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Ein interessanter Beitrag (SuW 3/2019, S. 18-20) zum Nachweis des 405.000 Jahre-Zyklus in 200-215 Mio. Jahre alten Sedimenten im Osten der USA. Allerdings fehlt der Zusammenhang zwischen Sedimenten und Erdbahn-Änderungen – wie kommt man überhaupt auf einen derartigen Zyklus in diesen Sedimenten? Die zitierten Datierungen mittels Magnetfeld-Polarität und U-Pb von Zirkonen aus vulkanischen Aschelagen stecken nur den zeitlichen Rahmen ab. Dazu nahm ich mir den Originalartikel von Kent et al. und einen weiteren vor (Olsen et al. 1996: High-resolution stratigraphy of the Newark rift basin (early Mesozoic, eastern North America, GSA Bulletin, 108, p.40-77). Im erbohrten Paläo-See (übrigens aus mehreren Bohrungen, welche zusammen über 6900 m ergeben, nicht das berichtete 5-6 km tiefe Loch) finden sich rhythmisch abgelagerte Sedimente, die vertikal immer dem gleichen Muster folgen und innerhalb eines Zyklus veränderliche Wassertiefe, Gehalt an organischen Stoffen und Oxidation der Minerale reflektieren. Vor allem variieren damit die Niederschlagsmengen, die die Umgebung abwechselnd in eine üppig florierende Landschaft und eine Savanne/Wüste verwandelten. Insgesamt fand man 66 solcher Zyklen über einen Ablagerungszeitraum von etwa 27 Mio. Jahren - 409.000 Jahre pro Zyklus, was im Rahmen der Unsicherheiten allein schon ein überzeugendes Ergebnis für die Jupiter/Venus-Bahnstörung ist. Das wurde nun für einen 15 Mio. Jahre-Abschnitt durch die verfeinerten Datierungen bestätigt. Nicht minder faszinierend: diese Sedimente wurden abgelagert, als die damals noch zusammenhängenden Kontinente aufbrachen und ein riesiges Rift-Becken zwischen Nordamerika und Europa/Afrika entstand, das schließlich zum Atlantik wurde. Während Jupiter und Venus seit der Ablagerung dieser Sedimente rund 500 weitere Zyklen erzeugten, hat sich das Newark-Becken etwa 6000 km von seiner ursprünglichen Position gegenüber Westafrika entfernt, damals das östliche Ufer des Rift-Sees. Nichts steht still.
Dieses ausführliche Gedicht (SuW 4/2019, S. 7) und dessen einhergehende Gedanken über das Verhalten der Menschheit haben mir sehr gut gefallen. Dies ist aktueller denn je, und man sollte dies nicht nur selber verinnerlichen, sondern auch den rücksichtslosen und nur an sich denkenden Verantwortlichen dieser Welt vor Augen halten.
In mehreren Artikeln über interstellare Materie bleibt für mich die Stabilität von atomarem Wasserstoff in H I -Gebieten unerklärt; welcher Mechanismus verhindert im Detail die energetisch günstige Verbindung zum Molekül H2 ? Unter irdischen Bedingungen verhält sich "naszierender Wasserstoff" extrem reaktiv.
Stellungnahme der Redaktion
Herr Hilger stellt hier eine gute Frage. Und es ist tatsächlich so, dass der neutrale atomare Wasserstoff im Universum stets einen Übergangszustand darstellt. Das galt sogar für die hunderte von Jahrmillionen dauernde Epoche im jungen Universum, in der der neutrale atomare Wasserstoff die dominierende Form der Materie war. Davor war es zu heiß im Kosmos, deshalb hat der Wasserstoff bis zum Weltalter von 380 000 Jahren in ionisierter Form vorgelegen. Wenn nichts weiter passiert wäre, dann wäre er irgendwann danach durch die expansionsbedingte Abkühlung tatsächlich in die molekulare Form übergegangen. Aber beim Weltalter von einigen hundert Millionen Jahren (bei einer Rotverschiebung zwischen ca. 10 und ca. 7) leuchteten die ersten Quasare und massereichen Sterne auf und verwandelten mit ihrer UV-Strahlung den Wasserstoff wieder in seine ionisierte Form zurück.
Zuvor war es eigentlich für Wasserstoffmoleküle schon kalt genug geworden. Aber bei der geringen Dichte, die das Universum zu der Zeit bereits hatte, reichte einfach die Zeit bis zur Re-Ionisation nicht aus. Zu wenige Wasserstoffatome waren inzwischen einem möglichen Partner für die Molekülbildung nahe genug begegnet. Deshalb gibt es im Raum außerhalb von den dichten Bereichen der Galaxien bis heute weder molekularen noch atomaren Wasserstoff in bedeutenden Mengen.
Innerhalb von Galaxien ist die Dichte hoch genug, und es gibt genug Zeit für eine Abkühlung des Gases und für die Begegnung zwischen den Atomen. Somit entsteht dort laufend in großen Mengen atomarer Wasserstoff aus ionisiertem, und in der Folge auch molekularer Wasserstoff aus atomarem. Die vielen großen Molekülwolken in unserer und in anderen Galaxien legen davon drastisches Zeugnis ab.
Nun neigt aber der molekulare Wasserstoff sehr stark dazu, Sterne zu bilden. Die massereichen unter ihnen erzeugen dann in den Molekülwolken viel UV-Strahlung. Und die wiederum heizt das Gas auf, zerlegt zuerst die Moleküle und danach auch noch die Einzelatome. Wenn einige Dutzend Millionen Jahre später die heißen, UV-reichen Sterne erloschen sind, vereinigen sich zunächst die Elektronen wieder mit den Wasserstoffkernen zu atomarem Wasserstoff. Und wenn keine weiteren Störungen eintreten, also genügend Zeit verfügbar ist, dann kühlt das Gas weiter ab und bildet wieder Wasserstoff-Moleküle.
Nun neigt aber der molekulare Wasserstoff sehr stark dazu, Sterne zu bilden. Die massereichen unter ihnen ... (siehe oben)!
Langer Rede kurzer Sinn: Die von Herrn Hilger zu Recht hinterfragte Stabilität des neutralen Wasserstoffs gibt es gar nicht. Aber es gibt trotzdem zu jeder Zeit in jeder Galaxie einen Anteil von neutralem Wasserstoff.
Der erfolgreiche Nachweis von 11 Gravitationswellenereignissen innerhalb von 3 1/2 Jahren zeigt doch, dass es viele Schwarze Löcher im Universum gibt ( Artikel : Neue Gravitationswelle bricht alle Rekorde, Heft 02/2019, Seite 38, von Andreas Müller ). Da nur die Verschmelzung von Paaren Schwarzer Löcher bzw. ein Paar Neutronensterne zu einem Schwarzen Loch als Gravitationswellenereignisse gemessen werden können, kann von der Existenz von einer viel größeren Anzahl Schwarzer Löcher im Universum ausgegangen werden. Andreas Müller geht außerdem von 10 bis 100 Kollisionen zweier Schwarzer Löcher und 110 bis 3850 Verschmelzungen von Neutronensternpaaren zu einem Schwarzen Loch jährlich aus. Dies ergibt über lange Zeiträume eine sehr große Anzahl Schwarzer Löcher ! Könnten die unsichtbaren Schwarzen Löcher kleinerer und mittlerer Massen die Dunkle Materie erklären ?
Stellungnahme der Redaktion
Diese Frage ist sowohl von Sternfreunden wie Herrn Schreyer als auch von den Profis der Astronomie seit über einem halben Jahrhundert immer wieder gestellt worden. Und sie ist stets und immer wieder, und mit immer größerer Sicherheit mit "nein" beantwortet worden. Die Logik ist ganz grob die Folgende: Wir nehmen an, dass die gesamte fehlende Gravitation im Universum (also die gesamte Dunkle Materie) von Schwarzen Löchern gestellt wird. Das gibt ihre Gesamtmasse vor. Und wenn wir dann eine Masse (oder einen Massenbereich) für die einzelnen Löcher annehmen, dann ergibt sich daraus ihre Anzahl bzw. Dichte im Raum. Sehr groß und schwer dürfen sie nicht sein, denn sonst würden sie alle Galaxienscheiben bis zur Unkenntlichkeit zerfleddern. Sehr klein und leicht können sie auch nicht sein, denn dann wären sie sehr zahlreich und es müsste immer mal wieder eins durch das Sonnensystem geflogen sein und die Planetenbahnen sowie den Kuipergürtel stark gestört haben.
Beides trifft nicht zu. Dazwischen gab es ursprünglich einen Bereich, der beides vermeiden könnte. Aber dieser Bereich ist durch unsere zunehmenden Kenntnisse über das Universum immer kleiner geworden und praktisch verschwunden.
Einen kleinen Beitrag zur Dunklen Materie leisten sie natürlich - denn es gibt sie ja - aber sie können keine der wesentlichen Wirkungen der Dunklen Materie erklären.
In dem Interview von Uwe Reichert mit Stefan Schael von der RWTH Aachen über das AMS-Experiment auf der ISS (in SUW 6/2017) wird u.a. von dem notwendigen Austausch einer defekten Kühlmittelpumpe berichtet, der in einem diffizilen Außeneinsatz Ende 2018 erfolgen sollte. Vielleicht ist es mir einfach entgangen, aber ich habe nichts darüber erfahren, ob diese Aktion im Zuge der kürzlich erfolgten Mission mit anschließendem Austausch der Crew erfolgreich von statten ging. Für einen kurzen Hinweis wäre ich dankbar.
Mit freundlichen Grüssen
Stellungnahme der Redaktion
Wir haben bei Herrn Schael nachgefragt. Das neue Kühlsystem steht schon seit einiger Zeit zum Einbau bereit, der Starttermin ist jedoch auf Oktober 2019 verschoben worden. Das AMS-Team bemüht sich, das Instrument mit der letzten intakten Kühlmittelpumpe in Betrieb zu halten - bisher erfolgreich.
Die Entstehung vagabundierender Planeten wird oft im Zusammenhang mit der Entstehung eines neuen Sternsystem genannt. Die Bahnen der neuen Planeten sind noch nicht geordnet und verlassen wegen gegenseitiger Schwerkraftstörungen unter Umständen das noch junge Sternsystem.
Ist nicht aber der Tod eines Sternes, ein viel gravierenderes Ereignis für die Entstehung von vagabundierenden Planeten? Dann nämlich, wenn der Stern einiges an Masse verliert, zum Weißen Zwerg schrumpft und dadurch seine äußeren Planeten aus der Schwerkraft entlässt. Mich würde interessieren welche äußeren Planeten unseres Sonnensystems, aus der Schwerkraftbindung unserer Sonne entlassen werden, wenn sie zum Weißen Zwerg geworden ist. Merkur, Venus und vielleicht auch Erde werden am Ende von dem Roten Riesen verschluckt, die äußeren Planeten entfliehen ins Weltall, wenn die Sonne zum Weißen Zwerg wird, und zurück bleibt nur noch unser kleiner Mars, der den Weißen Zwerg Sonne umkreist. Liege ich mit dieser Einschätzung völlig falsch?
Stellungnahme der Redaktion
Allmählicher Massenverlust eines Sterns führt nicht dazu, dass die äußeren Planeten das System verlassen. Ihre Bahnradien werden lediglich größer, und zwar umgekehrt proportional zur Masse. Wenn also die Sonne zum typischen Weißen Zwerg von 0,6 Sonnenmassen schrumpft, dann wachsen die Planetenbahnen nur um 67 Prozent im Radius. Selbst ein Stern von z.B. 5 Sonnenmassen, der zu einem Zwerg von nur 0,6 Sonnenmassen wird, würde seine äußeren Planeten alle behalten.
Dagegen wird ein plötzlicher Massenverlust um mindestens einen Faktor 2 zum kompletten und sofortigen Entfliehen eines Planeten führen. Das kommt jedoch nur bei der Supernova-Explosion eines Sterns von ursprüngich über 8 Sonnenmassen vor. Unter "plötzlich" ist hierbei ein Verlust innerhalb einer Umlaufperiode des jeweiligen Planeten zu verstehen.
Oft liest man sinngemäß Bemerkungen der Art: "mit kleineren Teleskopen zu beobachten". Da ich das Astro-Hobby grade wiederentdeckt habe, würde mich interessieren, wo mein Celestron, SC 8", f/10 in Ihrer Skala einzuordnen ist, bzw. wo Sie die Grenzen klein/mittel/groß sehen.
Falls diese Frage in den Heften schon öfter erklärt wurde, würde ich mich auch über eine kurze E-Mail freuen. Herzlichen Dank im Voraus!
Stellungnahme der Redaktion
Eine richtig scharfe Definition verwenden wir hierbei nicht. Die Sichtbarkeit eines Objekts oder von Objektdetails hängt ja außer vom Teleskop auch sehr stark vom Wetter und der Himmels-Aufhellung ab. Insofern ist bei jeder solchen Angabe eine gewisse Unschärfe unvermeidlich. Dennoch ist die Frage berechtigt. Für Klaus-Peter Schröder, unseren hauptsächlichen Autor diesbezüglicher Beiträge, ist ein kleines Teleskop eines mit 8-10 cm Öffnung; 15-20 cm Durchmesser stellen für ihn ein mittleres Teleskop dar, und 25-50cm ein großes. U.B.
20.01.2019, Prof. Dr. Klaus Peter Zeyer, Altomünster
In der Chronik von Penzl über das ehemalige Kloster Indersdorf (Ldkr. Dachau) wird berichtet: "Im Februar 1745, und zwar am 15. des Monats und auch nachher den ganzen Monat lang bot sich den unbewaffneten Augen der Betrachter in klaren Nächten abends etwa um 8 Uhr ein neuer Stern im Westen dar, aber viel größer und leuchtender als die übrigen ...". Der Autor interpretiert diesen "Stern" als den schon weit entfernten Kometen Klinkenberg, der 1743/44 beobachtet wurde. Jedoch war der Komet Klinkenberg nur bis April 1744 zu sehen (Wikipedia, Komet Klinkenberg). Eine Alternative wäre eine Nova/Supernova, jedoch konnte ich keine Erscheinung im passenden Zeitraum finden. Ich habe die geozentrischen Positionen der fünf mit bloßem Auge sichtbaren Planeten nach Ahnerts Tafeln berechnet und gefunden, dass im besagten Zeitraum nur Venus am Abendhimmel zu sehen war (Helligkeit ca. minus 3.8). Ich würde mich freuen, wenn andere Leserinnen und Leser mir mit Ideen weiterhelfen könnten. Besten Dank vorab!
Hoffentlich bleibt uns diese phantastische Landschaft erhalten, aber ich habe meine Zweifel. Im Zuge des Aufschwungs der Batterieautos strecken schon (auch deutsche) Firmen ihre Fühler nach Bolivien aus, um im Salar Lithium abzubauen. Üblicherweise schlägt ein solcher Abbau schreckliche Wunden in die Landschaft. Die C02-Bilanz eines Batterieautos (nicht zu Verwechseln mit Elektroautos im Allgemeinen) soll erst nach ca. 200000 km günstiger sein als die eines Diesels oder auch eines Benziners.
mit großem Vergnügen habe ich den Artikel "Die Mondentfernung selbst messen" von Prof. Backhaus in SuW 1/2019 gelesen, leider fehlt dabei meine eigene "Lieblingsmethode". Diese geht bereits auf Aristarchos von Samos zurück und beruht auf der Beobachtung einer Mondfinsternis. Kurz gesagt kann man sich den Mond als Projektionsfläche vorstellen, der Kernschatten der Erde ist dabei die Projektion der Erde durch die Sonne. Die maßgebliche Größe die durch die Beobachtung nun festgestellt werden muss ist der scheinbare Winkeldurchmesser des Kernschattens auf Höhe der Mondbahn. Bei bekanntem Erdradius kann man dann mit etwas Trigonometrie die Erd-Mond Distanz abschätzen.
Nähere Erläuterungen zu dieser Methode finden sich im Buch "Aristarchus of Samos, the ancient Copernicus" von Thomas Heath oder dem Englisch-sprachigem Wikipedia- Eintrag "On the Sizes and Distances (Aristarchus)" (https://en.wikipedia.org/wiki/On_the_Sizes_and_Distances_(Aristarchus) ).
Wenn die weggeschleuderte Hülle eines explodierenden Sterns (einer Supernova) oder die relativistischen Materiestrahlen von Pulsaren oder eines extrem massereichen Schwarzen Lochs, die Jets, auf interstellare Materie (Gaswolken) treffen, dann entstehen Stoßwellen. An solchen Stoßfronten, die mit Überschallgeschwindigkeit durch das interstellare Gas pflügen, können Teilchen auf allerhöchste Energien beschleunigt werden. Wie funktioniert die Energieübertragung an diesen Stoßfronten auf die Teilchen des interstellaren Gases? Was bedeutet Überschallgeschwindigkeit im interstellaren Medium, und wie kann man sich diese vorstellen?
Stellungnahme der Redaktion
Die Antwort auf die erste Frage ist kompliziert. Sie ist ausführlich auf der Seite "Leser fragen, Experten antworten" in SuW 01/2017 (S. 8) beschrieben.
Zur zweiten Frage: Das interstellare Medium ist ein sehr dünnes Gas. Wie jedes andere Gas besitzt es eine Schallgeschwindigkeit, die je nach Temperatur meist zwischen 1 km/s und einigen Dutzend km/s liegt. Sobald sich ein Körper mit mehr als dieser Geschwindigkeit durch das Gas bewegt, erzeugt er einen Überschallknall wie ein Düsenjäger, eine Kanonenkugel oder ein Meteor(it) in der irdischen Luft.
In dem Dokument steht, dass nicht nur die gravitative Rotverschiebung sondern der transversale Dopplereffekt zur Rotverschiebung beigetragen hat. In Zeit-Online gab es dazu einen entsprechenden Artikel mit de Link auf das Dokument.
Sehr geehrte Damen und Herren, ich bin seit einigen Jahren begeisterter Abonnent Ihrer Zeitschrift. Der Weltraum mit seiner unglaublichen Weite fasziniert mich jeden Tag aufs Neue. Für mich persönlich ist das Universum einer der größten Beweise für die Existenz eines liebevollen Schöpfers. Zum Artikel "Das Alter der Welt" von Erik Høg (SuW 10/2018) möchte ich gerne etwas richtigstellen. Darin wurde erklärt, Zeugen Jehovas würden daran glauben, dass sich das Alter des Universums und der Erde auf wenige tausend Jahre belaufe. Diese Behauptung ist leider schlicht falsch. Ich bin selbst ein Zeuge Jehovas. Wie der Artikel ganz richtig ausführt, ist es sehr wichtig, Meinungen zu hinterfragen, bevor man sie übernimmt. So bin auch ich durch Hinterfragen und persönliche Überlegungen zu meiner Überzeugung gekommen. Zum Thema Alter der Welt ist folgendes zu sagen: Die Bibel spricht sehr wohl von Schöpfungstagen. Sie stützt aber keineswegs die Annahme, dass es sich dabei um 24-Stunden-Tage gehandelt haben muss. Eine solche Zeitangabe für die Entstehung der Welt würde in der Tat in krassem Widerspruch zu wissenschaftlichen Fakten stehen. Vielmehr werden in der Bibel mit dem Ausdruck "Tag" oft Zeitspannen unterschiedlicher Länge beschrieben. Die sechs Schöpfungstage waren demnach offensichtlich einfach lange Zeitperioden, in denen Gott die Erde geschaffen und bewohnbar gemacht hat. Der biblische Schöpfungsbericht widerspricht also nicht den wissenschaftlichen Erkenntnissen über das Alter des Universums. Die Bibel ist kein wissenschaftliches Lehrbuch, aber wenn sie darüber Aussagen macht, stimmen diese immer mit gesicherten Erkenntnissen überein.
Ansonsten möchte ich mich für Ihre tolle Zeitschrift bedanken und freue mich wie immer sehr auf die nächste Ausgabe.
In dem Artikel "Was schlug in Grönland ein?" ist mir folgender Satz aufgefallen:
"... bis hinunter zu nur 12 000 Jahren für das Entstehungsalter aus, diese Frage muss nun dringend anhand weiterer geologischer Untersuchungen und radiometrischer Datierungen geklärt werden". Was könnte daran "dringend" sein?
Mit freundlichen Grüßen
Stellungnahme der Redaktion
Mit "dringend" meinte ich, dass die Impaktforscher weltweit sehr gern wissen möchten, von wann der Krater wirklich ist. Ist er wirklich so jung, wie es das Forscherteam um Kurt Kjaer annimmt? Oder ist der Krater doch viel älter?
Aus der Beantwortung dieser Fragen könnten sich auch wichtige Hinweise für die Ursachen der unterschiedlichen Warm- und Kaltzeiten während des seit drei Millionen Jahren anhaltenden Eiszeitalters, des Pleistozäns, ergeben. Innerhalb dieses Zeitalters befinden wir uns seit rund 12000 Jahren in einer zwischeneiszeitlichen Warmphase, dem Holozän.
In der Novemberausgabe wird im Artikel „Und wieder hatte Einstein Recht“ über die Messung der gravitativen Rotverschiebung im Schwerefeld eines massereichen Schwarzen Lochs berichtet. Früher (z. B. Pound Rebka Experiment) und vielfach heute noch wird dieser Effekt der ART erklärt, indem man dem Photon gemäß der SRT eine alternative Masse zuschreibt. Weil diese während der Bewegung entgegen der Schwerkraft Arbeit auf Kosten ihrer eigenen Energie aufwenden müsse, würde sich dabei die Frequenz des Photons verringern. Auch in obigem Artikel heißt es „Das Licht braucht etwas von seiner eigenen Energie, um aus dem Potenzial zu entkommen“.
In Wikipedia ( https://de.wikipedia.org/wiki/Tests_der_allgemeinen_Relativitätstheorie#Gravitative_Rotverschiebung ) z. B. steht in Bezug auf den äquivalenten umgekehrten Fall der gravitativen Blauverschiebung „Solch einfache Herleitungen übergehen allerdings die Tatsache, dass in der ART vielmehr Uhrengangraten als Energien verglichen werden. Mit anderen Worten, die „höhere Energie“ des Photons nachdem es gefallen ist, kann auch dem langsamen Gang der Uhren in tieferen Bereichen des Gravitationspotentials zugeschrieben werden.“
Man kann dies als unterschiedliche Betrachtungsweisen abtun. Aber letztlich handelt es sich doch wohl bei diesem wichtigen relativistischen Effekt um eine gravitative Zeitdilatation, primär also auch um einen Einfluss auf die emittierende Quelle (Atom) und nicht auf das Photon. Nur ist die Frequenz des Oszillators nicht wie in der SRT von seiner Bewegung sondern von der Stärke des Gravitationsfeldes abhängig. Nicht umsonst muß man die Gangrate der GPS-Satellitenuhren vor dem Launch um einen bestimmten Betrag (4,4·10−10 ) gegenüber der der Bodenuhren verringern, damit diese dann „oben“ nicht schneller gehen als die Bodenuhren.
Stellungnahme der Redaktion
An sich sind beide Sichtweisen "richtig", aber die allgemein-relativistische ist vorzuziehen. Zwar verliert das Photon beim Aufsteigen aus dem Gravitationsfeld "wirklich" die genannte Energiedifferenz, aber nicht wirklich, weil es Arbeit (im klassischen bzw. speziell-relativistischen Sinn) leistet, sondern - viel konsequenter relativistisch gesehen - wegen des von außen gesehenen langsameren Gangs der atomaren "Uhren" tief unten im Gravitationsfeld.
Insoweit gebe ich Herrn Feist freudig Recht. An einem Punkt möchte ich Herrn Feist im gleichen Sinne sogar noch etwas präzisieren: Es ist auch nicht ein "Einfluss auf die emittierende Quelle", die die Rotverschiebung verursacht, sondern es ist wirklich und ausschließlich der Unterschied zwischen der Lage der emittierenden Quelle und der Lage des Empfängers. Das emittierende Atom schwingt nicht langsamer, es weiß nichts von dem gravitativen Potential, in dem es sich befindet. Es hat exakt die gleichen Eigenschaften, die es hier auf der Erde oder irgendwo im interstellaren Raum hätte.
Jupiter/Venus-induzierte Erdbahn-Variation
08.03.2019, Dr. Martin Oczlon (Geologe)Im erbohrten Paläo-See (übrigens aus mehreren Bohrungen, welche zusammen über 6900 m ergeben, nicht das berichtete 5-6 km tiefe Loch) finden sich rhythmisch abgelagerte Sedimente, die vertikal immer dem gleichen Muster folgen und innerhalb eines Zyklus veränderliche Wassertiefe, Gehalt an organischen Stoffen und Oxidation der Minerale reflektieren. Vor allem variieren damit die Niederschlagsmengen, die die Umgebung abwechselnd in eine üppig florierende Landschaft und eine Savanne/Wüste verwandelten. Insgesamt fand man 66 solcher Zyklen über einen Ablagerungszeitraum von etwa 27 Mio. Jahren - 409.000 Jahre pro Zyklus, was im Rahmen der Unsicherheiten allein schon ein überzeugendes Ergebnis für die Jupiter/Venus-Bahnstörung ist. Das wurde nun für einen 15 Mio. Jahre-Abschnitt durch die verfeinerten Datierungen bestätigt.
Nicht minder faszinierend: diese Sedimente wurden abgelagert, als die damals noch zusammenhängenden Kontinente aufbrachen und ein riesiges Rift-Becken zwischen Nordamerika und Europa/Afrika entstand, das schließlich zum Atlantik wurde. Während Jupiter und Venus seit der Ablagerung dieser Sedimente rund 500 weitere Zyklen erzeugten, hat sich das Newark-Becken etwa 6000 km von seiner ursprünglichen Position gegenüber Westafrika entfernt, damals das östliche Ufer des Rift-Sees. Nichts steht still.
Gedanken zu dem interstellaren Besucher
03.03.2019, Jens Löbig, RevetalDieses ausführliche Gedicht (SuW 4/2019, S. 7) und dessen einhergehende Gedanken über das Verhalten der Menschheit haben mir sehr gut gefallen. Dies ist aktueller denn je, und man sollte dies nicht nur selber verinnerlichen, sondern auch den rücksichtslosen und nur an sich denkenden Verantwortlichen dieser Welt vor Augen halten.
Stabilität von interstellarem atomaren Wasserstoff
27.02.2019, Werner Hilger, HildesheimIn mehreren Artikeln über interstellare Materie bleibt für mich die Stabilität von atomarem Wasserstoff in H I -Gebieten unerklärt; welcher Mechanismus verhindert im Detail die energetisch günstige Verbindung zum Molekül H2 ? Unter irdischen Bedingungen verhält sich "naszierender Wasserstoff" extrem reaktiv.
Herr Hilger stellt hier eine gute Frage. Und es ist tatsächlich so, dass der neutrale atomare Wasserstoff im Universum stets einen Übergangszustand darstellt. Das galt sogar für die hunderte von Jahrmillionen dauernde Epoche im jungen Universum, in der der neutrale atomare Wasserstoff die dominierende Form der Materie war. Davor war es zu heiß im Kosmos, deshalb hat der Wasserstoff bis zum Weltalter von 380 000 Jahren in ionisierter Form vorgelegen. Wenn nichts weiter passiert wäre, dann wäre er irgendwann danach durch die expansionsbedingte Abkühlung tatsächlich in die molekulare Form übergegangen. Aber beim Weltalter von einigen hundert Millionen Jahren (bei einer Rotverschiebung zwischen ca. 10 und ca. 7) leuchteten die ersten Quasare und massereichen Sterne auf und verwandelten mit ihrer UV-Strahlung den Wasserstoff wieder in seine ionisierte Form zurück.
Zuvor war es eigentlich für Wasserstoffmoleküle schon kalt genug geworden. Aber bei der geringen Dichte, die das Universum zu der Zeit bereits hatte, reichte einfach die Zeit bis zur Re-Ionisation nicht aus. Zu wenige Wasserstoffatome waren inzwischen einem möglichen Partner für die Molekülbildung nahe genug begegnet. Deshalb gibt es im Raum außerhalb von den dichten Bereichen der Galaxien bis heute weder molekularen noch atomaren Wasserstoff in bedeutenden Mengen.
Innerhalb von Galaxien ist die Dichte hoch genug, und es gibt genug Zeit für eine Abkühlung des Gases und für die Begegnung zwischen den Atomen. Somit entsteht dort laufend in großen Mengen atomarer Wasserstoff aus ionisiertem, und in der Folge auch molekularer Wasserstoff aus atomarem. Die vielen großen Molekülwolken in unserer und in anderen Galaxien legen davon drastisches Zeugnis ab.
Nun neigt aber der molekulare Wasserstoff sehr stark dazu, Sterne zu bilden. Die massereichen unter ihnen erzeugen dann in den Molekülwolken viel UV-Strahlung. Und die wiederum heizt das Gas auf, zerlegt zuerst die Moleküle und danach auch noch die Einzelatome. Wenn einige Dutzend Millionen Jahre später die heißen, UV-reichen Sterne erloschen sind, vereinigen sich zunächst die Elektronen wieder mit den Wasserstoffkernen zu atomarem Wasserstoff. Und wenn keine weiteren Störungen eintreten, also genügend Zeit verfügbar ist, dann kühlt das Gas weiter ab und bildet wieder Wasserstoff-Moleküle.
Nun neigt aber der molekulare Wasserstoff sehr stark dazu, Sterne zu bilden. Die massereichen unter ihnen ... (siehe oben)!
Langer Rede kurzer Sinn: Die von Herrn Hilger zu Recht hinterfragte Stabilität des neutralen Wasserstoffs gibt es gar nicht. Aber es gibt trotzdem zu jeder Zeit in jeder Galaxie einen Anteil von neutralem Wasserstoff.
U.B.
Können Schwarze Löcher die dunkle Materie erklären ?
26.02.2019, Hans-Jürgen Schreyer, KehlbachDer erfolgreiche Nachweis von 11 Gravitationswellenereignissen innerhalb von 3 1/2 Jahren zeigt doch, dass es viele Schwarze Löcher im Universum gibt ( Artikel : Neue Gravitationswelle bricht alle Rekorde, Heft 02/2019, Seite 38, von Andreas Müller ). Da nur die Verschmelzung von Paaren Schwarzer Löcher bzw. ein Paar Neutronensterne zu einem Schwarzen Loch als Gravitationswellenereignisse gemessen werden können, kann von der Existenz von einer viel größeren Anzahl Schwarzer Löcher im Universum ausgegangen werden. Andreas Müller geht außerdem von 10 bis 100 Kollisionen zweier Schwarzer Löcher und 110 bis 3850 Verschmelzungen von Neutronensternpaaren zu einem Schwarzen Loch jährlich aus. Dies ergibt über lange Zeiträume eine sehr große Anzahl Schwarzer Löcher ! Könnten die unsichtbaren Schwarzen Löcher kleinerer und mittlerer Massen die Dunkle Materie erklären ?
Diese Frage ist sowohl von Sternfreunden wie Herrn Schreyer als auch von den Profis der Astronomie seit über einem halben Jahrhundert immer wieder gestellt worden. Und sie ist stets und immer wieder, und mit immer größerer Sicherheit mit "nein" beantwortet worden. Die Logik ist ganz grob die Folgende: Wir nehmen an, dass die gesamte fehlende Gravitation im Universum (also die gesamte Dunkle Materie) von Schwarzen Löchern gestellt wird. Das gibt ihre Gesamtmasse vor. Und wenn wir dann eine Masse (oder einen Massenbereich) für die einzelnen Löcher annehmen, dann ergibt sich daraus ihre Anzahl bzw. Dichte im Raum. Sehr groß und schwer dürfen sie nicht sein, denn sonst würden sie alle Galaxienscheiben bis zur Unkenntlichkeit zerfleddern. Sehr klein und leicht können sie auch nicht sein, denn dann wären sie sehr zahlreich und es müsste immer mal wieder eins durch das Sonnensystem geflogen sein und die Planetenbahnen sowie den Kuipergürtel stark gestört haben.
Beides trifft nicht zu. Dazwischen gab es ursprünglich einen Bereich, der beides vermeiden könnte. Aber dieser Bereich ist durch unsere zunehmenden Kenntnisse über das Universum immer kleiner geworden und praktisch verschwunden.
Einen kleinen Beitrag zur Dunklen Materie leisten sie natürlich - denn es gibt sie ja - aber sie können keine der wesentlichen Wirkungen der Dunklen Materie erklären.
U.B.
AMS-Kühlmittelpumpe auf der ISS
07.02.2019, Fritz Schauer, KirchzartenIn dem Interview von Uwe Reichert mit Stefan Schael von der RWTH Aachen über das AMS-Experiment auf der ISS (in SUW 6/2017) wird u.a. von dem notwendigen Austausch einer defekten Kühlmittelpumpe berichtet, der in einem diffizilen Außeneinsatz Ende 2018 erfolgen sollte.
Vielleicht ist es mir einfach entgangen, aber ich habe nichts darüber erfahren, ob diese Aktion im Zuge der kürzlich erfolgten Mission mit anschließendem Austausch der Crew erfolgreich von statten ging.
Für einen kurzen Hinweis wäre ich dankbar.
Mit freundlichen Grüssen
Wir haben bei Herrn Schael nachgefragt. Das neue Kühlsystem steht schon seit einiger Zeit zum Einbau bereit, der Starttermin ist jedoch auf Oktober 2019 verschoben worden. Das AMS-Team bemüht sich, das Instrument mit der letzten intakten Kühlmittelpumpe in Betrieb zu halten - bisher erfolgreich.
Vagabundierende Planeten
29.01.2019, Stefan Behrends, HamburgDie Entstehung vagabundierender Planeten wird oft im Zusammenhang mit der Entstehung eines neuen Sternsystem genannt. Die Bahnen der neuen Planeten sind noch nicht geordnet und verlassen wegen gegenseitiger Schwerkraftstörungen unter Umständen das noch junge Sternsystem.
Ist nicht aber der Tod eines Sternes, ein viel gravierenderes Ereignis für die Entstehung von vagabundierenden Planeten?
Dann nämlich, wenn der Stern einiges an Masse verliert, zum Weißen Zwerg schrumpft und dadurch seine äußeren Planeten aus der Schwerkraft entlässt.
Mich würde interessieren welche äußeren Planeten unseres Sonnensystems, aus der Schwerkraftbindung unserer Sonne entlassen werden, wenn sie zum Weißen Zwerg geworden ist.
Merkur, Venus und vielleicht auch Erde werden am Ende von dem Roten Riesen verschluckt, die äußeren Planeten entfliehen ins Weltall, wenn die Sonne zum Weißen Zwerg wird, und zurück bleibt nur noch unser kleiner Mars, der den Weißen Zwerg Sonne umkreist.
Liege ich mit dieser Einschätzung völlig falsch?
Allmählicher Massenverlust eines Sterns führt nicht dazu, dass die äußeren Planeten das System verlassen. Ihre Bahnradien werden lediglich größer, und zwar umgekehrt proportional zur Masse. Wenn also die Sonne zum typischen Weißen Zwerg von 0,6 Sonnenmassen schrumpft, dann wachsen die Planetenbahnen nur um 67 Prozent im Radius. Selbst ein Stern von z.B. 5 Sonnenmassen, der zu einem Zwerg von nur 0,6 Sonnenmassen wird, würde seine äußeren Planeten alle behalten.
Dagegen wird ein plötzlicher Massenverlust um mindestens einen Faktor 2 zum kompletten und sofortigen Entfliehen eines Planeten führen. Das kommt jedoch nur bei der Supernova-Explosion eines Sterns von ursprüngich über 8 Sonnenmassen vor. Unter "plötzlich" ist hierbei ein Verlust innerhalb einer Umlaufperiode des jeweiligen Planeten zu verstehen.
U.B.
Größenangaben zu Ferngläsern und Teleskopen
20.01.2019, Lutz Füßling, WürzburgOft liest man sinngemäß Bemerkungen der Art: "mit kleineren Teleskopen zu beobachten". Da ich das Astro-Hobby grade wiederentdeckt habe, würde mich interessieren, wo mein Celestron, SC 8", f/10 in Ihrer Skala einzuordnen ist, bzw. wo Sie die Grenzen klein/mittel/groß sehen.
Falls diese Frage in den Heften schon öfter erklärt wurde, würde ich mich auch über eine kurze E-Mail freuen.
Herzlichen Dank im Voraus!
Eine richtig scharfe Definition verwenden wir hierbei nicht. Die Sichtbarkeit eines Objekts oder von Objektdetails hängt ja außer vom Teleskop auch sehr stark vom Wetter und der Himmels-Aufhellung ab. Insofern ist bei jeder solchen Angabe eine gewisse Unschärfe unvermeidlich. Dennoch ist die Frage berechtigt. Für Klaus-Peter Schröder, unseren hauptsächlichen Autor diesbezüglicher Beiträge, ist ein kleines Teleskop eines mit 8-10 cm Öffnung; 15-20 cm Durchmesser stellen für ihn ein mittleres Teleskop dar, und 25-50cm ein großes.
U.B.
Frage zu einer historischen Himmelsbeobachtung
20.01.2019, Prof. Dr. Klaus Peter Zeyer, AltomünsterSalar ist gefährdet
17.01.2019, Wolfgang SauerMondentfernung selbst messen
14.01.2019, Dr. Mario Flory, Krakaumit großem Vergnügen habe ich den Artikel "Die Mondentfernung selbst messen" von Prof. Backhaus in SuW 1/2019 gelesen, leider fehlt dabei meine eigene "Lieblingsmethode". Diese geht bereits auf Aristarchos von Samos zurück und beruht auf der Beobachtung einer Mondfinsternis. Kurz gesagt kann man sich den Mond als Projektionsfläche vorstellen, der Kernschatten der Erde ist dabei die Projektion der Erde durch die Sonne. Die maßgebliche Größe die durch die Beobachtung nun festgestellt werden muss ist der scheinbare Winkeldurchmesser des Kernschattens auf Höhe der Mondbahn. Bei bekanntem Erdradius kann man dann mit etwas Trigonometrie die Erd-Mond Distanz abschätzen.
Nähere Erläuterungen zu dieser Methode finden sich im Buch "Aristarchus of Samos, the ancient Copernicus" von Thomas Heath oder dem Englisch-sprachigem Wikipedia- Eintrag "On the Sizes and Distances (Aristarchus)" (https://en.wikipedia.org/wiki/On_the_Sizes_and_Distances_(Aristarchus) ).
Stoßfronten und Überschallgeschwindigkeit ?
13.01.2019, Hans-Jürgen Schreyer, KehlbachDie Antwort auf die erste Frage ist kompliziert. Sie ist ausführlich auf der Seite "Leser fragen, Experten antworten" in SuW 01/2017 (S. 8) beschrieben.
Zur zweiten Frage: Das interstellare Medium ist ein sehr dünnes Gas. Wie jedes andere Gas besitzt es eine Schallgeschwindigkeit, die je nach Temperatur meist zwischen 1 km/s und einigen Dutzend km/s liegt. Sobald sich ein Körper mit mehr als dieser Geschwindigkeit durch das Gas bewegt, erzeugt er einen Überschallknall wie ein Düsenjäger, eine Kanonenkugel oder ein Meteor(it) in der irdischen Luft.
U.B.
Auch transversaler Dopplereffekt
07.12.2018, Rudi Knoth, MünchenDas Alter der Welt und die Bibel
03.12.2018, Stephan Buchfellner, Waging am Seeich bin seit einigen Jahren begeisterter Abonnent Ihrer Zeitschrift. Der Weltraum mit seiner unglaublichen Weite fasziniert mich jeden Tag aufs Neue. Für mich persönlich ist das Universum einer der größten Beweise für die Existenz eines liebevollen Schöpfers.
Zum Artikel "Das Alter der Welt" von Erik Høg (SuW 10/2018) möchte ich gerne etwas richtigstellen. Darin wurde erklärt, Zeugen Jehovas würden daran glauben, dass sich das Alter des Universums und der Erde auf wenige tausend Jahre belaufe. Diese Behauptung ist leider schlicht falsch. Ich bin selbst ein Zeuge Jehovas. Wie der Artikel ganz richtig ausführt, ist es sehr wichtig, Meinungen zu hinterfragen, bevor man sie übernimmt. So bin auch ich durch Hinterfragen und persönliche Überlegungen zu meiner Überzeugung gekommen.
Zum Thema Alter der Welt ist folgendes zu sagen: Die Bibel spricht sehr wohl von Schöpfungstagen. Sie stützt aber keineswegs die Annahme, dass es sich dabei um 24-Stunden-Tage gehandelt haben muss. Eine solche Zeitangabe für die Entstehung der Welt würde in der Tat in krassem Widerspruch zu wissenschaftlichen Fakten stehen. Vielmehr werden in der Bibel mit dem Ausdruck "Tag" oft Zeitspannen unterschiedlicher Länge beschrieben. Die sechs Schöpfungstage waren demnach offensichtlich einfach lange Zeitperioden, in denen Gott die Erde geschaffen und bewohnbar gemacht hat. Der biblische Schöpfungsbericht widerspricht also nicht den wissenschaftlichen Erkenntnissen über das Alter des Universums. Die Bibel ist kein wissenschaftliches Lehrbuch, aber wenn sie darüber Aussagen macht, stimmen diese immer mit gesicherten Erkenntnissen überein.
Ansonsten möchte ich mich für Ihre tolle Zeitschrift bedanken und freue mich wie immer sehr auf die nächste Ausgabe.
Was schlug in Grönland ein?
20.11.2018, Ralph FischerIn dem Artikel "Was schlug in Grönland ein?" ist mir folgender Satz aufgefallen:
"... bis hinunter zu nur 12 000 Jahren für das Entstehungsalter aus, diese Frage muss nun dringend anhand weiterer geologischer Untersuchungen und radiometrischer Datierungen geklärt werden". Was könnte daran "dringend" sein?
Mit freundlichen Grüßen
Mit "dringend" meinte ich, dass die Impaktforscher weltweit sehr gern wissen möchten, von wann der Krater wirklich ist. Ist er wirklich so jung, wie es das Forscherteam um Kurt Kjaer annimmt? Oder ist der Krater doch viel älter?
Aus der Beantwortung dieser Fragen könnten sich auch wichtige Hinweise für die Ursachen der unterschiedlichen Warm- und Kaltzeiten während des seit drei Millionen Jahren anhaltenden Eiszeitalters, des Pleistozäns, ergeben. Innerhalb dieses Zeitalters befinden wir uns seit rund 12000 Jahren in einer zwischeneiszeitlichen Warmphase, dem Holozän.
Dr. Tilmann Althaus
Erklärungsvarianten der gravitativen Rotverschiebung
25.10.2018, Norbert Feist, GersthofenIn Wikipedia ( https://de.wikipedia.org/wiki/Tests_der_allgemeinen_Relativitätstheorie#Gravitative_Rotverschiebung ) z. B. steht in Bezug auf den äquivalenten umgekehrten Fall der gravitativen Blauverschiebung „Solch einfache Herleitungen übergehen allerdings die Tatsache, dass in der ART vielmehr Uhrengangraten als Energien verglichen werden. Mit anderen Worten, die „höhere Energie“ des Photons nachdem es gefallen ist, kann auch dem langsamen Gang der Uhren in tieferen Bereichen des Gravitationspotentials zugeschrieben werden.“
Man kann dies als unterschiedliche Betrachtungsweisen abtun. Aber letztlich handelt es sich doch wohl bei diesem wichtigen relativistischen Effekt um eine gravitative Zeitdilatation, primär also auch um einen Einfluss auf die emittierende Quelle (Atom) und nicht auf das Photon. Nur ist die Frequenz des Oszillators nicht wie in der SRT von seiner Bewegung sondern von der Stärke des Gravitationsfeldes abhängig. Nicht umsonst muß man die Gangrate der GPS-Satellitenuhren vor dem Launch um einen bestimmten Betrag (4,4·10−10 ) gegenüber der der Bodenuhren verringern, damit diese dann „oben“ nicht schneller gehen als die Bodenuhren.
An sich sind beide Sichtweisen "richtig", aber die allgemein-relativistische ist vorzuziehen. Zwar verliert das Photon beim Aufsteigen aus dem Gravitationsfeld "wirklich" die genannte Energiedifferenz, aber nicht wirklich, weil es Arbeit (im klassischen bzw. speziell-relativistischen Sinn) leistet, sondern - viel konsequenter relativistisch gesehen - wegen des von außen gesehenen langsameren Gangs der atomaren "Uhren" tief unten im Gravitationsfeld.
Insoweit gebe ich Herrn Feist freudig Recht. An einem Punkt möchte ich Herrn Feist im gleichen Sinne sogar noch etwas präzisieren: Es ist auch nicht ein "Einfluss auf die emittierende Quelle", die die Rotverschiebung verursacht, sondern es ist wirklich und ausschließlich der Unterschied zwischen der Lage der emittierenden Quelle und der Lage des Empfängers. Das emittierende Atom schwingt nicht langsamer, es weiß nichts von dem gravitativen Potential, in dem es sich befindet. Es hat exakt die gleichen Eigenschaften, die es hier auf der Erde oder irgendwo im interstellaren Raum hätte.
Ulrich Bastian