Was ist eigentlich ein Lagrange Punkt?

Veröffentlicht von Peter in Astronomie · Dienstag 30 Dez 2025 · 3:30
Tags: Lagrange, Punkt

in der Physik wird oftmals von Lagrangepunkten gesprochen. Insbesondere in der Astronomie bzw. der Weltraumfahrt spielen sie eine bedeutende Rolle.

Hier ein kurzer Einblick:

Seit Albert Einstein wissen wir, dass Raum und Zeit miteinander verwoben sind. Nicht die Zeit läuft vor sich hin und der Raum ist einfach so da, sondern beides ist eine Einheit. Die Raumzeit.

|Raum

| X

-----------------------------------------> Zeit

Hier eine kleine Grafik, die dieses Phänomen verdeutlicht. Zwei Achsen sind hier gezeichnet, eine läuft nach rechts, sie symbolisiert die laufende Zeit. Die Zweite Achse geht nach oben und symbolisiert den Ort bzw. die Geschwindigkeit.

Wenn ich an einem Ort bin, ich stehe still, vergeht die Zeit. Die Uhr tickt. In dem Symbolbild hier drüber bewegt sich also das grüne "X" nach rechts in Richtung einer laufenden Zeit. Wenn ich mich nun bewege, meinen Ort verändere, dann bewegt sich das rote "X" ja in zwei Richtungen, nach rechts, denn die Zeit läuft weiter und nach oben, denn ich verändere meinen Standort.

Wenn ich nun eine Linie ziehe vom Ursprung der Achsen zu meinem "X", dann erkennt man sofort, dass durch die schräge Linie z.B. der Abschnitt auf der Zeitachse kürzer ist, als wenn ich gerade entlang der Zeitachse gelaufen wäre. Schrägen sind immer länger, als die entsprechende gerade Linie. Das ist auch die Erklärung dafür, dass sich Zeit in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit ändert.

Um sich nun vorstellen zu können wie Gravitation funktioniert, warum fallen Gegenstände immer auf den Boden, nutzen wir ein weiteres Bild, das aus der Relativitätstheorie von Albert Einstein stammt.

Albert entwickelte das Bild, dass jede Masse, JEDE!! (auch Du), im Raumzeit Gitter eine "Kule" hinterlässt. Je kleiner die Masse, umso kleiner die "Kule" und umgekehrt. Große Massen, Sonne, hinterlassen große "Kulen".

Man stelle sich ein flexibles Tuch vor. Das ist der Weltraum. Jede Masse, hier im Bild z.B. unsere Erde, hinterlässt an ihrem Ort eine kleine "Kule". Kommt nun eine weitere Masse, hier der Mond, dazu, so hinterlässt auch er eine kleine "Kule", die ist kleiner, weil der Mond kleiner ist, aber dieser kleinere Kugel roll ziemlich schnell in Richtung der größeren Kugel, weil die "Kule" mit ihrem "bergab", dafür sorgt.

Weiter unten gibt es von den rollenden Kugeln ein kleines Bewegtbild.

Das ist nur eine Hilfe zur Vorstellung...Ein Trichter, wir nennen ihn in der Physik Potenzialtrichter. Da rollt alles hinein, was in die Nähe kommt. Ist ein Objekt aber schnell genug und rollt sozusagen am Rand vorbei, dann beschreibt es eine Kurve, wird von seiner Bahn abgelenkt, fällt aber nicht hinein. Erzeugt werden sie durch die Gravitation, die eine Masse hat.

Ich habe ein Modell unseres Sonnensystems gedruckt, bei dem jeder Planet und die Sonne jeweils eine "Kule" nach ihrer Masse hinterlassen. Sonne in der Mitte, dicke "Kule", Saturn, rechts im Bild kleinere "Kule", die Erde ist der kleine blaue Planet links in der Mitte, vor dem roten Mars. Sie hat auch eine "Kule" eine deutlich kleinere, als die der Sonne, aber sie hat eine "Kule". Sie alle habe ihre Gravitationswirkung.

Lässt man nun gedanklich einen Raumflugkörper, Mondrakete, Atlas-V, Voyager 1, durch dieses Labyrinth von "Kulen" fliegen, kann man erahnen, dass es nicht unbedingt eine gerade Linie ist, die diese Flugbahn beschreibt. Das ist auch der Grund weshalb Satelliten immer wieder etwas "angehoben" werden müssen, damit sie nicht in die "Kule" des jeweiligen Objektes stürzen.

Nun kann man auf dem Bild erkennen, dass es im Raum Orte, Gebiete gibt, an denen die "Kule" des einen, an die "Kule" des anderen Planeten grenzt. Es entsteht quasi eine Bereich an dem eine Kugel, die dort entlang laufen würde, ohne großen Einfluss durch die "Kulen" durch käme. Die Orte, Bereiche nennt man Lagrange Punkte. Bereiche an den sich die Gravitationswirkungen von Massen die Waage halten.

Im Bild erkennt man sehr schön, dass die "Kule" sich mit der Masse mit bewegt.

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