das Licht im Vakuum in dieser Zeit durchläuft.
Lichtlaufzeiten spielen in astronomischen Dimensionen eine große Rolle. Die Lichtlaufzeit von der Sonne zur Erde beträgt etwa 8 Minuten und 20 Sekunden. Die Lichtlaufzeit vom Mond zur Erde beträgt etwa 1,3 Sekunden. Die Entfernung Erde Mond lässt sich zum Beispiel durch Bestimmung der Zeit, die ein Laserpuls von der Erde zum Mond und zurück braucht, messen (etwa 2,6 Sekunden). Auf der Mondoberfläche stehen geeignete Reflektoren für solche Experimente (→ Lunar Laser Ranging).
Die astronomische Entfernungsangabe Lichtjahr ist die Streckenlänge, die das Licht in einem Jahr zurücklegt. Die etwa 2,5 Millionen Lichtjahre entfernte Andromedagalaxie hat eine Lichtlaufzeit von ebendiesen 2,5 Millionen Jahren zur Erde.
Funksignale sind im Weltall mit Ausbreitungsgeschwindigkeiten unterwegs, die annähernd der Lichtgeschwindigkeit entsprechen. Lediglich in der Troposphäre und der Ionosphäre unterscheiden sich die Ausbreitungsgeschwindigkeiten von Funksignalen, abhängig von ihrer Frequenz leicht von der Vakuumlichtgeschwindigkeit (s. GPS-Technik).
Die Signallaufzeit muss z. B. bei der Satellitennavigation berücksichtigt werden. Beim GPS (Global Positioning System) wird zum Beispiel die Laufzeit der Signale zwischen GPS-Satelliten und dem GPS-Empfänger (die annähernd der Lichtlaufzeit für die gleiche Strecke entspricht) zur genauen Positionsbestimmung verwendet.
Bei der Fernsteuerung von Raumsonde auf unseren Nachbarplaneten z. B. dem Mars bewirkt die Laufzeit der Steuersignale von der Erde zum Mars (die annähernd der Lichtlaufzeit entspricht) von bestenfalls 3 Minuten, dass die Sonde kaum interaktiv gesteuert werden kann, da das Kamerasignal der Sonde erst frühestens nach 6 Minuten die Reaktion auf einen Steuerungsbefehl wiedergibt.
Vom Lichtlaufzeiteffekt wird gesprochen, wenn durch eine Ortsänderung aufgrund der Keplergesetze periodische Signale später auf der Erde ankommen. Diese Signale müssen streng periodischer Natur sein wie bei Pulsaren, Bedeckungsveränderlichen und pulsierenden Veränderlichen.[1] Durch den Lichtlaufzeiteffekt sind die ersten Exoplaneten um den Pulsar Lich und ein dritter Begleiter C bei dem Bedeckungsveränderlichen Algol gefunden worden.[2] Einige Entdeckungen unsichtbarer Körper aufgrund des Lichtlaufzeiteffekts stellten sich jedoch als Ungenauigkeiten in den periodischen Signalen heraus wie zum Beispiel die Entdeckung von Planeten um kataklysmische Veränderliche.[3]
Einzelnachweise
- ↑ S. K. Kozlowski, M. Konacki, P. Sybilski: Radio Pulsar Style Timing of Eclipsing Binary Stars from the ASAS Catalogue. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2012, arxiv:1204.3836v1.
- ↑ A. Wolszczan & D. A. Frail: A planetary system around the millisecond pulsar PSR1257+12. In: Nature. Band 355, 1992, S. 145–147.
- ↑ Jonathan Horner, Robert A Wittenmyer, Jonathan P Marshall, Chris G Tinney and Oliver W Butters: The Curious Case of HU Aquarii – Dynamically Testing Proposed Planetary Systems. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2012, arxiv:1201.5730v1.