Unterrichtsmaterial

Schon der US-amerikanische Astronom Andrew Ellicott Douglass (1867–1962, 1. Direktor des Steward-Observatoriums in Arizona) vermutete einen Zusammenhang zwischen den Dicken der Jahresringe von Bäumen und dem Sonnenzyklus. Er schuf die Dendrochronologie (Dendron (griech.): Baum) – die Lehre von der Baumringdatierung, die aber zunächst nur für die Archäologie bedeutsam wurde. Inzwischen wird sie zunehmend auch in der Naturwissenschaft genutzt, um z. B. Daten zum Klima-Wandel zu gewinnen. Mittlerweile erhält die Vermutung von Douglass Unterstützung, indem Hinweise auf den Einfluss des Sonnenzyklus auf das Baumringwachstum im Zusammenhang mit den solaren Aktivitätszyklen von Schwabe (ca. 11 Jahre), Hale (ca. 22 Jahre) und Gleissberg (70 bis 90 Jahre) in wissenschaftlichen Zeitschriften genannt werden. Im Zentrum des vorliegenden WIS-Beitrags steht eine Workshop-Aufgabe zur Bestimmung von Baumringdicken und anschließender Auswertung der Ergebnisse. Ausgehend von den zentralen Objek-ten Baum und Holz zeigen Bezüge zu ganz verschiedenen Wissenschaftsdisziplinen die fächerver-knüpfende Kraft der Astronomie. Diese strahlt dann auf die einzelnen Disziplinen zurück, indem aus der Verquickung der Inhalte Sinnhaftigkeit und daraus folgend Interesse beim Schüler entsteht.

Wenn wir am nächtlichen Abendhimmel Sternbilder betrachten, sieht es so aus, als wären diese wie zweidimensionale Bilder an eine riesige kugelförmige Himmelsphäre angeheftet. Kein Wunder also, dass frühe Weltmodelle diese Beobachtung genauso wiedergeben. In Wahrheit sind die für uns sichtbaren Sterne jedoch weder gleich weit von der Erde entfernt, noch gleich alt oder gar gleich groß – das gilt auch für die Sterne innerhalb eines Sternbildes! Wie Sternbilder in 3D aussehen und wie man 3D-Modelle von ihnen herstellt, ist Inhalt dieses WIS-Beitrags.

Die Existenz Schwarzer Löcher wurde in den letzten Jahren experimentell zementiert. Sie befinden sich unter anderem im Zentrum der meisten Galaxien und sind eine Vorhersage der allgemeinen Relativitätstheorie sowie moderner Sternentwicklungsmodelle. Wahrscheinlich werden die meisten den Begriff Schwarze Löcher bereits aus den Medien, aus Filmen oder aus der Literatur kennen. Aber was sind Schwarze Löcher? Wie entstehen sie, und wie kann man sie nachweisen? Das vorliegende Material geht diesen und weiteren Fragen auf den Grund.

Flüssiges Wasser gilt als das Elixier des Lebens. Schon deswegen ist das Aufspüren von Wasser im Weltraum immer auch mit dem Hintergedanken der Suche nach Leben verbunden. Aus irdischer Sicht könnten wir die Vorstellung entwickeln, dass die Erde ein mit Wasser gesegneter Himmelskörper ist. Ist dem wirklich so? Befindet sich die Erde im Sonnensystem an einem wasserreichen Ort (wobei natürlich auch Wassereis einbezogen wird)? Dieser Frage wollen wir im WIS-Beitrag nachgehen. Schüler können sich der Beantwortung der Frage, wie das Wasser (in allen Aggregatzuständen) im Sonnensystem verteilt ist selbst nähern, indem sie Daten recherchieren, kleine Rechnungen durchführen und die Ergebnisse grafisch auswerten. In SuW erscheinen immer wieder Nachrichten, die Bezüge zum Wasservorkommen im Sonnensystem haben (so z. B. im aktuellen Heft 6/2022: „Venusatmosphäre zu trocken für Leben“ und im kommenden Heft 7/2022: „Ein Wasserozean im Inneren von Mimas?“.

Den Begriff ‚Gleichgewicht‘ nutzen wir in vielfältiger Art und Weise. So z. B. reden wir vom seelischen Gleichgewicht, vom Gleichgewicht des Schreckens oder vom ökologischen Gleichgewicht. Auch die Stabilität unserer physikalischen Welt und ganz speziell unserer kosmischen Welt bedarf aber eines Gleichgewichts. Dieser Beitrag gibt Anregungen zur Beschäftigung mit dem physikalischen Gleichgewicht des Archimedes, mit Schwerpunkten von einfachen Flächen und von kosmischen Systemen sowie mit Gleichgewichtsorten im All nach Lagrange.