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21.10.2007, Annette Ohlerich, Marienhöher Weg 19, 12105 Berlin
Ein so unglaublich gutes, mit faktisch fundiertem Hintergrundwissen, verfasstes Gedicht habe ich selten aber dennoch mit großem Vergnügen genossen.
Danke dafür
Gruß von Annette Ohlerich
ich habe Ihre Geschichte nicht ganz nachvollziehen können. Wie kann die Kronos, die sich außerhalb des Einflußbereichs des Schwarzen Loches befindet, Signale oder gar Fotos ihrer Sonde empfangen, die mit einer Relativgeschwindigkeit nahe c und entsprechender Zeitdilatation auf das Schwaze Loch zustürzt? Da hätte es doch statt der aus "extrem widerstandsfähigen Nanomaterialen" gebauten Sonde ein einfacher Sack Müll auch getan ... ;-)
Viele Grüße
Peter Gisder
Stellungnahme der Redaktion
Sehr geehrter Herr Gisder,
Der Kontakt zwischen der Kronos und der Sonde bliebe doch bis kurz vor dem Ereignishorizont bestehen. Natürlich würde die Rotverschiebung dabei immer größer und die Signal-Übertragungsgeschwindigkeit immer kleiner. Je näher die Sonde dem Horizont käme, desto schwächer und niederfrequenter würde ihr empfangenes Signal auf dem Raumschiff und desto weniger Information könnte pro Zeiteinheit zwischen Sonde und Raumschiff übermittelt werden. Irgendwann käme man an eine praktische Grenze: Dann würde die Signalintensität so gering, dass die Messgeräte nichts mehr registrierten – und die Übertragungsgeschwindigkeit so klein, dass kaum noch etwas übermittelt werden könnte.
Wo diese Grenze läge, hinge von vielen Dingen ab: Von der Frequenz, auf der die Sonde sendet, von der verwendeten Informations-Komprimierung, von den Sende- und Empfangsgeräten, von den Störquellen etc. Auf solche technischen Dinge wollte ich in meinem Artikel nicht eingehen, es ging mir darum, den Sturz in ein Schwarzes Loch prinzipiell darzustellen. Ob der Kontakt zur Sonde 300, 30 oder 3 Kilometer vor dem Loch abreißt, ist dabei zweitrangig; es ändert nichts an den prinzipiellen Phänomenen des Sturzes (also: dem Gezeiteneffekt und der relativistischen Zeit-Dehnung).
Ich habe in meinem fiktiven Artikel den Kontakt zur Sonde erst wenige Kilometer vor dem Horizont abreißen lassen, um 1. das Wachsen der Gezeitenkräfte und der Sturzgeschwindigkeit zu verdeutlichen, 2. damit wir die einmaligen Bilder nutzen können, die von der Arbeitsgruppe Ruder (Astrophysik, Uni Tübingen) berechnet wurden.
Ich wünsche Ihnen viel Spaß weiterhin mit "Astronomie heute"!
Auch K. M. Menten et al. haben mit dem VLBA die Entfernung bestimmt: 414 Parsec (1350 Lichtjahre). Weitere Info in Astronomy & Astrophysics, Vol. 474, S. 515-520.
Bei rotierenden Galaxien, denen man auf die Kante schaut, hat man für die auf uns zukommende Hälfte Blauverschiebungen und für die »fliehende« Hälfte Rotverschiebungen feststellen können. Umkehrung: Bewegung hin auf einen Lichtstrahl ergibt also eine Blauverschiebung. Frage: Wie schnell muss sich ein Gegenstand auf einen Lichtstrahl (z.B. weiß leuchtender Stern) zu bewegen, damit dieses Licht dann der Wellenlänge von Gammastrahlen entspricht? Habe keine Formel bzw. Informationsquelle gefunden.
Stellungnahme der Redaktion
Lieber Herr Issleib,
das ist ganz wunderbar beschrieben bei Wikipedia unter »Dopplereffekt«,
siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Doppler-Effekt. Formel hernehmen, f auf
die linke Seite bringen, dort das Frequenzverhältnis, das Sie wollen,
einsetzen (z.B. 1 Million, wenn Sie ein Photon aus dem sichtbaren Frequenzbereich, 1 eV, auf eine Energie im Gammabereich, 1 MeV, bringen wollen), Formel nach v oder v/c auflösen. Fertig.
Oder – noch einfacher – aus einer Extrapolation des dort gezeigten Bildes
zu dem von Ihnen gewünschten Faktor ablesen. Für ganz große Faktoren
ist übrigens der Wert einfach gleich der Wurzel aus 2 c/(c-v).
Ich habe die gestrige erste Folge auch gesehen, war aber ehrlich gesagt, wenig begeistert. Dass jemand teleportiert, ohne dass andere es bemerken, ist ebenso unwahrscheinlich und dass auch die anderen "Mutantenfähigkeiten" nur von wenigen bemerkt wurden (z.B. Zusammenprall der Cheerleaderin mit dem Spieler, sie dreht den Kopf, aber nur ihr Freund sieht es), ist alles sehr unglaubwürdig.
Nach den fast zwei Stunden (mit Werbung ...) habe ich mich gefragt: Was will uns dieser Film nun sagen. Na ja, zu meinen Favoriten wird die Serie nicht gehören.
Stimmt, wir Schweizer hatten viel Glück. Darum hab ich es auch angesehen und ich finde, das einschalten lohnt sich (für alle, die auf den Dauerwerbesender RTL2 zurückgreifen müssen: Mein Beileid).
Und auch wenn ich Star Trek Fan bin: ich habe es nicht wegen Quinto angeguckt ;)
Die Wissenschaft bemüht sich ja schon seit langem, mit großen und modernen Teleskopen bis zum Urknall zurückzuschauen, das sind ja
ungefähr 14 Milliarden Lichtjahre. Und hier habe ich ein riesiges Verständnisproblem: Unsere Milchstraße ist doch auch vor rund 14 Milliarden Lichtjahre durch den Urknall entstanden. Und nun soll es möglich sein, i.P. die Geburt der eigenen Milchstraße zu sehen, in dem man quasi in die Vergangenheit schaut? Wenn ich 14 Milliarden Jahre zurücksehe, heißt das doch, daß das Licht 14 Milliarden Jahre benötigt hat »vom Urknall« bis zu der Stelle zu gelangen, wo sich unsere Milchstraße gerade befindet. Aber unsere Milchstraße befand sich vor 14 Milliarden Jahren dort, wohin wir nun zurückschauen. Und mit Lichtgeschwindigkeit ist sie ja sicherlich nicht dahin gekommen, wo sie sich nun befindet. Folglich müßte sie ja mit einer Geschwindigkeit dorthin gekommen sein, die größer wäre als die Lichtgeschwindigkeit, damit es möglich ist, den Urknall und somit die Entstehung der eigenen Milchstraße zu sehen.
Ich hoffe, mein Verständnisproblem ist irgendwie verständlich geworden.
Viele Grüße
David
Stellungnahme der Redaktion
Lieber David,
Ihre Überlegung ist richtig. Wir können nicht die Entstehung unserer
eigenen Milchstraße beobachten. Was wir wirklich wollen, ist die
Entstehung anderer Milchstraßen zu beobachten, die weit genug von unserer entfernt sind, dass das Licht aus der Zeit ihrer Entstehung gerade heute bei uns ankommt.
Die Hoffnung ist natürlich, dass diese anderen zur gleichen Zeit und in der gleichen Weise entstanden sind wie unsere, so dass wir daraus indirekt etwas über die Entstehung unserer Milchstraße lernen.
Beantwortung des Leserbriefs von Herrn Ch. Wiedemair in SuW 10/2007:
Bei einer Beurteilung der Kräftesituation in den Lagrange-Punkten ist es ganz entscheidend, dass Klarheit herrscht über das Koordinatensystem, auf das man sich bezieht. Es muss eindeutig zwischen ruhenden oder mitbewegten Bezugssystemen unterschieden werden. Dann hängt alles Weitere vom Standort des Betrachters ab.
Herr Wiedemairs Argumente sind richtig, wenn man sich in einem ruhenden, nicht-rotierenden Bezugssystem (Inertialsystem) befindet, also z.B. in einem heliozentrischen Koordinatensystem, dessen Achsenrichtung gegenüber dem Fixsternhimmel unverändert bleibt. Darin verändert die Erde mit ihren Lagrange-Punkten laufend ihren Aufenthaltsort, beschreibt also eine (nahezu) kreisförmige Umlaufbahn um die Sonne. Hier sind tatsächlich einzig und allein die Gravitationskräfte von Sonne und Erde wirksam.
In meinem Leserbrief in SuW 7/2007 wird die ganze Sache aber in einem rotierenden, also mitbewegten Bezugssystem (Relativsystem) betrachtet, in welchem die Erde und ihre Lagrange-Punkte unbeweglich und scheinbar kräftefrei sind. Damit aber die von Herrn Wiedemair angesprochenen Newtonschen Prinzipien in Bezug auf ein Inertialsystem auch wirklich erfüllt sind, verlangt die klassische Mechanik, dass bei Verwendung rotierender Bezugssysteme zusätzliche »Scheinkräfte der Relativbewegung« zwingend mitberücksichtigt werden, d.h. im vorliegenden Fall also die Zentrifugalkraft (bei relativer Bewegung käme auch noch die Corioliskraft hinzu).
Es stellt sich nun die berechtigte Frage, warum jemand überhaupt auf die Idee kommt, ein rotierendes Koordinatensystem zu verwenden, statt sich auf ein feststehendes Inertialsystem zu beschränken, in welchem solche Scheinkräfte überhaupt nicht auftreten würden. Der Grund liegt darin, dass sich viele mathematische Probleme im rotierenden System wesentlich einfacher lösen lassen. So erlaubt diese Sichtweise z.B. die Bestimmung des Abstandes der Lagrange-Punkte vom Erdmittelpunkt lediglich auf Grund sehr einfacher Gleichgewichtsbedingungen.
Leserinnen und Lesern, denen ein Disput über ruhende und rotierende Bezugssysteme etwas verwirrend und zu theoretisch vorkommt, möchte ich Folgendes empfehlen:
Beobachten Sie bei einer sich bietenden Gelegenheit einmal die Flugbahn der Internationalen Raumstation ISS und verfolgen Sie deren Fortbewegung in Bezug auf die quasi stillstehenden Sterne. Damit betrachten Sie jetzt die ISS für kurze Zeit praktisch von einem Inertialsystem aus. Dabei ist Ihnen bewusst, dass dieselbe Anziehungswirkung, die Sie selbst an die Erde bindet – eben die Gravitation – auch das bewegte Objekt da oben beeinflusst und dieses in eine Satellitenbahn um die Erde zwingt. Von Ihnen aus gesehen sind keinerlei weitere Kräfte mit im Spiel.
Nun schließen Sie die Augen und erinnern sich an einen irgendwann schon gesehenen Videobeitrag aus der Tagesschau, welcher die Besatzung an Bord der ISS – oder auch einer Raumfähre – zeigte. Jetzt befinden Sie sich im Geiste bei den Raumfahrern in einem mitbewegten Bezugssystem (Relativsystem). Erinnern Sie sich, wie die Besatzungsmitglieder scheinbar »schwerelos« in der Kabine herumschweben? Diese spüren weder die Erdanziehung, noch werden sie wie in einem Karussell nach aussen gezogen, obschon sich ihr Raumfahrzeug in Wirklichkeit mit hoher Geschwindigkeit auf einer Kreisbahn bewegt. Was für die Besatzung gilt, trifft auch auf das ganze Raumfahrzeug zu: Es scheint kräftefrei im Raum stillzustehen, während die Erde darunter und die Sterne darüber vorbeiziehen. Dies ist aber alles nur möglich, weil bei dieser Betrachtungsweise die Erdanziehung durch eine scheinbare Kraft – eben die Zentrifugalkraft – aufgehoben wird.
Analoge Überlegungen gelten für die Lagrange-Punkte, mit dem Unterschied, dass hier die Gravitationswirkung von zwei Quellen (Sonne und Erde) ausgeht.
Liebes SuW-Team,
wenn ich mir M 31 anschaue (wie schön wäre es, das in drei Milliarden Jahren nochmal zu tun :) ) und mit dem Milchstaßenband vergleiche, muss ich Euch Astronomen (»M31 ist unsere Nachbargalaxie«) echt bewundern:
Wie können wir sagen, dass sich hinter dem breiten Milchstraßenband nicht eine noch nähere Galaxie befindet, mit der wir vielleicht gerade schon kollidieren? So richtig durchschauen in der interessanten Frequenz geht ja nicht, oder?
Würden wir im Sonnensystem überhaupt etwas merken, wenn M 31 schon da wäre – außer einem genialen Sternenhimmel?
Herzliche Grüße
Stellungnahme der Redaktion
Lieber Florian,
also einen solchen Brocken wie M 31 können wir aussschließen. Der wäre bei den Radio-Durchmusterungen der Milchstraßenscheibe schon vor langer Zeit aufgefallen. Kleinere Galaxien kann's hinter der undurchsichtigen Scheibe (bzw. auch IN der Scheibe!) durchaus noch unentdeckte geben. Es ist ja gerade mal ein paar Jahre her, dass im Schützen die Sagittarius-Zwerggalaxie entdeckt wurde, die von uns aus gesehen hinter dem Kern gerade den jenseitigen Rand der Scheibe »durchschlägt« und dabei zerrissen wird. Das ist immerhin ein Brocken in der Größenordnung der Magellanschen Wolken, und trotzdem wirklich nicht leicht zu erkennen.
Dem Sonnensystem passiert auch bei einem ganz großen Zusammenstoß erst mal gar nichts. Auch zweimal so viele Sterne wie die Milchstraße stehen immer noch sehr, sehr dünn im Raum. Allerdings könnte das Leben auf der Erde unter der Vielzahl von Supernovae zu leiden haben, die nach einiger Zeit entstehen, wenn der Zusammenstoß der Gasmassen der beiden beteiligten Galaxien eventuell einen großen Schwall von Sternentstehung hervorruft.
Als Abonnent ihrer geschätzten Zeitschrift, sah ich der Änderung des Erscheinungsbildes und Konzeptes mit gemischten Gefühlen entgegen.
Über das Design kann man streiten. Jedoch die Aufnahme von SciFi in das Spektrum findet meinen tiefsten Beifall.
Vor dem ersten Gedanken, stand der erste Traum.
Und wie wäre Entwicklung bis Grundlagenforschung möglich, ohne Vision?
Gratulation zu diesem sicher nicht umstrittenen Entschluß.
mfg
Ich muss sagen, dass ich bisher keine Astronomie Heute in den Händen gehalten habe, in der ich fast alle Artikel gelesen habe. Das hat sich seit der Septemberausgabe geändert. Wäre da nicht der negative Beigeschmack des Titels "Killer-Asteroid", würde ich dem Magazin volle Punktzahl geben.
Die Science Fiction hat eine höhere Priorität als zuvor, dennoch ist sie, von der Menge her, dezent eingebracht und überschattet nicht die wissenschaftliche Seite; ganz im Gegenteil, beide Bereiche ergänzen sich sogar. Einfach toll!
Es macht Freude, wenn die menschlichen Errungenschaften dazu eingesetzt werden, über Grenzen zu gehen, ohne zu schaden. Ich muss oft an die Kreationisten denken, die ja bekanntlich glauben, dass die »Welt« nicht älter als einige Tausend Jahre ist. Aber das ist ein anderes Thema.
Doch nun ein Blick in die Geschehnisse während der letzten vier Milliarden Jahre!
Die großen Krater kommen ja wohl von Kollisionen mit anderen Himmelkörpern, denke ich. Und der Mond wurde danach entweder immer wieder vom Saturn eingefangen – oder kommt womöglich von außerhalb unseres Sonnensystems?
Faszinierend!
Stellungnahme der Redaktion
Lieber Herr Wördemann,
ja, die Krater stammen von Kollisionen mit anderen Himmelskörpern, jedoch nicht von so großen, dass Saturn den Iapetus danach wieder einfangen musste. Keiner der Stöße hätte Iapetus aus seiner Bahn entfernt. Da es sich bei Iapetus außerdem um einen der sog. regulären Monde des Saturn handelt (er läuft in der Äquatorebene des Planeten, im gleichen Rotationssinn wie der Planet), ist er wohl zusammen mit Saturn an Ort und Stelle entstanden und nicht eingefangen. Aber auch die sog. irregulären Monde der großen Planeten, die in der Tat eingefangen sind, stammen nicht von außerhalb des Planetensystems, sondern aus dem Planetoidengürtel, aus dem Kuiper-Gürtel oder eventuell teilweise auch aus der Frühzeit des Sonnensystems, als es noch einzelne Planetesimale in den gravitativen Einzugsbereichen der heutigen großen Planeten gab.
Unser Erdmond ist beim Zusammenstoß eines großen Planetesimals mit der jungen Erde entstanden.
Sehr gelungen, fand das Heft früher eher langweilig und trocken.
Wer sich über die Aufnahme von Science Fiction ins Heft aufregt, hat in meinen Augen nur die Hälfte verstanden.
Science Fiction und das Weltall gehören ja wohl ohne Frage zusammen, wie Topf und Deckel.
11.09.2007, andreas faessler dorneckstrasse 60 4143 dornach
ich bin stolz mit riesiger begeisterung über die direkte planetensichtung mittels gravitationslinsen in der zentralen gegend unserer galaxis in 25000 lichtjahren entfernung.
mehrere weltweit zusammengeschaltete großteleskope suchen rund um die uhr nach riesen felseisplaneten um sonnenaehnliche sterne. bereits sind mehrere solche begleiter in die fangnetze gegangen, und
es folgen immer weitere hinzu. jedoch können sie bloß nur einmal ohne wiederholt beobachten zu können, festgehalten werden. das ist leider der nachteil bei dieser suche.
trotzdem wollen wir dabei doch nicht völlig resignieren und hoffnungslos bleiben, und wollen all den astronomen trotzdem triumphalen erfolg wünschen.
Ode an ein Schwarzes Loch
21.10.2007, Annette Ohlerich, Marienhöher Weg 19, 12105 BerlinDanke dafür
Gruß von Annette Ohlerich
WALLpaper vermisst
21.10.2007, Horst Thiel, Bad DriburgSehr geehrter Herr Thiel,
durch einen Fehler wurden die Wallpaper im Content Management System nicht frei geschalten.
Seit ein paar Minuten sind sie aber verfügbar.
Wir bitten den Fehler zu entschuldigen. Dre.
Logikfehler?
20.10.2007, Peter Gisder, Bindlachich habe Ihre Geschichte nicht ganz nachvollziehen können. Wie kann die Kronos, die sich außerhalb des Einflußbereichs des Schwarzen Loches befindet, Signale oder gar Fotos ihrer Sonde empfangen, die mit einer Relativgeschwindigkeit nahe c und entsprechender Zeitdilatation auf das Schwaze Loch zustürzt? Da hätte es doch statt der aus "extrem widerstandsfähigen Nanomaterialen" gebauten Sonde ein einfacher Sack Müll auch getan ... ;-)
Viele Grüße
Peter Gisder
Sehr geehrter Herr Gisder,
Der Kontakt zwischen der Kronos und der Sonde bliebe doch bis kurz vor dem Ereignishorizont bestehen. Natürlich würde die Rotverschiebung dabei immer größer und die Signal-Übertragungsgeschwindigkeit immer kleiner. Je näher die Sonde dem Horizont käme, desto schwächer und niederfrequenter würde ihr empfangenes Signal auf dem Raumschiff und desto weniger Information könnte pro Zeiteinheit zwischen Sonde und Raumschiff übermittelt werden. Irgendwann käme man an eine praktische Grenze: Dann würde die Signalintensität so gering, dass die Messgeräte nichts mehr registrierten – und die Übertragungsgeschwindigkeit so klein, dass kaum noch etwas übermittelt werden könnte.
Wo diese Grenze läge, hinge von vielen Dingen ab: Von der Frequenz, auf der die Sonde sendet, von der verwendeten Informations-Komprimierung, von den Sende- und Empfangsgeräten, von den Störquellen etc. Auf solche technischen Dinge wollte ich in meinem Artikel nicht eingehen, es ging mir darum, den Sturz in ein Schwarzes Loch prinzipiell darzustellen. Ob der Kontakt zur Sonde 300, 30 oder 3 Kilometer vor dem Loch abreißt, ist dabei zweitrangig; es ändert nichts an den prinzipiellen Phänomenen des Sturzes (also: dem Gezeiteneffekt und der relativistischen Zeit-Dehnung).
Ich habe in meinem fiktiven Artikel den Kontakt zur Sonde erst wenige Kilometer vor dem Horizont abreißen lassen, um 1. das Wachsen der Gezeitenkräfte und der Sturzgeschwindigkeit zu verdeutlichen, 2. damit wir die einmaligen Bilder nutzen können, die von der Arbeitsgruppe Ruder (Astrophysik, Uni Tübingen) berechnet wurden.
Ich wünsche Ihnen viel Spaß weiterhin mit "Astronomie heute"!
Viele Grüße,
Frank Schubert
Entfernung des Orionnebels
11.10.2007, Arne Lindengard, SchwedenEinem Lichtstrahl entgegen
11.10.2007, Wolfgang Issleib, KölnLieber Herr Issleib,
das ist ganz wunderbar beschrieben bei Wikipedia unter »Dopplereffekt«,
siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Doppler-Effekt. Formel hernehmen, f auf
die linke Seite bringen, dort das Frequenzverhältnis, das Sie wollen,
einsetzen (z.B. 1 Million, wenn Sie ein Photon aus dem sichtbaren Frequenzbereich, 1 eV, auf eine Energie im Gammabereich, 1 MeV, bringen wollen), Formel nach v oder v/c auflösen. Fertig.
Oder – noch einfacher – aus einer Extrapolation des dort gezeigten Bildes
zu dem von Ihnen gewünschten Faktor ablesen. Für ganz große Faktoren
ist übrigens der Wert einfach gleich der Wurzel aus 2 c/(c-v).
Herzliche Grüße,
Ihr Leserbriefredakteur, Ulrich Bastian
Heroes
11.10.2007, Manfred Holl, HamburgIch habe die gestrige erste Folge auch gesehen, war aber ehrlich gesagt, wenig begeistert. Dass jemand teleportiert, ohne dass andere es bemerken, ist ebenso unwahrscheinlich und dass auch die anderen "Mutantenfähigkeiten" nur von wenigen bemerkt wurden (z.B. Zusammenprall der Cheerleaderin mit dem Spieler, sie dreht den Kopf, aber nur ihr Freund sieht es), ist alles sehr unglaubwürdig.
Nach den fast zwei Stunden (mit Werbung ...) habe ich mich gefragt: Was will uns dieser Film nun sagen. Na ja, zu meinen Favoriten wird die Serie nicht gehören.
Viele Grüße
Ihr
Heroes
10.10.2007, Piero Grumelli, SchweizUnd auch wenn ich Star Trek Fan bin: ich habe es nicht wegen Quinto angeguckt ;)
Zurücksehen bis zum Urknall
05.10.2007, Davidungefähr 14 Milliarden Lichtjahre. Und hier habe ich ein riesiges Verständnisproblem: Unsere Milchstraße ist doch auch vor rund 14 Milliarden Lichtjahre durch den Urknall entstanden. Und nun soll es möglich sein, i.P. die Geburt der eigenen Milchstraße zu sehen, in dem man quasi in die Vergangenheit schaut? Wenn ich 14 Milliarden Jahre zurücksehe, heißt das doch, daß das Licht 14 Milliarden Jahre benötigt hat »vom Urknall« bis zu der Stelle zu gelangen, wo sich unsere Milchstraße gerade befindet. Aber unsere Milchstraße befand sich vor 14 Milliarden Jahren dort, wohin wir nun zurückschauen. Und mit Lichtgeschwindigkeit ist sie ja sicherlich nicht dahin gekommen, wo sie sich nun befindet. Folglich müßte sie ja mit einer Geschwindigkeit dorthin gekommen sein, die größer wäre als die Lichtgeschwindigkeit, damit es möglich ist, den Urknall und somit die Entstehung der eigenen Milchstraße zu sehen.
Ich hoffe, mein Verständnisproblem ist irgendwie verständlich geworden.
Viele Grüße
David
Lieber David,
Ihre Überlegung ist richtig. Wir können nicht die Entstehung unserer
eigenen Milchstraße beobachten. Was wir wirklich wollen, ist die
Entstehung anderer Milchstraßen zu beobachten, die weit genug von unserer entfernt sind, dass das Licht aus der Zeit ihrer Entstehung gerade heute bei uns ankommt.
Die Hoffnung ist natürlich, dass diese anderen zur gleichen Zeit und in der gleichen Weise entstanden sind wie unsere, so dass wir daraus indirekt etwas über die Entstehung unserer Milchstraße lernen.
Herzliche Grüße,
Ihr Leserbriefredakteur Ulrich Bastian
Kräfte in den Lagrange-Punkten
26.09.2007, Donald Wiss, Rümlang (Schweiz)Bei einer Beurteilung der Kräftesituation in den Lagrange-Punkten ist es ganz entscheidend, dass Klarheit herrscht über das Koordinatensystem, auf das man sich bezieht. Es muss eindeutig zwischen ruhenden oder mitbewegten Bezugssystemen unterschieden werden. Dann hängt alles Weitere vom Standort des Betrachters ab.
Herr Wiedemairs Argumente sind richtig, wenn man sich in einem ruhenden, nicht-rotierenden Bezugssystem (Inertialsystem) befindet, also z.B. in einem heliozentrischen Koordinatensystem, dessen Achsenrichtung gegenüber dem Fixsternhimmel unverändert bleibt. Darin verändert die Erde mit ihren Lagrange-Punkten laufend ihren Aufenthaltsort, beschreibt also eine (nahezu) kreisförmige Umlaufbahn um die Sonne. Hier sind tatsächlich einzig und allein die Gravitationskräfte von Sonne und Erde wirksam.
In meinem Leserbrief in SuW 7/2007 wird die ganze Sache aber in einem rotierenden, also mitbewegten Bezugssystem (Relativsystem) betrachtet, in welchem die Erde und ihre Lagrange-Punkte unbeweglich und scheinbar kräftefrei sind. Damit aber die von Herrn Wiedemair angesprochenen Newtonschen Prinzipien in Bezug auf ein Inertialsystem auch wirklich erfüllt sind, verlangt die klassische Mechanik, dass bei Verwendung rotierender Bezugssysteme zusätzliche »Scheinkräfte der Relativbewegung« zwingend mitberücksichtigt werden, d.h. im vorliegenden Fall also die Zentrifugalkraft (bei relativer Bewegung käme auch noch die Corioliskraft hinzu).
Es stellt sich nun die berechtigte Frage, warum jemand überhaupt auf die Idee kommt, ein rotierendes Koordinatensystem zu verwenden, statt sich auf ein feststehendes Inertialsystem zu beschränken, in welchem solche Scheinkräfte überhaupt nicht auftreten würden. Der Grund liegt darin, dass sich viele mathematische Probleme im rotierenden System wesentlich einfacher lösen lassen. So erlaubt diese Sichtweise z.B. die Bestimmung des Abstandes der Lagrange-Punkte vom Erdmittelpunkt lediglich auf Grund sehr einfacher Gleichgewichtsbedingungen.
Leserinnen und Lesern, denen ein Disput über ruhende und rotierende Bezugssysteme etwas verwirrend und zu theoretisch vorkommt, möchte ich Folgendes empfehlen:
Beobachten Sie bei einer sich bietenden Gelegenheit einmal die Flugbahn der Internationalen Raumstation ISS und verfolgen Sie deren Fortbewegung in Bezug auf die quasi stillstehenden Sterne. Damit betrachten Sie jetzt die ISS für kurze Zeit praktisch von einem Inertialsystem aus. Dabei ist Ihnen bewusst, dass dieselbe Anziehungswirkung, die Sie selbst an die Erde bindet – eben die Gravitation – auch das bewegte Objekt da oben beeinflusst und dieses in eine Satellitenbahn um die Erde zwingt. Von Ihnen aus gesehen sind keinerlei weitere Kräfte mit im Spiel.
Nun schließen Sie die Augen und erinnern sich an einen irgendwann schon gesehenen Videobeitrag aus der Tagesschau, welcher die Besatzung an Bord der ISS – oder auch einer Raumfähre – zeigte. Jetzt befinden Sie sich im Geiste bei den Raumfahrern in einem mitbewegten Bezugssystem (Relativsystem). Erinnern Sie sich, wie die Besatzungsmitglieder scheinbar »schwerelos« in der Kabine herumschweben? Diese spüren weder die Erdanziehung, noch werden sie wie in einem Karussell nach aussen gezogen, obschon sich ihr Raumfahrzeug in Wirklichkeit mit hoher Geschwindigkeit auf einer Kreisbahn bewegt. Was für die Besatzung gilt, trifft auch auf das ganze Raumfahrzeug zu: Es scheint kräftefrei im Raum stillzustehen, während die Erde darunter und die Sterne darüber vorbeiziehen. Dies ist aber alles nur möglich, weil bei dieser Betrachtungsweise die Erdanziehung durch eine scheinbare Kraft – eben die Zentrifugalkraft – aufgehoben wird.
Analoge Überlegungen gelten für die Lagrange-Punkte, mit dem Unterschied, dass hier die Gravitationswirkung von zwei Quellen (Sonne und Erde) ausgeht.
Nachbargalaxie?
23.09.2007, Florian aus Münchenwenn ich mir M 31 anschaue (wie schön wäre es, das in drei Milliarden Jahren nochmal zu tun :) ) und mit dem Milchstaßenband vergleiche, muss ich Euch Astronomen (»M31 ist unsere Nachbargalaxie«) echt bewundern:
Wie können wir sagen, dass sich hinter dem breiten Milchstraßenband nicht eine noch nähere Galaxie befindet, mit der wir vielleicht gerade schon kollidieren? So richtig durchschauen in der interessanten Frequenz geht ja nicht, oder?
Würden wir im Sonnensystem überhaupt etwas merken, wenn M 31 schon da wäre – außer einem genialen Sternenhimmel?
Herzliche Grüße
Lieber Florian,
also einen solchen Brocken wie M 31 können wir aussschließen. Der wäre bei den Radio-Durchmusterungen der Milchstraßenscheibe schon vor langer Zeit aufgefallen. Kleinere Galaxien kann's hinter der undurchsichtigen Scheibe (bzw. auch IN der Scheibe!) durchaus noch unentdeckte geben. Es ist ja gerade mal ein paar Jahre her, dass im Schützen die Sagittarius-Zwerggalaxie entdeckt wurde, die von uns aus gesehen hinter dem Kern gerade den jenseitigen Rand der Scheibe »durchschlägt« und dabei zerrissen wird. Das ist immerhin ein Brocken in der Größenordnung der Magellanschen Wolken, und trotzdem wirklich nicht leicht zu erkennen.
Dem Sonnensystem passiert auch bei einem ganz großen Zusammenstoß erst mal gar nichts. Auch zweimal so viele Sterne wie die Milchstraße stehen immer noch sehr, sehr dünn im Raum. Allerdings könnte das Leben auf der Erde unter der Vielzahl von Supernovae zu leiden haben, die nach einiger Zeit entstehen, wenn der Zusammenstoß der Gasmassen der beiden beteiligten Galaxien eventuell einen großen Schwall von Sternentstehung hervorruft.
Herzliche Grüße,
Ihr Leserbriefredakteur Ulrich Bastian
SciFi
21.09.2007, A. Weitzmann, WienAls Abonnent ihrer geschätzten Zeitschrift, sah ich der Änderung des Erscheinungsbildes und Konzeptes mit gemischten Gefühlen entgegen.
Über das Design kann man streiten. Jedoch die Aufnahme von SciFi in das Spektrum findet meinen tiefsten Beifall.
Vor dem ersten Gedanken, stand der erste Traum.
Und wie wäre Entwicklung bis Grundlagenforschung möglich, ohne Vision?
Gratulation zu diesem sicher nicht umstrittenen Entschluß.
mfg
AH seit September
19.09.2007, Simon JungermannDie Science Fiction hat eine höhere Priorität als zuvor, dennoch ist sie, von der Menge her, dezent eingebracht und überschattet nicht die wissenschaftliche Seite; ganz im Gegenteil, beide Bereiche ergänzen sich sogar. Einfach toll!
Fantastisch
17.09.2007, Heinrich Wördemann, DetmoldDoch nun ein Blick in die Geschehnisse während der letzten vier Milliarden Jahre!
Die großen Krater kommen ja wohl von Kollisionen mit anderen Himmelkörpern, denke ich. Und der Mond wurde danach entweder immer wieder vom Saturn eingefangen – oder kommt womöglich von außerhalb unseres Sonnensystems?
Faszinierend!
Lieber Herr Wördemann,
ja, die Krater stammen von Kollisionen mit anderen Himmelskörpern, jedoch nicht von so großen, dass Saturn den Iapetus danach wieder einfangen musste. Keiner der Stöße hätte Iapetus aus seiner Bahn entfernt. Da es sich bei Iapetus außerdem um einen der sog. regulären Monde des Saturn handelt (er läuft in der Äquatorebene des Planeten, im gleichen Rotationssinn wie der Planet), ist er wohl zusammen mit Saturn an Ort und Stelle entstanden und nicht eingefangen. Aber auch die sog. irregulären Monde der großen Planeten, die in der Tat eingefangen sind, stammen nicht von außerhalb des Planetensystems, sondern aus dem Planetoidengürtel, aus dem Kuiper-Gürtel oder eventuell teilweise auch aus der Frühzeit des Sonnensystems, als es noch einzelne Planetesimale in den gravitativen Einzugsbereichen der heutigen großen Planeten gab.
Unser Erdmond ist beim Zusammenstoß eines großen Planetesimals mit der jungen Erde entstanden.
Herzliche Grüße, Ihr Leserbriefredakteur
Ulrich Bastian
Die neue AH
13.09.2007, H. SeibertWer sich über die Aufnahme von Science Fiction ins Heft aufregt, hat in meinen Augen nur die Hälfte verstanden.
Science Fiction und das Weltall gehören ja wohl ohne Frage zusammen, wie Topf und Deckel.
direkte felseisplanetensichtung im sagittarius
11.09.2007, andreas faessler dorneckstrasse 60 4143 dornachmehrere weltweit zusammengeschaltete großteleskope suchen rund um die uhr nach riesen felseisplaneten um sonnenaehnliche sterne. bereits sind mehrere solche begleiter in die fangnetze gegangen, und
es folgen immer weitere hinzu. jedoch können sie bloß nur einmal ohne wiederholt beobachten zu können, festgehalten werden. das ist leider der nachteil bei dieser suche.
trotzdem wollen wir dabei doch nicht völlig resignieren und hoffnungslos bleiben, und wollen all den astronomen trotzdem triumphalen erfolg wünschen.