Sonnentag und Sterntag

Wenn ein Stern auf seiner "Bahn am Himmel" den Himmelsmeridian überschreitet, steht er genau im Süden und hat den höchsten Punkt seiner Bahn erreicht: den Kulminationspunkt. Diese Position (Meridiandurchgang) ist relativ einfach zu ermitteln.
Führt man eine solche Messung an mehreren Tagen hintereinander durch, stellt man fest, dass ein Stern jeden Tag rund 4 Minuten früher diese Position erreichen.
Der Sterntag ist also rund 4 Minuten kürzer als der Sonnentag, nach dem sich unsere Zeitrechnung (Uhr und Kalender) richtet.

Þ Doch warum ist das so?

• Ein Sonnentag ist die Zeitspanne, bis ein Beobachter die Sonne wieder genau da sieht, wo sie zu Beginn einer Erddrehung stand.
• Ein Sterntag ist die Zeitspanne, bis ein Beobachter einen Stern wieder genau da sieht, wo er zu Beginn einer Erddrehung stand.

Nun dreht sich die Erde innerhalb eines Tages nicht nur einmal um ihre eigene Achse (360°), sondern innerhalb eines Jahres (365 Tage) einmal um die Sonne. Die Erde bewegt sich damit während einer Drehung zusätzlich um ein 365stel auf Ihrer Bahn um die Sonne weiter, d.h. jeden Tag also um rund 1° - zusätzlich!
Was macht dieses 365stel bezogen auf einen Tag zeitlich aus? 24 h : 365 = 3,95 min, also rund 4 Minuten - wie beobachtet.

Übertreiben wir einmal: Das Jahr habe nur acht Tage. Dann legt die Erde also während einer Erddrehung ein Achtel ihrer Bahn um die Sonne zurück - und der Beobachter erblickt "hinter" der Sonne ganz andere Sterne! Die vorher hinter der Sonne gelegenen Sterne kommen 1/8 Tag "zu früh"!