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Ich nutze den vorliegenden Artikel für die Vorbereitung auf ISON in unserer Sternwarte in Überlingen. Auf der Grafik Seite 76 unten muss es allerdings unter Morgenhimmel nicht 14.12. sondern 4.12. heißen.
Grüsse Sept., 2013 wie wäre es, die G Konstante zur Zeit des solaren Minimums in der Nähe des Kleinplaneten Pluto zu messen? Falls das denn doch zu teuer ist, dann eben auf dem Planeten Mars, zu der Zeit, wenn Jupiter in Opposition zu Mars steht. Da müsste doch gravitativ mehr Ruhe herrschen als auf dem hiesigen Planeten, der Mond und auch noch Gezeiten hat.
Jedoch sollte eine Theorie ja auch mal messbare Vorhersagen machen und nicht "nur" erklären. Sonst könnte man ja wohl viele Theorien stricken. Und gerade das Artikelthema scheint ja experimentell bis jetzt auch keine Unterstützung zu finden. Wenn denn die Raumzeit atomar strukturiert wäre, müsste es ja auch analog "Kräfte" geben, welche die Gesamtheit dieser Atome nicht als "Gas" verflüchtigen lassen, so dass sich eine "Flüssigkeit" bilden kann. Und damit wären wir beim Thema "Viskosität". Und gerade dazu fand doch schon ein Experiment des Fermi Gamma Teleskops der NASA statt. http://fermi.gsfc.nasa.gov/
"In its first year of operation, not only did Fermi re-draw maps of the gamma-ray sky in dazzling detail, the telescope also collected evidence in favor of Einstein's view that the fabric of space-time is predominantly smooth and continuous. Fermi captured the photo-finish of two photons racing away from the same gamma-ray burst—with one photon (purple) carrying a million times the energy of the other (yellow). The fact that the photons arrived at essentially the same time despite their energy disparity ruled out some versions of quantum gravity, an alternative to Einstein's theory of general relativity in which space-time is "frothy," and therefore more likely to delay the higher-energy photons." http://www.symmetrymagazine.org/article/august-2013/fermis-first-five-years
Und die "anderen", vielleicht nicht ganz so großen Themen sind die der Dunklen Materie und der Vereinigung von starker und elektroschwacher Wechselwirkung.
Stellungnahme der Redaktion
Die beiden von Herrn Völlinger zitierten Artikel aus "Nature" sind absolut lesenswerte und faszinierende Einblicke in die gegenwärtige Suche der Physik nach einer Möglichkeit, die Allgemeine Relativitätstheorie und die Quantenmechanik unter einen Hut zu bringen. Aber sie sind nur etwas für Leute, die gut Englisch können und starke Nerven haben.
Nie zuvor habe ich derart drastisch vor Augen gehabt, wie verzweifelt diese Suche ist. Wie sehr die Physik ratlos - aber gleichzeitig mit vielen faszinierenden Spekulationen und Denkansätzen - vor der Unvereinbarkeit von Allgemeiner Relativitätstheorie und Quantenmechanik steht. Diese Situation gab es schon einmal: Am Ende des 19.Jahrhunderts war die mysteriöse Welt der Atome ebenso unvereinbar mit der gesamten klassischen Physik. Und erst eine große Revolution und Neubesinnung der Physik hat diese Sitation damals mit jahrzehntelanger mühsamer Arbeit überwunden: Die Quantenmechanik. Dies ging von Beobachtungsbefunden an Atomen aus.
Die andere große Revolution des beginnenden 20. Jahrhunderts, die Spezielle und Allgemeine Relativitätstheorie, hatte dagegen rein ästhetische Antriebe. Einstein hat immer betont, dass er sie auf der Suche nach mathematischer Einheit und Schönheit, nicht zur Erklärung oder Vorhersage bestimmter Phänomene erstellt hat.
Dass sie "richtige" Physik wurden, hat allerdings damit zu tun, dass sie letztendlich doch Phänomene erklären und vorhersagen konnten. Sonst wären sie auf längere Sicht von niemandem ernst genommen worden. Aber es hat Jahrzehnte gedauert, bis diese Phänomene ernstlich der Beobachtung zugänglich wurden.
Und deshalb sollte man wohl ein bisschen Nachsicht und Geduld mit den derzeitigen Versuchen zur Vereinigung von Quantenmechanik und Allgemeiner Relativitätstheorie haben. Auch sie sind nicht direkt durch Phänomene, sondern durch die konzeptuelle Unvereinbarkeit der beiden Hauptgrundlagen heutiger Physik getrieben - also wiederum hauptsächlich von der Suche nach mathematischer Einheit und Schönheit.
Für mich ist und bleibt es nicht vorstellbar, das alles, was es im Universum gibt, aus einem einzigen kleinen Punkt gekommen sein soll. Bei dieser unendlichen Weite des Alls mit seinen unendlich vielen Sonnen, Galaxien u.s.w. - wie soll das möglich sein ?
Stellungnahme der Redaktion
Das ist genau die Frage, die die Physiker mit ihrem in dem Artikel beschriebenen Denk- und Rechenansatz zu beantworten suchen - auch die Frage, ob es denn im Widerspruch zur Quantenmechanik ein "Punkt" oder doch eher ein andersartiger, aber sehr kleiner Anfang gewesen ist.
Auf jeden Fall besagt die heutige Expansion des von uns überschaubaren Universums, dass es früher kleiner war als jetzt. Aus der kosmischen Hintergrundstrahlung wissen wir, dass sein Volumen sogar einmal weniger als ein Milliardstel des heutigen betragen haben muss. Und aus der kosmischen Häufigkeit gewisser leichter Elemente können wir erschließen, dass es zur Zeit von deren Bildung sogar noch weitere unglaubliche 19 Zehnerpotenzen kleiner war.
Was davor war, das ist weniger sicher. Aber wir würden es gerne wissen.
Vom solaren Standpunkt aus wird für Voyager natürlich noch sehr lange das solare Gravitationspotenzial dominieren. Davon spürt Voyager in ihrem Bezugssystem allerdings nichts, da sie sich ja in freiem Fall befindet. Daher unterscheidet sich für Voyager die Sonne qualitativ in nichts mehr von anderen Sternen, wenn die Heliosphäre überwunden ist. So gesehen hat Voyager jetzt wohl wirklich das Sonnensystem verlassen.
Ich stimme Thomas Eversberg (Leserbrief vom 11.9.) in seiner kritischen Betrachtung zu. Die Medienwelt funktioniert seit etwa 30 Jahren nur noch mit vermeintlich populären Stichworten ("Leben im All", "zweite Erde"). Und Wissenschaft generell steht in der Versuchung, diese Stichworte mit mehr oder weniger zweifelhaften Inhalten zu füllen. Denn: Die Wissenschaft will (und sollte auch) in die Medien, aber die bestimmen zu sehr, mit welchen Inhalten. Aus vielerlei Gründen (zum Beispiel wegen der Finanzierung) braucht die Wissenschaft die Öffentlichkeit. Und der Weg dorthin führt über die stichwortgesteuerten Medien, die gar zu gerne auf grandiose Simplifizierungen zielen. Vielleicht auch deshalb, weil den Wissenschaftlern keine sach- und fachkundigen Redakteure mehr gegenübersitzen. Fachmagazine wie SuW sollten diese Mechanismen des Medienmarkts mit mehr Distanz sehen.
11.09.2013, Dr. Thomas Eversberg, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Bonn
Dieser Artikel aus erster Hand über ein spannendes Forschungsfeld ist bezüglich der untersuchten Physik hochinteressant. Es lohnt sich, die wissenschaftlichen Methoden und Fragestellungen zu verinnerlichen. In dieser Hinsicht bleibt dem Artikel nichts hinzuzufügen. Allerdings fällt auf, dass in beinahe allen entsprechenden populären Publikationen das Thema "zweite Erde", "Leben im All" etc. hervorgehoben wird. Warum ist das eigentlich so? Mir scheint, reine Untersuchungen der physikalischen Parameter von Exoplaneten reichen nicht aus, um das entsprechende Forschungsgebiet und dazu notwendigerweise riesige Teleskope in der Öffentlichkeit zu legitimieren. Man tut jedoch gut daran, der Öffentlichkeit auch die wahren Probleme solcher Untersuchungen zu präsentieren und nicht Erwartungen zu wecken, die kaum erfüllt werden können. Denn auch Riesenteleskope liefern zunächst keinen Quantensprung mehrerer Größenordnungen in der Datenqualität. Um nicht falsch verstanden zu werden: Ich halte solche Untersuchungen für erstrebenswert und wichtig. Wenn es jedoch vordergründig um die Entdeckung von Leben geht (der Laie erwartet ja gleich "Aliens", die uns besuchen), darf ich als Leser fragen, wie eine entsprechend sichere Bestätigung desselben denn letztendlich aussehen sollte.
Ich gebe zu bedenken, dass sich die Astronomie völlig analog zur Hochenergiephysik auf den Pfad teurer Großforschung begeben hat und auch Astronomen wohl bald an ihre "natürlichen finanziellen Grenzen" stoßen. Noch einmal: Der Beitrag nutzt durchaus die Chance, dem entsprechend vorbelasteten und gebildeten Leser einen nüchternen Abriss zur Problematik zu liefern. Warum jedoch die höchst zweifelhafte Verifizierung außerirdischen Lebens mit außerordentlich teurer Technik auch hier wie ein Banner hervorgehoben wird, kann sich mir nur bedingt erschließen. Meine inhaltliche Skepsis wird angesichts der Anzahl an Konjunktiven in dem Artikel nicht reduziert. Mehr Bescheidenheit hätte dem Artikel gutgetan.
Man findet es leider nicht oft, dass Journalisten über "Sponsoring" informieren. Aber es stärkt das Vertrauen in die Berichterstatter, wenn sie dergleichen nicht verschweigen. Insofern schon mal: Respekt. Aber vielen Dank auch für den Bericht, der sehr anschaulich geschrieben und höchst informativ ist. Da weiß ich wieder, warum ich Fachmagazine wie Sterne und Weltraum lese.
"Mithilfe eines Fotometers lassen sich daraus ... Masse ermitteln". Wie funktioniert das?
Stellungnahme der Redaktion
Die Frage ist berechtigt. Direkt geht das nicht, sondern nur indirekt ueber unser Verstaendnis der Sternentwicklung. Direkte Massenbestimmungen sind nur bei Doppelsternen aufgrund der Keplerschen Gesetze moeglich. An diesen Bestimmungen muessen sich alle indirekten Methoden messen und eichen lassen.
In der von Herrn Hofer zitierten Stelle ist Folgendes gemeint: Die Farbe und die absolute Helligkeit (fuer diese braucht man die scheinbare Helligkeit und die Entfernung) legen den Ort des Sterns im sogenannten Hertzsprung-Russell-Diagramm fest. Aus der Theorie der Sternentwicklung (und durch Vergleich mit direkten Massenbestimmungen, siehe oben!) koennen wir jedem Punkt in diesem Diagramm eine Masse zuordnen. Naja, nicht wirklich *jedem* Punkt, aber den meisten. Nur in einigen Bereichen des Diagramms gibt es Mehrdeutigkeiten.
Der Artikel ist zwar schon von 2008, aber trotzdem: Danke für den knappen, aber sehr klaren Beitrag, der viel zum Verständnis des Themas "beschleunigte Expansion des Weltraums" beiträgt.
Wohin sind wir eigentlich gekommen, dass selbst der Nachthimmel in Euro und Cent bemessen werden muss? Was nicht quantifizierbar ist in Geld, das hat heute in der öffentlichen Diskussion offenbar keine Chance mehr. Das mag ja für Folge-Entscheidungen noch angehen. Aber für die grundsätzliche Frage darf es keine Rolle spielen: Der dunkle Nachthimmel ist ein Kulturgut. Er ist nicht mit Geld aufzuwiegen und nicht in Euro zu beziffern. Und es geht auch nicht um die Umrüstung der Straßenbeleuchtung, sondern schlicht ums Abschalten der überflüssigen Beleuchtungen. Wie viele Bauwerke werden die ganze Nacht beleuchtet! Und es kostet NICHTS, die Lampen abzuschalten, sondern spart sogar noch Energie und damit Kosten. Es wäre ein Anfang.
Dennoch hat Kepler unseren Horizont merklich erweitert. Wir wissen nun, dass Exoplaneten eher die Norm als die Ausnahme sind. Zweifelhaft sind aber die habitablen Planeten geblieben, derer es wenige gibt. Im Grunde ist es schwer, Exoplaneten sicher nachzuweisen. Ich hoffe, dass noch Missionen folgen werden.
Die NASA erhält ca. 17 Mrd Dollar und die 11 Geheimdienste der USA bekommen ca. 30 Mrd Dollar pro Jahr. Solange uns das gegenseitige Ausspionieren wichtiger ist als wirklich neue Erkenntnisse bleibt alle Raumfahrt halbherzig.
Interessant wäre zu wissen, was mit dem Gas passiert, strömt es irgendwann zurück, und wird dadurch die Sternenentstehung nur verzögert?
Stellungnahme der Redaktion
Je nach Umgebung der Galaxie und Geschwindigkeit des Ausstroms kann dem Gas viererlei geschehen: - Es fällt ballistisch direkt in die Galaxie zurück (Größenordnung eine Milliarde Jahre). - Es wird durch schon vorhandenes zirkumgalaktisches Gas gebremst und kondensiert sich nach einer langen Abkühlzeit in dichte Klumpen, die dann in die Galaxie zurückfallen (Größenordnung 10 Milliarden Jahre). - Es trifft zufällig auf eine Nachbargalaxie und wird teilweise von dieser "verspeist". - Es zerstreut sich wirklich endgültig im intergalaktischen Raum.
In den ersten beiden Fällen kann es also nach langer Zeit wieder zu einer Sternentstehung in der Galaxie beitragen.
...dachte ich: Klar, keine Nachhaltigkeit beim Umgang mit den Rohstoffen...
Hier gehts wohl aber in erster Linie um die uns jetzt zur Verfügung stehen Analysemethoden astronomischer Messdaten, und ich muss schon sagen, das gezeigte Bild hat mich sehr beeindruckt. Da kann man wirklich das Gasleck sehen. Vielen Dank für diesen Artikel.
Morgensichtbarkeit im Dezember
16.09.2013, Peter WüstAuf der Grafik Seite 76 unten muss es allerdings unter Morgenhimmel nicht 14.12. sondern 4.12. heißen.
zu genauere Messung der Gravitationskonstante
15.09.2013, Konrad Marekwie wäre es, die G Konstante zur Zeit des solaren Minimums in der Nähe des Kleinplaneten Pluto zu messen? Falls das denn doch zu teuer ist, dann eben auf dem Planeten Mars, zu der Zeit, wenn Jupiter in Opposition zu Mars steht. Da müsste doch gravitativ mehr Ruhe herrschen als auf dem hiesigen Planeten, der Mond und auch noch Gezeiten hat.
MfG Konrad
Grundsätzlichstes Thema der Physik
15.09.2013, Mathias Völlinger, Rastatthttp://www.nature.com/news/theoretical-physics-the-origins-of-space-and-time-1.13613
Jedoch sollte eine Theorie ja auch mal messbare Vorhersagen machen und nicht "nur" erklären. Sonst könnte man ja wohl viele Theorien stricken. Und gerade das Artikelthema scheint ja experimentell bis jetzt auch keine Unterstützung zu finden. Wenn denn die Raumzeit atomar strukturiert wäre, müsste es ja auch analog "Kräfte" geben, welche die Gesamtheit dieser Atome nicht als "Gas" verflüchtigen lassen, so dass sich eine "Flüssigkeit" bilden kann. Und damit wären wir beim Thema "Viskosität". Und gerade dazu fand doch schon ein Experiment des Fermi Gamma Teleskops der NASA statt. http://fermi.gsfc.nasa.gov/
"In its first year of operation, not only did Fermi re-draw maps of the gamma-ray sky in dazzling detail, the telescope also collected evidence in favor of Einstein's view that the fabric of space-time is predominantly smooth and continuous. Fermi captured the photo-finish of two photons racing away from the same gamma-ray burst—with one photon (purple) carrying a million times the energy of the other (yellow). The fact that the photons arrived at essentially the same time despite their energy disparity ruled out some versions of quantum gravity, an alternative to Einstein's theory of general relativity in which space-time is "frothy," and therefore more likely to delay the higher-energy photons." http://www.symmetrymagazine.org/article/august-2013/fermis-first-five-years
Ich möchte zu einem weiteren zugehörigen Aspekt, den der Konservierung von Information, noch auf einen früheren Artikel der "Nature" verweisen: http://www.nature.com/news/astrophysics-fire-in-the-hole-1.12726
Und die "anderen", vielleicht nicht ganz so großen Themen sind die der Dunklen Materie und der Vereinigung von starker und elektroschwacher Wechselwirkung.
Die beiden von Herrn Völlinger zitierten Artikel aus "Nature" sind absolut lesenswerte und faszinierende Einblicke in die gegenwärtige Suche der Physik nach einer Möglichkeit, die Allgemeine Relativitätstheorie und die Quantenmechanik unter einen Hut zu bringen. Aber sie sind nur etwas für Leute, die gut Englisch können und starke Nerven haben.
Nie zuvor habe ich derart drastisch vor Augen gehabt, wie verzweifelt diese Suche ist. Wie sehr die Physik ratlos - aber gleichzeitig mit vielen faszinierenden Spekulationen und Denkansätzen - vor der Unvereinbarkeit von Allgemeiner Relativitätstheorie und Quantenmechanik steht. Diese Situation gab es schon einmal: Am Ende des 19.Jahrhunderts war die mysteriöse Welt der Atome ebenso unvereinbar mit der gesamten klassischen Physik. Und erst eine große Revolution und Neubesinnung der Physik hat diese Sitation damals mit jahrzehntelanger mühsamer Arbeit überwunden: Die Quantenmechanik. Dies ging von Beobachtungsbefunden an Atomen aus.
Die andere große Revolution des beginnenden 20. Jahrhunderts, die Spezielle und Allgemeine Relativitätstheorie, hatte dagegen rein ästhetische Antriebe. Einstein hat immer betont, dass er sie auf der Suche nach mathematischer Einheit und Schönheit, nicht zur Erklärung oder Vorhersage bestimmter Phänomene erstellt hat.
Dass sie "richtige" Physik wurden, hat allerdings damit zu tun, dass sie letztendlich doch Phänomene erklären und vorhersagen konnten. Sonst wären sie auf längere Sicht von niemandem ernst genommen worden. Aber es hat Jahrzehnte gedauert, bis diese Phänomene ernstlich der Beobachtung zugänglich wurden.
Und deshalb sollte man wohl ein bisschen Nachsicht und Geduld mit den derzeitigen Versuchen zur Vereinigung von Quantenmechanik und Allgemeiner Relativitätstheorie haben. Auch sie sind nicht direkt durch Phänomene, sondern durch die konzeptuelle Unvereinbarkeit der beiden Hauptgrundlagen heutiger Physik getrieben - also wiederum hauptsächlich von der Suche nach mathematischer Einheit und Schönheit.
U. Bastian
Unvorstellbar
15.09.2013, Bernd PareyBei dieser unendlichen Weite des Alls mit seinen unendlich vielen Sonnen, Galaxien u.s.w. - wie soll das möglich sein ?
Das ist genau die Frage, die die Physiker mit ihrem in dem Artikel beschriebenen Denk- und Rechenansatz zu beantworten suchen - auch die Frage, ob es denn im Widerspruch zur Quantenmechanik ein "Punkt" oder doch eher ein andersartiger, aber sehr kleiner Anfang gewesen ist.
Auf jeden Fall besagt die heutige Expansion des von uns überschaubaren Universums, dass es früher kleiner war als jetzt. Aus der kosmischen Hintergrundstrahlung wissen wir, dass sein Volumen sogar einmal weniger als ein Milliardstel des heutigen betragen haben muss. Und aus der kosmischen Häufigkeit gewisser leichter Elemente können wir erschließen, dass es zur Zeit von deren Bildung sogar noch weitere unglaubliche 19 Zehnerpotenzen kleiner war.
Was davor war, das ist weniger sicher. Aber wir würden es gerne wissen.
U.B.
Gravitation
13.09.2013, Mathias VöllingerMedialer Mechanismus - zu: Exoplaneten Eine Spurensuche von Lisa Kaltenegger SuW 9/2013
12.09.2013, Norbert Gregor Günkel, WartenbergExoplaneten Eine Spurensuche von Lisa Kaltenegger SuW 9/2013
11.09.2013, Dr. Thomas Eversberg, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, BonnIch gebe zu bedenken, dass sich die Astronomie völlig analog zur Hochenergiephysik auf den Pfad teurer Großforschung begeben hat und auch Astronomen wohl bald an ihre "natürlichen finanziellen Grenzen" stoßen. Noch einmal: Der Beitrag nutzt durchaus die Chance, dem entsprechend vorbelasteten und gebildeten Leser einen nüchternen Abriss zur Problematik zu liefern. Warum jedoch die höchst zweifelhafte Verifizierung außerirdischen Lebens mit außerordentlich teurer Technik auch hier wie ein Banner hervorgehoben wird, kann sich mir nur bedingt erschließen. Meine inhaltliche Skepsis wird angesichts der Anzahl an Konjunktiven in dem Artikel nicht reduziert. Mehr Bescheidenheit hätte dem Artikel gutgetan.
Gaia - Erbsenzähler im All - Respekt
07.09.2013, Norbert Gregor Günkel, WartenbergDie Farbe der Sterne und die Masse
06.09.2013, Peter HoferDie Frage ist berechtigt. Direkt geht das nicht, sondern nur indirekt ueber unser Verstaendnis der Sternentwicklung. Direkte Massenbestimmungen sind nur bei Doppelsternen aufgrund der Keplerschen Gesetze moeglich. An diesen Bestimmungen muessen sich alle indirekten Methoden messen und eichen lassen.
In der von Herrn Hofer zitierten Stelle ist Folgendes gemeint: Die Farbe und die absolute Helligkeit (fuer diese braucht man die scheinbare Helligkeit und die Entfernung) legen den Ort des Sterns im sogenannten Hertzsprung-Russell-Diagramm fest. Aus der Theorie der Sternentwicklung (und durch Vergleich mit direkten Massenbestimmungen, siehe oben!) koennen wir jedem Punkt in diesem Diagramm eine Masse zuordnen. Naja, nicht wirklich *jedem* Punkt, aber den meisten. Nur in einigen Bereichen des Diagramms gibt es Mehrdeutigkeiten.
U.B.
Beschleunigte Expansion des Kosmos: sehr anschaulich
01.09.2013, Jan Menzel, FrankfurtKulturgut
27.08.2013, Norbert Gregor Günkel, WartenbergKepler, ein Risiko für neue Welten
22.08.2013, Cleto Tolpeit, St LorenzenRuhe in Frieden, Kepler!
Erkenntnisgewinn ?
18.08.2013, B. Neelen, ElzeWas passiert mit dem Gas
13.08.2013, MichaelJe nach Umgebung der Galaxie und Geschwindigkeit des Ausstroms kann dem Gas viererlei geschehen:
- Es fällt ballistisch direkt in die Galaxie zurück (Größenordnung eine Milliarde Jahre).
- Es wird durch schon vorhandenes zirkumgalaktisches Gas gebremst und kondensiert sich nach einer langen Abkühlzeit in dichte Klumpen, die dann in die Galaxie zurückfallen (Größenordnung 10 Milliarden Jahre).
- Es trifft zufällig auf eine Nachbargalaxie und wird teilweise von dieser "verspeist".
- Es zerstreut sich wirklich endgültig im intergalaktischen Raum.
In den ersten beiden Fällen kann es also nach langer Zeit wieder zu einer Sternentstehung in der Galaxie beitragen.
Zuerst...
12.08.2013, Mathias VöllingerHier gehts wohl aber in erster Linie um die uns jetzt zur Verfügung stehen Analysemethoden astronomischer Messdaten, und ich muss schon sagen, das gezeigte Bild hat mich sehr beeindruckt. Da kann man wirklich das Gasleck sehen. Vielen Dank für diesen Artikel.