Als die Erde frisch entstanden war, stand die Achse noch gerade. Doch Wissenschaftler vermuten, dass sie in der Frühzeit des Sonnensystems von einem großen Asteroiden getroffen wurde. Er traf die Erde etwas seitlich, so dass sie ein Stück kippte – eben diese 23,5 Grad. Außerdem hat der Aufprall einen Teil der noch flüssigen Erde herausgerissen und in eine Umlaufbahn geschleudert, daraus wurde der Mond.

Die Folgen dieser schiefen Erdachse spüren wir heute noch: Während eines Jahres umrundet die Erde die Sonne. Die schiefe Erdachse zeigt dabei immer in die gleiche Richtung. So ist mal die Nordhalbkugel zur Sonne hin geneigt, mal die Südhalbkugel – je nach dem, wo die Erde auf ihrer Bahn steht. Von der Erde sieht das so aus, als ob die Sonne höher bzw. tiefer am Himmel steht.

Dadurch geht die Sonne auch im Laufe eines Jahres zu unterschiedlichen Zeiten auf und unter. Die Tage sind verschieden lang, und ja nach Sonnenstand und Tageslänge bekommt unser Wohnort auf der Erde unterschiedlich viel Wärme ab. Wir spüren diesen Wechsel der Sonneneinstrahlung als Jahreszeiten. Sie machen das Leben auf der Erde abwechslungsreicher – so gesehen hatte dieser Crash in der Kindheit der Erde also auch sein Gutes.

In unserem Sonnensystem gibt es nicht nur die Sonne, Planeten und Monde. Man hat auch viele kleine Gesteins- und Metallbrocken entdeckt. Sie sind wesentlich kleiner und nicht so schön rund wie Planeten, daher nennt man sie Kleinplaneten oder Asteroiden. Wie ihre großen Geschwister kreisen sie auf regelmäßigen Bahnen um die Sonne. Die meisten Asteroiden findet man im „Asteroidengürtel“ zwischen der Mars- und der Jupiterbahn.

Ab und zu stoßen zwei dieser Asteroiden zusammen. Bei einem solchen Crash entstehen jede Menge Trümmer und Splitter. Diese fliegen von der bisherigen Umlaufbahn weg, quer durch das Sonnensystem. Manche von ihnen geraten in die Nähe der Erde, werden von ihr angezogen und stürzen auf die Erde. Diese abstürzenden Brocken nennt man auch Meteorit.

Auf der Erde würden sie buchstäblich wie ein Stein vom Himmel fallen – wenn es nicht die Atmosphäre gäbe. Denn die Meteoriten sind so schnell, dass die Luft gar nicht schnell genug zur Seite ausweichen kann. Die Luft vor dem abstürzenden Steinbrocken wird zusammengedrückt und dadurch extrem heiß. Die Luft fängt an zu glühen, und der Meteorit beginnt zu verdampfen. Das können wir dann als leuchtenden Streifen sehen, der über den Himmel zieht – eine Sternschnuppe.

Die meisten Meteoriten sind so klein, dass sie auf dem Weg durch die Luft vollständig verglühen. Die Leuchtspur endet dann einfach am Himmel. Größere Trümmer verlieren zwar unterwegs auch an Masse, verdampfen aber nicht ganz. Sie erreichen den Erdboden und schlagen dort ein.

Was diese Meteoriten auf der Erde anrichten, hängt davon ab, wie groß sie sind. Kleine Meteoriten mit einigen Zentimetern Durchmesser hinterlassen zum Beispiel gerade mal eine Delle in einem Autodach.

Der größte bekannte Meteorit schlug vor etwa 65 Millionen Jahren ein. Er hatte einen Durchmesser von mehreren Kilometern und riss einen Krater von 180 Kilometern Durchmesser. Der Einschlag schleuderte so viel Staub in die Luft, dass die Sonne für hunderte von Jahren verdunkelt wurde. Dadurch starben auf der ganzen Welt Pflanzen und Tiere aus – dies war das Ende der Dinosaurier.

Zum Glück sind solche großen Meteoriten sehr selten, so dass wir uns keine Sorgen machen müssen. Außerdem können wir – anders als die Dinosaurier – mit Teleskopen den Himmel beobachten und solche großen Asteroiden lange vor dem Einschlag entdecken.

Während eine Sternschnuppe in wenigen Sekunden verglüht, bleibt eine andere Erscheinung länger sichtbar: Kometen mit ihrem Schweif stehen Tage oder Wochen am Himmel. Auch ihnen haben die Menschen früher viele Eigenschaften angedichtet – als göttliche Zeichen, Verkünder von Unheil oder Vorbote freudiger Ereignisse. Doch die Wahrheit ist etwas weniger spektakulär.

Astronomen nennen Kometen auch „schmutzige Schneebälle“. Sie kommen aus dem äußeren Sonnensystem, weit entfernt von der wärmenden Kraft der Sonne. Dort ist es so kalt, dass Wasser sofort zu Eis gefriert. So bilden sich Klumpen aus Eisbrocken und Staub – schmutzige Schneebälle eben.

Auch ein Komet zieht zunächst weit entfernt von der Sonne seine Bahn – bis er durch einen Zusammenstoß umgelenkt wird und in Richtung des inneren Sonnensystems fliegt. Er kommt der Sonne näher und empfängt mit der Zeit immer mehr Licht und Wärme. Dadurch fängt die gefrorene Oberfläche an, aufzutauen und sogar zu verdampfen. So entsteht eine Hülle aus Wasserdampf und Staub um den Kometen.

Gleichzeitig bekommt der Komet den „Sonnenwind“ zu spüren – das sind winzige Teilchen, die mit hoher Geschwindigkeit aus der Sonne heraus fliegen. Sie treffen auf die Dampfhülle des Kometen. Dadurch wird die Dampfhülle des Kometen weg geblasen, so dass sie eine längliche Wolke bildet, die von der Sonne weg zeigt. Wenn diese Wolke dann vom Sonnenlicht getroffen wird, erscheint sie als leuchtender Streifen – der Schweif des Kometen.

Der Komet fliegt einen Bogen um die Sonne und entfernt sich dann wieder. Wenn er weit genug von der Sonne weg ist, hört auch das Auftauen und Verdampfen auf. Der Schweif verschwindet und der Komet zieht als schmutziger Schneeball durch die Weiten des äußeren Sonnensystems. Je nach Kometenbahn dauert es viele Jahrzehnte oder sogar Jahrhunderte, bis er wieder in die Nähe der Sonne kommt.

Doch der Eindruck täuscht: In Wirklichkeit ist der Mond (Durchmesser: 3474 km) nur etwa ein Viertel so groß wie die Erde (12742 km) – und die Sonne (1,39 Millionen km) ist sogar vierhundert Mal größer. Der Mond erscheint uns nur gleich groß, weil er uns so nahe steht – die Sonne (Abstand zur Erde etwa 150 Millionen km) ist nämlich auch etwa vierhundert Mal weiter entfernt als der Mond. (384400 km, ein Flugzeug benötigt für diese Strecke immerhin 18 Tage!)

Auch das helle Licht täuscht: Anders als die Sonne leuchtet der Mond nicht von selbst, sondern wird von der Sonne angestrahlt. Ein Teil dieses Lichts wird dann von der Mondoberfläche zurückgeworfen und trifft auf die Erde. Nur weil der Mond uns so nahe steht, kommt auf der Erde genügend Licht an, um uns die Nacht zu erhellen – zumindest, wenn der Mond nicht gerade spurlos verschwunden zu sein scheint …

Für uns ist der Mond zuerst einmal der helle Kreis, der nachts am Himmel steht. Er sieht zwar klein aus, aber in Wirklichkeit ist er eine große Gesteinskugel mit 3475 km Durchmesser, die um die Erde kreist. Und genau so ist es auch bei den anderen Planeten: Sie werden ebenso von kleineren oder größeren Himmelskörpern auf regelmäßigen Bahnen umkreist. Auch diese Himmelskörper nennen die Astronomen „Monde“.

Um an einen Mond zu kommen, hat ein Planet normalerweise zwei Möglichkeiten: Entweder der Mond entsteht zusammen mit seinem Planeten, oder der Planet entsteht zuerst und fängt später einen kleineren Himmelskörper ein.

Diese kleineren Himmelskörper sind Asteroiden, die herrenlos durchs Sonnensystem fliegen. Wenn sie in die Nähe eines viel größeren Planeten kommen, werden sie von dessen Schwerkraft angezogen. Diese zwingt den Asteroiden auf eine Umlaufbahn um den Planeten – der Planet hat einen Mond bekommen. Dieses „Einfangen“ eines Mondes klappt umso besser, je schwerer der Planet ist. Deshalb haben die großen und schweren Planeten Jupiter und Saturn auch die meisten Monde im Sonnensystem.

Andere Monde haben sich aus Staubresten geformt, die übrig blieben, als ihre Planeten entstanden: Zu Beginn war das Sonnensystem nichts als eine große Scheibe aus Staub, Gas und Eis. In der Mitte ballte sich die Materie besonderes stark zusammen – hier entstand die Sonne, umgeben von der restlichen Scheibe aus Staub, Eis und Gas. In dieser Scheibe wiederholte sich das Gleiche im Kleinen: Wieder bildeten sich kompakte Klumpen – die Planeten – und der restliche Staub sammelte sich in einer Scheibe. Und wenn genügend Materie in dieser Scheibe vorhanden war, entstanden dort noch kleinere Klumpen: Monde. (Nur wenn die Anziehungskraft des Planeten sehr stark war, wurden die Klumpen gleich wieder zerrissen. Das war zum Beispiel dicht um den Saturn herum der Fall, der bis heute von Staubringen umgeben ist.)

Sowohl Monde, die aus den Staubresten entstanden, als auch die eingefangenen Monde sind sehr viel kleiner als ihre Planeten.

Die Erde ist die große Ausnahme: Ihr Mond ist viel größer, als er im Vergleich zur Erde sein dürfte. Deshalb kann er weder aus Staubresten entstanden, noch einfach so eingefangen worden sein. Stattdessen verdankt die Erde ihren Mond einer kosmischen Katastrophe, die beinahe den Planeten zerstört hätte:

Kurz nachdem die Erde entstanden war, stieß sie mit einem Himmelskörper zusammen, der etwa halb so große war, wie sie selbst. Die Wucht dieses Aufpralls kann man sich nicht vorstellen: Die Explosion war so stark, dass die junge Erde zum großen Teil wieder schmolz – und der andere Himmelskörper ebenso. Ein Teil der geschmolzenen Masse wurde davongeschleudert und sammelte sich in einer Umlaufbahn zu einer zweiten Kugel. Im Laufe der Zeit kühlten diese beiden Kugeln ab und wurden wieder fest. Die größere Kugel kreist heute als Erde um die Sonne – und um die Erde kreist die kleinere als Mond.

Heute wissen wir, dass es genau umgekehrt ist: Tag und Nacht erleben wir, weil sich die Erde dreht. Und die Erde steht weder still noch im Mittelpunkt, sondern sie kreist um die Sonne.

Dabei hält die Anziehungskraft der Sonne die Erde fest, wie an einer langen Leine. Genauer gesagt: einer fast 150 Millionen Kilometer langen Leine. So groß ist der Abstand, in dem die Erde um die Sonne kreist.

Die Zeit, die die Erde für eine Umkreisung braucht, nennen wir ein Jahr. In dieser Zeit legt die Erde eine Strecke von etwa 940 Millionen Kilometern zurück. Das bedeutet, sie rast mit einer Geschwindigkeit von über 100000 km/h durchs All! (Das sind fast dreißig Kilometer pro Sekunde.)

Übrigens ist die Erdumlaufbahn nicht exakt kreisrund, sondern ein ganz kleines bisschen in die Länge gezogen: Anfang Januar steht die Erde der Sonne am nächsten. Ein halbes Jahr später, Anfang Juli, ist der Abstand am größten. Die Erde ist dann ein paar Millionen Kilometer weiter von der Sonne entfernt als im Januar. Mit dem Wechsel der Jahrszeiten hat das aber nichts zu tun: Der Unterschied ist so klein, dass sich die Menge an Sonnenlicht kaum ändert. (Und außerdem ist ja, wenn die Erde im Januar näher an der Sonne steht, bei uns auf der Nordhalbkugel Winter.)

In Wirklichkeit steht die Sonne immer an der gleichen Stelle, im Mittelpunkt des Sonnensystems. Nur von unserem Standpunkt sieht es so aus, als ob die Sonne aus unterschiedlichen Richtungen kommt. Das liegt daran, dass wir auf einer Kugel leben.

Wie das Licht von der Sonne auf der Erdkugel ankommt, hängt davon ab, wo man auf dieser Kugel steht. Wenn man genau am „Bauch“ steht, also der Stelle, die genau zur Sonne hin gerichtet ist, treffen die Lichtstrahlen genau im rechten Winkel auf die Kugeloberfläche. Die Sonne steht also genau über einem am Himmel.

Wenn man von dort nach Norden geht, krümmt sich die Erdoberfläche von der Sonne weg. Deshalb treffen die Sonnenstrahlen nicht mehr im rechten Winkel auf, sondern schräg, aus südlicher Richtung. Von der Erde aus steht dann die Sonne nicht mehr genau über einem, sondern etwas im Süden.

Und je weiter man nach Norden geht, um so flacher treffen die Lichtstrahlen auf, das heißt: um so tiefer steht die Sonne über dem Horizont. Geht man dagegen vom „Bauch“ aus nach Süden, ist es genau umgekehrt: Die Sonne scheint von Norden zu kommen, und zwar um so flacher, je weiter man nach Süden geht.

Das ist aber noch nicht alles: Da die Erdachse schief steht, ändert sich unsere Stellung zur Sonne im Laufe eines Jahres. Im Sommer, wenn die Nordhalbkugel der Erde zur Sonne hingekippt ist, sind wir näher am „Bauch“. Die Sonnenstrahlen treffen daher in steilerem Winkel auf die Erde auf und die Sonne steht höher am Himmel. Im Winter dagegen ist die Nordhalbkugel von der Sonne weg gekippt und wir sind weiter vom „Bauch“ entfernt. Das Licht trifft dann flacher auf die Erde und die Sonne steht tiefer am Himmel.

Zusätzlich dreht sich die Erde auch noch, und so kommt jeden Tag noch eine zweite Bewegung dazu: Im Laufe des Tages wandert die Sonne von Osten nach Westen über den Himmel – und das eben je nach Jahreszeit mehr oder weniger hoch über dem Horizont.

Tag und Nacht erleben wir, weil die Erde eine Kugel ist, die sich dreht: Wenn sich unser Wohnort in den beleuchteten Bereich hinein dreht, wird es Tag; wenn er sich wieder heraus dreht, Nacht.

Dazu kommt noch, dass die Erdachse schief steht: Während eines halben Jahres ist die Nordhalbkugel zur Sonne hingekippt, während der anderen Hälfte die Südhalbkugel.

Wenn man sich anschaut, wie die gekippte Erdkugel von der Sonne beleuchtet wird, sieht man: Nord- und Südhalbkugel sind nicht gleichmäßig beleuchtet. Wenn unsere Nordhalbkugel zur Sonne geneigt ist, ist der beleuchtete Bereich dort größer als auf der Südhalbkugel. Dadurch dreht sich der Ort, an dem wir leben, früher ins Sonnenlicht und später wieder heraus. Also ist unser Tag länger, als auf der Südhalbkugel.

Am längsten ist der Tag bei uns, wenn die Nordhalbkugel am stärksten in Richtung Sonne gekippt ist. Das ist immer am 21. Juni der Fall. In Stuttgart zum Beispiel liegen dann zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang etwa sechzehn Stunden. Danach werden die Tage wieder kürzer, deshalb spricht man von der Sommersonnenwende.

Andersherum ist es, wenn die Nordhalbkugel am weitesten von der Sonne weg geneigt ist. Diese Wintersonnenwende passiert genau einen halben Umlauf (also ein halbes Jahr) später, am 21. Dezember. In Stuttgart ist die Sonne dann nur etwa acht Stunden zu sehen.

Genau in der Mitte zwischen den Sonnenwenden liegen der 21. März und der 22. September. An diesen Tagen dauern Tag und Nacht genau gleich lang (nämlich zwölf Stunden), man nennt sie deshalb Tag-und-Nacht-Gleiche.

Je näher man zum Äquator kommt, desto geringer werden die Unterschiede. Und genau am Äquator dauern Tag und Nacht immer zwölf Stunden.

Ganz anders ist rings um den Nordpol: Dieser ist ein halbes Jahr lang zur Sonne hin geneigt, so dass es dort ein halbes Jahr lang ununterbrochen hell ist. Das andere halbe Jahr ist der Nordpol nach hinten weg gekippt. So folgt auf einen sechs Monate langen „Polartag“ eine ebenso lange „Polarnacht“. Den Bereich rund um den Nordpol, in dem es Tage gibt, an denen die Sonne gar nicht auf oder unter geht, nennt man Polarkreis. Rund um den Südpol passiert genau das gleiche, nur mit vertauschten Jahreszeiten: Ist am Nordpol gerade Tag, ist am Südpol Nacht, und umgekehrt.

Der auffälligste Unterschied zwischen den Jahreszeiten: Im Sommer ist es warm, im Winter kalt. Die Wärme stammt vor allem von der Sonne, also muss der Unterschied zwischen Sommer und Winter etwas mit der Sonne zu tun haben.

Tatsächlich gibt es gleich mehrere Gründe: So sind im Sommer die Tage lang und die Nächte kurz. Luft und Erdboden haben also im Sommer tagsüber viel Zeit, sich aufzuwärmen, und kühlen in der kurzen Nacht nur wenig ab. Im Winter ist es umgekehrt: Die Sonne bringt nur kurze Zeit etwas Wärme, in den langen Nächten kühlen Luft und Boden aus.

Außerdem sind die wärmenden Sonnenstrahlen im Winter schwächer. Verglichen mit dem Sommer steht die Sonne tiefer am Himmel. Die Sonnenstrahlen treffen also flacher auf den Boden. Dadurch verteilt sich das Sonnenlicht auf eine größere Fläche, so dass jede einzelne Stelle am Boden weniger Licht und Wärme abbekommt. Noch dazu müssen die flachen Sonnenstrahlen einen längeren Weg durch die Atmosphäre zurücklegen, dabei geht mehr Energie verloren.

Im Sommer steht dagegen die Sonne hoch am Himmel. Die Lichtstrahlen treffen steil auf den Boden und bringen viel Wärme mit.

Aber während wir uns auf der Nordhalbkugel über den warmen Sommer freuen, ist auf der Südhalbkugel Winter. Denn ob die Sonne hoch oder tief am Himmel steht und ob die Tage lang oder kurz sind, hängt davon ab, ob gerade die Nord- oder die Südhalbkugel zur Sonne hin geneigt ist.

In der Nähe des Äquators ändern sich Tageslänge und Sonnenstand im Laufe des Jahres nur wenig, so dass es dort das ganze Jahr über tropisch heiß ist.