Hanslmeier Arnold - Dimensionen des Weltalls

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ALLes in ALLem …
Dass sich das Universum ausdehnt, ist eine der ganz großen Entdeckungen der Menschheit. Daraus folgt, dass es einen Ursprung gegeben haben muss, in dem die gesamte Materie auf einen winzigen Punkt konzentriert war.
Doch wann und wo hat dieser Urknall stattgefunden? Wie groß ist das Weltall? Wie ist die Sonne entstanden? Haben sich die Planeten ebenfalls zur gleichen Zeit wie die Sonne gebildet?
Wir können nur etwa fünf Prozent des Universums beobachten, woraus bestehen die restlichen 95 Prozent? Gibt es außerirdisches Leben? Finden wir Spuren vielleicht sogar in unserem Sonnensystem?
Die Astronomie ist eine Wissenschaft, die im Gegensatz zu den anderen Naturwissenschaften keine Experimente im klassischen Sinn machen kann. Wir können nicht in andere Galaxien fliegen und dort Sterne untersuchen. Die einzige uns zugängliche Information von Sternen, Galaxien und anderen Himmelskörpern ist deren Licht. Der bekannte Grazer Astronomie-Professor Arnold Hanslmeier zeigt, wie man durch einfache Beobachtungen Aussagen über ferne Sterne und Galaxien machen kann und erklärt erklärt die Dimensionen des Weltalls einfach und klar, um die zugrundeliegenden Theorien dem interessierten Publikum näherzubringen.
– 100 schwierige Fragen einfach beantwortet
– Praktische Tipps zur eigenen Himmelsbeobachtung
– Neueste Erkenntnisse

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Sonne und Mond stehen in einer Linie bei den beiden Mondphasen:

•Vollmond

•Neumond

Dann spricht man von einer Springflut , bei der der Unterschied zwischen Ebbe und Flut besonders groß ist. Befindet sich der Mond im ersten oder letzten Viertel, heben sich die Kräfte von Sonne und Mond fast auf und man hat eine Nippflut , der Gezeitenhub ist deutlich geringer.

Ein bisschen Mathematik sei an dieser Stelle wieder erlaubt. Die Gezeitenbeschleunigung, die ein Himmelskörper der Masse m auf die Erde ausübt, ist gegeben durch:

Dimensionen des Weltalls - изображение 309

R ist der Radius der Erde, r ist der Abstand Erde-Mond.

Diese Beschleunigung nimmt also mit der Dritten Potenz der Entfernung ab. Obwohl die Sonne die 24-millionenfache Masse des Mondes besitzt, ist ihre Gezeitenkraft auf die Erde nur etwa die Hälfte des Mondes! Das können wir leicht nachrechnen. Die Sonne ist etwa 400 mal weiter von uns entfernt als der Mond, also entspricht ihre Beschleunigung 24 000 000/400 3=24 000 000/(400 x 400 x 400) = 24 000 000/(64 000 000), also in etwa 1/2 des Mondes (Zahlen aufgerundet).

картинка 310DIE KRAFT DES MONDES

Sehr oft wird behauptet: Der Mond verschiebt die riesigen Wassermassen auf der Erde, also ist völlig klar, dass er auch einen Einfluss auf uns und andere Lebewesen und Pflanzen haben muss. Wir zeigen aber, dass solche Einflüsse jedenfalls keine Gezeitenkräfte sein können, denn diese hängen ab von:

•der Ausdehnung des jeweiligen Körpers,

•dessen Masse und

•nehmen mit der dritten Potenz des Abstandes ab.

Die Gezeitenbeschleunigung des Mondes für die Erde beträgt etwa 10 -15m/s 2, also nur etwa 1/1 000 000 000 000 000 der Beschleunigung durch die Erdanziehung. Nehmen wir nur einen zehn Meter hohen Baum. Die Gezeitenbeschleunigung, die der Mond auf diesen Baum ausübt, beträgt dann nur etwa 9 10 -14m/s 2, also nur etwa 1/100 000 000 000 000 der Erdbeschleunigung. Gezeitenkräfte spielen also für diesen Baum überhaupt keine Rolle, für noch kleinere Objekte schon gar nicht, da ja die Größe des Objektes in die Formel eingeht.

Aber wie sieht es mit der vom Mond ausgeübten Anziehungskraft aus, die ja nicht mit der dritten Potenz des Abstandes, sondern nur mit dem Quadrat des Abstandes abnimmt und folglich größer ist als die Gezeitenkraft? Die Anziehungsbeschleunigung, die der Mond auf die Erde ausübt, beträgt bei mittlerer Entfernung 3,39 10 -5m/s 2. Das ist immerhin etwas mehr als ein Millionstel der Erdanziehung.

Trotzdem gibt es sehr viele, die an die Kraft des Mondes glauben. Statistisch lässt es sich jedoch nicht nach weisen, dass bei Vollmond mehr Verkehrsunfälle, Straftaten etcetera geschehen. Vielleicht ist es eine Art subjektiver Wahrnehmung. Wir haben schlecht geschlafen, aus irgendeinem Grund. Wir stehen nachts auf und blicken aus dem Fenster, und erkennen sofort den Grund: Es ist Vollmond. Möglicherweise gibt es auch andere Tage, an denen wir schlecht schlafen, aber man assoziiert die Phase Vollmond mit „Schlecht Schlafen“ und macht den Mond dafür verantwortlich. [ картинка 311Bei Vollmond schlecht schlafen? S. 216]

Die Anziehungskraft des Mondes auf die Erde, wenn der Mond in Erdnähe oder in Erdferne steht, beträgt:

Mond in Erdnähe 0,000037
Mond in Erdferne 0,000030

Der Unterschied zwischen der Mondanziehung bei Erdnähe beziehungsweise Erdferne beträgt weniger als ein Millionstel der Anziehungskraft durch die Erde!

Mit diesen Überlegungen wird es schwer, sich vorzustellen, dass von den Gezeitenwirkungen des Mondes oder seiner Beschleunigung auf die Erde irgendwelche geheimnisvollen Kräfte ausgehen sollen, die das Leben, Wachstum und Ähnliches beeinflussen, was aber nicht heißt, dass es nicht doch Einflüsse, die wir derzeit nicht kennen, geben könnte; gute wissenschaftliche Praxis bedeutet, dass man niemals etwas ausschließen sollte.

картинка 312DER MOND UND DIE ENTSTEHUNG DES LEBENS?

Große Bedeutung dürfte der Mond für die Entwicklung des Lebens auf der Erde gehabt haben. Das Leben entstand, wie man heute vermutet, in den Ozeanen vor etwa 3,6 Milliarden Jahren. Nur dort waren die ersten einzelligen Lebewesen vor der gefährlichen Ultraviolettstrahlung der Sonne geschützt. Es gab noch keinen Sauerstoff in der Erdatmosphäre und deshalb auch keine Ozonschicht, die das Leben schützte. Erst mit der Photosynthese, bei der Sauerstoff frei wird, reicherte sich die Erdatmosphäre mit Sauerstoff an. Leben konnte sich dadurch auch auf das Land ausbreiten, eine wichtige Rolle spielten dabei sicherlich die Gezeiten, also Ebbe und Flut.

Darüber hinaus stabilisiert der Mond die Erdachse.

картинка 313DIE ERDACHSE ALS KREISEL

Unsere Erde kann man mit einem Kreisel vergleichen. Stellen wir uns einen Kreisel vor, den wir in rasche Rotation versetzen und dann leicht anstoßen. Was wird passieren? Die Drehachse des Kreisels beginnt zu rotieren. Sie zeigt in verschiedene Richtungen. So verhält es sich auch mit der Erdachse, die um 23,5 Grad geneigt ist. Das Anstoßen übernehmen hier die Kräfte des Mondes und der Sonne. Sie versuchen, die Erdachse aufzurichten, und diese reagiert ähnlich wie der vorher besprochene Kreisel mit einer Kreisbewegung. Das heißt die Rotationsachse der Erde zeigt im Lauf von 26 000 Jahren in verschiedene Richtungen. [ картинка 314Den Polarstern finden S. 226]

картинка 315WAS IST DER POLARSTERN?

Verlängert man die Erdachse zum Himmel, dann zeigt sie zu einem relativ hellen Stern, dem Polarstern. Der Polarstern befindet sich in der Nähe des Himmelsnordpols. Aber wie wir gesehen haben, ändert sich das im Lauf der Zeit.

Die alten Griechen kannten keinen Polarstern, die Erdachse zeigte nicht zu unserem Polarstern und in 12 000 Jahren wird der helle Stern Wega der Polarstern sein. Die Erdachse behält aber ihre Schiefe von 23,5 Grad in etwa bei, sie ändert sich nur im Bereich 22,5 bis 24,5 Grad. Größere Änderungen würden deutlich ausgeprägtere Jahreszeiten hervorrufen, was zu Klimaschwankungen führt. Diese Änderungen hätten eine negative Auswirkung für die Entwicklung des Lebens. Die kleine Änderung von etwa 2 Grad hat zusammen mit periodischen Änderungen des Abstandes Erde-Sonne zur Bildung der Eiszeiten geführt (Theorie von Milankovitsch).

картинка 316WOHER KOMMT UNSER MOND?

Der Mond ist bisher der einzige Himmelskörper, der von Menschen betreten wurde. Ein wichtiges Ziel dieser Mondmissionen war es, Aufschlüsse über die Entstehung des Sonnensystems zu erhalten, sowie über die Entstehung unseres Mondes. Zunächst gab es mehrere Theorien:

Man könnte annehmen, Erde und Mond seien quasi als Doppelplanet gleichzeitig entstanden.

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