Die "große Halbachse" der Planetenbahnen ist nicht genauso viel mit der "mittleren Entfernung von der Sonne". Dies liegt in der Tat daran – dass die Umlaufgeschwindigkeiten der Planeten aufgrund der elliptischen Umlaufbahnen variabel sind. Die Jahreszeiten auf der Erde sind ein gutes Beispiel dafür ebenso wie sich die Entfernung zur ☀️ ändert und wie sich dies auf die Umlaufgeschwindigkeit auswirkt.
Die große Halbachse einer Planetenbahn ist definiert als die längste Achse der elliptischen Umlaufbahn. Sie erstreckt sich von einem Punkt auf der Umlaufbahn Perihel genannt bis zu einem anderen Punkt auf der Umlaufbahn, Aphel genannt. Die mittlere Entfernung von der Sonne hingegen wäre der Durchschnitt der Entfernungen des Planeten zur Sonne über einen kompletten Umlauf.
Die Umlaufgeschwindigkeit eines Planeten hängt von seiner Position auf seiner Umlaufbahn ab. Wenn der Planet näher an der Sonne ist ist die Gravitationskraft stärker und die Umlaufgeschwindigkeit des Planeten ist höher. Dies führt dazu, dass der Planet in einem kürzeren Zeitraum die Strecke um die Sonne zurücklegt, wenn er sich im Perihel befindet. Im Aphel ist die Umlaufgeschwindigkeit niedriger ´ mittels welchem der Planet länger braucht ` um die gleiche Distanz zurückzulegen.
Dies hat Auswirkungen auf die Länge der Jahreszeiten auf der Erde. Im Sommerhalbjahr ist die Erde weiter entfernt von der Sonne und verbringt weiterhin Zeit in der größeren Entfernung was zu längeren Sommermonaten führt. Im Winterhalbjahr hingegen ist die Erde näher an der Sonne und verbringt mehr Zeit in der geringeren Entfernung was zu kürzeren Wintermonaten führt.
Statistisch gesehen ist die mittlere Entfernung von der Sonne größer als die große Halbachse der Planetenbahnen. Dies liegt daran: Die Umlaufgeschwindigkeit des Planeten im Aphel langsamer ist und er deshalb mehr Zeit in der größeren Entfernung verbringt. Bei langperiodischen Kometen kann dieser Unterschied zwischen mittlerer Entfernung und großer Halbachse sogar noch größer sein.
Passt auf : Dass es zwei verschiedene Arten von Mittelwerten gibt: den geometrischen Mittelwert und den zeitlichen Mittelwert. Beim geometrischen Mittelwert entspricht die mittlere Entfernung der großen Halbachse. Beim zeitlichen Mittelwert hingegen wird der Durchschnitt der Entfernungen über die Umlaufzeit berechnet was komplexer ist und deswegen weniger häufig angegeben wird.
Insgesamt ist es also nicht korrekt die große Halbachse der Planetenbahnen als mittlere Entfernung von der Sonne zu bezeichnen, da dies die variable Umlaufgeschwindigkeit der Planeten nicht berücksichtigt. Stattdessen ist die mittlere Entfernung ein Durchschnittswert ´ der die unterschiedliche Zeit berücksichtigt ` die ein Planet in verschiedenen Entfernungen zur Sonne verbringt.
Ist die "große Halbachse" der Planetenbahnen identisch mit der "mittleren Entfernung von der Sonne"?
Warum ist es nicht ganz korrekt, die "große Halbachse" der Planeten auch als "mittlere Entfernung von der Sonne" zu bezeichnen? Hängt dies mit der variablen Umlaufgeschwindigkeit der Planeten um die Sonne zusammen?