Kategorie: Astronomie

Wieso ist Ostern manchmal so früh und manchmal so spät?


Liebe Leserinnen und leser,
Ansatzweise dürften die meisten von euch wissen, wie sich das Osterfest terminiert. Lasst uns trotzdem mal kurz drauf schauen, wie der Kalender an dieser Stelle funktioniert.
Der Ostersonntag ist in der Regel der erste Sonntag nach dem ersten Vollmond nach dem astronomischen Frühlingsanfang, der Tag-Nacht-Gleiche.
Ostern ist das einzige Fest, das noch primär von astronomischen Gegebenheiten abhängt. Fasching, Muttertag, Chr. Himmelfahrt, Fronleichnam und  Pfingsten leiten sich davon ab.
Bis zum Konzil im Jahre 325 n. Chr. feierten verschiedene Gemeinden das Osterfest an unterschiedlichen Tagen. Dort wurde beschlossen, dass ein einheitlicher Termin gefunden werden muss, an dem alle Brüder und Schwestern der Christenheit gemeinsam das Osterfest, die Auferstehung Jesu, begehen und feiern sollen.
Es fällt ungefähr mit dem Jüdischen Pessach-Fest zusammen.
Ostersonntag ist meistens der Sonntag nach dem ersten Vollmond des astronomischen Frühlingsanfang. Somit kann die Auferstehung Jesu frühestens am 22.03. und spätestens am 26.04. stattfinden. Dieses Datum war Papst Gregor in seinem Kalender zu spät. Deshalb führte er eine Regel ein, die den 25.04. als spätesten Termin erlaubt.
In dem seltenen Fall, wird Ostern einfach eine Woche vorgezogen.

Im Volksmund wird als Frühlingsanfang oft der 21.03. angegeben. Das stimmt nicht ganz. Er kann zwischen dem 19.03. und dem 21.03. variieren, abhängig vom Abstand zum letzten Schaltjahr.
Kalendarisch wird aber immer der 21.03. als Rechengrundlage genommen, was manchmal, z. B. in 2019 zum sog. Osterparadox führt. Ich schrieb darüber in
Fällt Ostern 2019 aus?.

Vierzig Tage von Ostern zurück gerechnet, ergibt
Fasching, da von Aschermittwoch bis Ostersonntag gefastet wird. fünfzig Tage vorwärts ergibt Pfingstmontag.
Das sieht man noch im Italienischen Begriff „Pente Coste“.
Früher wurde zwischen Ostern und Pfingsten noch gefastet. Das bedeutete, dass die Sonntage, an denen nicht gefastet wurde, nicht mitgezählt wurden. So mit war man nach heutiger Rechnung mit den Sonntagen erst bei 43 gültigen Zähltagen. Da es sich um sieben nicht gezählte Sonntage handelt, ergänzen sich diese zu einer weiteren Woche. Das bedeutet, dass Pfingsten, als noch gefastet wurde, eine Kalenderwoche später war, als heute, wo auch die Sonntage gezählt werden und nicht mehr nach Ostern gefastet wird.

Es liegt also auf der Hand, dass die Kirche stets daran interessiert war, das Osterfest und die sich daraus ableitenden Festtage pünktlich zu begehen. Dazu gehört auch, dass man es kalendarisch zuverlässig und genau vorausberechnen kann.
Hier liegt aber genau der Hase im Pfeffer.
Einerseits orientiert sich der heute weltweit akzeptierte Gregorianische Kalender am Sonnenjahr mit seinen 365 Tagen, andererseits hängt Ostern vom ersten Frühlingsvollmond ab. Aus diesem Grunde müssen wir immer einen Mondkalender mit durch unseren Kalender laufen lassen.
Der Islam tut dies sehr konsequent. Deshalb läuft die Islamische Fastenzeit, der Ramadan stets durch das ganze Jahr hindurch. Mal ist er im Sommer, was den Muslimen besonders in heißen Ländern viel abverlangt, da man über Tag nichts trinken darf, mal ist er im Winter.
Genau diesen Effekt wollte man beispielsweise bei unserem Weihnachtsfest nicht haben, weshalb es auf ein Datum unabhängig vom Mond terminiert wurde. Somit rollt Heilig Abend nur durch die Wochentage.

Ostern läuft niemals durch das ganze Jahr, weil seine Berechnungsgrundlage der erste Frühlingsvollmond ist.
Genau hier ist Ostern gefangen. Das Fest hängt am Bendel des Frühlingsanfanges.

Um dieses Problem, der Berechnung des Ostertages zu lösen, gab der Mathematiker und Jesuitenpater Christophorus Clavius im 16. Jahrhundert eine Rechenvorschrift heraus, die allerdings noch sehr unhandlich war.
Der Mathematiker und Astronom Karl-Friedrich Gauß griff diese Rechenvorschrift auf und verfasste im Jahre 1800 eine vereinfachtere Lösung, um den Ostertermin zuverlässig im voraus bestimmen zu können. Es ist ein textlich verfasster Algorithmus und keine geschlossene Formel, wie z. B. R-Quadrat mal Pi ($R^2 \cdot \pi$) die Kreisfläche für einen vorgegebenen Radius R, berechnet.

Für heutige Computer gibt es diese Rechenvorschrift als Programm, so dass sie dieses „verdauen“ können.
Ich erspare uns jetzt, wie dieser Algorithmus genau funktioniert. In Wikipedia ist er schön anschaulich beschrieben.
Beschreibung der Osterformel
Hier nur einige Randbedingungen, die berüchsichtigt werden müssen, um zu veranschaulichen, dass die Sache nicht ganz trivial ist.

  • Ein Mondumlauf benötigt etwas mehr als 29 Tage. Dieser Fehler schaukelt sich auf, wenn man ihn vernachlässigt.
  • Wir haben Monate mit 28, 29, 30 und 31 Tagen. Vor allem das Schaltjahr muss berüchsichtigt werden.
  • Im Gregorianischen Kalender gibt es die Jahrhundert-Regel, so dass nicht alle vollen Hunderter, obwohl durch vier teilbar, Schaltjahre sind.
  • Alle 400 Jahre muss ein weiterer Schalttag eingefügt werden.

Vor Clavius und Gauss musste das Osterfest von Astronomen händisch mittels Tabellen berechnet werden. Das bedeutete, dass man von Mondphase zu Mondphase, von Jahr zu Jahr etc. schritt für schritt springen musste.
Ja, der schlaue Gauß. Diese sog. Osterformel, ist nur ein ganz kleiner Teil, seines Schaffens. Ich denke, er wird mal ein eigener Artikel werden.
Ich erinnere mich noch, dass wir diese Formel mal im Studium in einer Rechnerübung programmieren mussten. Keine Ahnung mehr, ob ich es damals schaffte, aber ich denke schon.

Jetzt wünsche ich euch allen ein frohes und erfülltes Osterfest.

Es grüßt euch ganz herzlich

Euer Blindnerd.

 

Gedenken an Stephen Hawking


seid herzlich gegrüßt,

Endlich ist er fertig, mein Artikel zum Gedenken an

Stephen Hawking.

 

 

Ein großer Astronom ist von uns gegangen. Jeder wird das vernommen haben, dass am 14.03.2018 der große Physiker, Stephen Hawking, verstarb.

Er wurde auf den Tag genau 300 Jahre nach Galileo Galilei geboren. Er bekleidete denselben Professorenstuhl, wie Isaac Newton.

Und sein Todestag fällt mit dem Geburtstag von Albert Einstein zusammen.

 

Für mich stellt sich jetzt als Blogger die Frage, was ich über ihn schreiben möchte, das nicht schon in den letzten Tagen geschrieben wurde.

Sein Lebenslauf und alles ist an anderen Stellen schön nachzulesen. Aus diesem Grunde habe ich mich entschlossen, ganz einfach darüber zu schreiben, wie ich ihn erlebt und wahrgenommen habe und welche astronomische Fragestellung mich bei ihm bis heute fasziniert.

Auf jeden Fall werde ich sicher nicht über seine Einschränkung berichten, denn damit würde ich einen der größten Physiker auf seine Behinderung reduzieren.

Über diese Reduktion, muss ich aber kurz schreiben.

Das erste Mal kam ich mit den Schriften Hawkings 1992 in Berührung. Damals hatte er gerade mit seinem Buch „Eine Kurze Geschichte der Zeit“ einen enormen Durchbruch. Es gab auch einen Kinofilm dazu.

 

Oft wurde ich von verschiedensten Personen gefragt, ob ich Stephen Hawking kenne. Und das war wirklich eine merkwürdige Erfahrung. Ich wurde weniger danach gefragt, weil mich interessieren könnte, was er schreibt, sondern eher, weil er eben diese schwere Einschränkung hatte.

Und das bildete ich mir nicht ein, denn die Frager waren erstaunt, dass ich ihn nicht kenne. Sie gingen davon aus, dass uns alleine schon verbinden sollte, dass wir beide eine Einschränkung haben. Das tut es nicht. Es kennen sich nicht alle Menschen mit Beeinträchtigung untereinander, und wir haben uns auch nicht alle zwangsläufig ganz lieb.

Was er zu tun fähig war, ist so grenzenlos außergewöhnlich, dass er für mich als Mensch mit Beeinträchtigung kein Vorbild sein kann. Das ist auch ohne, Behinderung für fast alle Menschen unerreichbar, was er leistete.

Außerdem sind funktionierende Gliedmaßen keine Grundvoraussetzung, ein guter Physiker zu sein.

Aber es stimmt schon. Wenn er mit seiner Computerstimme sprach, dann klang das schon irgendwie, wie ein Orakel, vor allem, weil Schwarze Löcher etc. für uns etwas ungreifbares vielleicht sogar etwas mysteriöses und jenseitiges sind.

Mit der Sprachausgabe, die er benutzte, Modell Dectalk, , habe ich früher auch gearbeitet. Die konnte man sogar singen lassen.

 

Wie auch immer. Jetzt würdigen wir sein Lebenswerk an einem Beispiel.

Wie gesagt, kam ich in den 1990er Jahren mit seinen Büchern in Kontakt. Es war gar nicht so einfach, sie zu lesen, weil sie noch nicht als Hörbücher verfügbar und die Scanner und Texterkennung auch noch nicht so gut waren.

Ich ging dennoch zur Stadtbücherei und lieh mir das Buch, „Eine Kurze Geschichte der Zeit“, aus. Mit meinen Mitstudenten machten wir eine Art Wettbewerb daraus, wer ehrlich mit Hand auf dem Herzen bis zu welcher Seite kam, bevor das Verständnis abbrach.

Ich meine mich zu erinnern, dass ich im guten Mittelfeld lag. Irgendwann musste ich schon deshalb aussteigen, weil meine Texterkennung mit den wenigen mathematischen Formeln überhaupt nichts anfangen wollte.

 

Sicher. Für Astronomie, Weltraumtechnik und alles, interessierte ich mich schon immer. Aber Hawking war auf jeden Fall ein Türöffner zu den Schwarzen Löchern und dem Urknall für mich, wie Rudolf Kippenhahn und Isaac Asimov ein Zugang zur Funktionsweise von Sternen und zu unserem Sonnensystem waren.

Es gab auch noch weitere Wegbegleiter für mich, die ich mir jetzt erspare, weil heute nur der eine gefeiert wird.

 

Die meisten von euch werden wissen, was ein schwarzes Loch ungefähr ist, weshalb ich mich hier kurzfassen kann.

Der Tod eines Sternes, dessen Verlauf und was er danach ist, hängt im wesentlichen von seiner Masse ab. Ich schrieb schon über die Möglichkeit, des Neutronensterns.

Sie wiegen wenige Sonnenmassen und sind aber so kompakt, dass sie nur vielleicht 15 km Durchmesser besitzen. Ihre Atome sind zerquetscht, so dass sie nur noch fast aus Neutronen bestehen.

Ein Fingerhut voll dieses Materials wiegt milliarden Tonnen.

Der Physiker Oppenheimer und andere stellten sich nun die Frage, was geschieht, wenn Sterne kolabieren, die noch deutlich schwerer sind. Er fand heraus, dass irgendwann der Druck auf das Neutroniun so hoch sein könnte, dass es der Gravitation auch nicht mehr Stand halten würde. Der Kollaps ginge dann weiter und weiter. Die Gravitation nähme immer mehr zu und der Sternrest wird immer kleiner, bis die Gravitation in einem unendlich kleinen Punkt vielleicht unendlich ist.

Dann ist das Schwarze Loch fertig.

 

Jeder Körper, der sich aus dem Gravitationsfeld eines Himmelsobjektes, z. B. Stern, Planet oder Mond bewegen möchte, braucht je nach Masse, des Himmelsobjektes eine Fluchtgeschwindigkeit.

Ich glaube, die eines Raumschiffs, das die Erde verlassen möchte, beträgt 11,2 km/s. Was langsamer ist, bleibt gefangen und schafft es besten Falls in eine stabile Umlaufbahn.

Denkt man sich jetzt immer mehr Gravitation, dann ist die Fluchtgeschwindigkeit irgendwann höher, als die Lichtgeschwindigkeit 300.000 km/s. Das bedeutet, dass in einem so schweren Gebilde, sogar das Licht gefangen bleibt.

Nochmal zur Erinnerung. Das Ding ist vielleicht nur wenige Sonnen schwer, aber es ist sehr klein.

So etwas nennt man dann ein Schwarzes loch, weil es nicht sichtbar ist. Es lässt kein Licht heraus. Es ist ein Loch in der Raumzeit. Es verrät sich nur indirekt, wenn z. B. es von Sternen umkreist wird, oder Materie, die sich aufheizt, in es hinein fällt.

Eigentlich ist das erbärmlich. Obwohl ein Schwarzes Loch ein so seltsames Objekt ist,

können wir, was wir besten Falles von ihm wissen, in drei schlichte Parameter fassen.

seine Masse, seine Drehung und seine Ladung, Und alles drei verrät es uns nur, wenn es gerade aktiv ist, oder von etwas umkreist wird, das sichtbar ist.
Wir wissen einfach nicht, wie es dort drinnen zugeht.

Irgendwann ist die Gravitation so hoch, dass die Einstein-Gleichungen nicht mehr funktionieren.

Diese Schwarzen löcher waren ein Hauptgegenstand der Arbeit von Stephen Hawking.

Lasst mich ein Thema von ihm herausgreifen, das ihn und seine Gegner mehr als vierzig Jahre beschäftigte, und von dem ich glaube, dass ich es einigermaßen erklären kann.

 

Das Informations-Paradochs

EineHauptfrage  von ihm war, was wohl mit der Information dessen geschieht, was in ein schwarzes Loch fällt, also hinter den Ereignishorizont, von dem es kein Zurück mehr gibt. Der Ereignishorizont ist keine Linie, wie zwischen Erde und Himmel, sondern eine Kugelsphäre, die das ganze  schwarze Loch umgibt. Was hier hinein fällt, kann nicht mehr zurück. Welchen Radius der Ereignishorizont eines schwarzen Loches besitzt, hängt von seiner Masse ab. Er wird Schwarzschild-Radius genannt und kann berechnet werden.

 

Mit Information ist hier gemeint, ob man etwas aus einem schwarzen loch theoretisch wieder retten könnte, oder nicht. Man kann sich das vorstellen, wie wenn man einen Würfelzucker in den Kaffee wirft. Der Zucker löst sich auf und vermischt sich gleichmäßig mit dem Kaffee. Dass wir den Zucker nicht mehr herausholen können, liegt nur daran, dass wir nicht wissen, wie es geht. Aber grundsätzlich ist der Zucker mit allem, was zu seiner Information gehört, Geschmack, Klebrigkeit, Farbe und chemie, noch da.

Das ist eine Grundfeste der Physik, der Termodynamik, dass Information niemals verloren gehen darf. Jede Mischung strebt dem maximalen Durcheinander, also der besten Durchdringung, entgegen.

Ein Maß für das Durcheinander in der Physik ist die Entropie.

 

Das ganze hat dann auch mit Temperatur zu tun. Schüttet man warmes und kaltes Wasser zusammen, dann durchdringt es sich so lange, bis alle Moleküle, die beider Wässer, dieselbe Temperatur haben.

Daraus folgt dann, dass, wo die Information absolut verloren geht, da gibt es dann auch keine Temperatur mehr. Das ist aber physikalisch unmöglich.

Stephen Hawking vertrat über Jahrzehnte die Meinung, dass schwarze Löcher mit dem es umgebenden Vakuum über virtuelle Teilchen interagieren können und langsam verdampfen (Hawkingstrahlung) würde, und dass die Information verloren ginge, weil diese Strahlung rein termischer Natur sei, und daher keine Information transportiere, die etwas über die Entstehungsgeschichte des Loches erzählen könnte. Würde die Strahlung die Information dessen, was dereinst hinein fiel, enthalten, dann liefe die Entstehungsgeschichte des Loches rückwärts ab.

Sein härtester Gegner dürfte der Physiker Leonard Susskind gewesen sein. Er entwickelte eine Theorie, die den Informationsgehalt von allem, was in das schwarze Loch fällt, an den Rand, den Ereignishorizont projeziert, ähnlich, wie ein Projektor ein Dia an eine Leinwand.

Er hat ein Buch über diesen Disput mit Hawking geschrieben. Außerdem war Hawking auch jemand, der gerne mal wettete. Es lief wohl eine Wette darüber, wer diesen „War of Black Wholes“ gewinnen würde.

2004 kapitulierte Hawking, indem er einräumte, dass Information vielleicht doch nicht verloren geht im schwarzen Loch.

Er lies seine damalige Zuhörerschaft, wenn mich nicht alles täuscht, mit einem „aber“ zurück, weil er eine Theorie mit Wurmlöchern und weißen Löchern in anderen Universen postulierte. Durch die Wurmlöcher diffundiert die Information des schwarzen Lochs und kommt am anderen Ende, in einem anderen Universum aus einem weißen Loch wieder zum Vorschein. Ob es weitere Universen gibt, ist zwar wahrscheinlich, aber durchaus nicht sicher. Das und die weißen Löcher lässt sich vermutlich nie oder nur schwer beweisen.

 

Ich hoffe, dass meine Ausführungen jetzt nicht zu populärwissenschaftlich formuliert waren, dass sie falsch sind.

Die Sprache, in der man sich normalerweise über derlei unterhält, heißt Mathematik, und die kann ich nicht.

Ich denke, dieses Beispiel ist eine schöne Würdigung seines Lebenswerkes und hoffe, dass ihr das auch so seht.

 

Bis zum nächsten Mal grüßt euch

euer Gerhard.

 

Zum Weltfrauentag, 08.03.2018- Große Frauen in Astronomie und Wissenschafft


Seid herzlich gegrüßt,

Morgen ist der 08.03., Welt-Frauentag. Was liegt näher, so einen Tag zu begehen, als dass ich mir Gedanken über große Frauen in Astronomie und Wissenschaft mache.

Bis heute sind Frauen in naturwissenschaftlich-technischen Berufen leider noch immer unterrepräsentiert. Die Statistiken sprechen hier eine sehr deutliche Sprache. Trotz Frauenbewegung, Emanzipation, Erziehungsurlaub auch für Männer, gesetzliche Gleichberechtigung und dafür aufgeschlossene Männern, ist es noch nicht gelungen, diesen Missstand in den Griff zu bekommen.

Dennoch hat es immer wieder Frauen gegeben, die trotz Benachteiligung, Unterdrückung, Bildungsverbot und Leben in einer streng patriarchaisch dominierten Gesellschaft, großartiges in Wissenschaft, z. B. der Astronomie, geleistet haben. Sie setzten sich in einer harten Männerwelt durch und waren vielleicht sogar öfter, als man denkt, die schlaueren Köpfe. Zumindest zeugen einige Dokumente davon, dass viele starke kluge Frauen die Fäden ihrer Professoren-Männer in Händen hielten…

Bis in biblische Zeiten hinein, kann man diese Phänomene beobachten. Somit scheint der Satz „Der Mann kann noch so viele Dinge bauen – Es steht und fällt ein Volk mit seinen Frauen“ mehr Wahrheitsgehalt zu haben, als manchen lieb ist.

So lasst uns den Weltfrauentag 2018 damit begehen, indem wir die Person und das Lebenswerk von Caroline Lucretia Herschel würdigen. Die Daten zu diesem Artikel habe ich von Wikipedia und dem Buch Die Planeten von  Dava Sobel und Thorsten Schmidt, ISBN: 9783827002679.

 

Caroline Lucretia Herschel wurde am 16. März 1750 in Hannover geboren.
und verstarb am 9. Januar 1848 ebenda.
Sie war eine deutsche Astronomin.
Zu Beginn ihrer wissenschaftlichen Karriere unterstützte sie ihren Bruder Wilhelm Herschel bei seinen Forschungen, glänzte aber bald durch ihre eigenen astronomischen Erfolge. Ihre wichtigsten Beiträge zur Astronomie waren die Entdeckung mehrerer Kometen, die Berechnung genauer astronomischer Reduktionen und der Zonenkatalog hunderter Sternhaufen und Nebel.

Sie wuchs mit vier Brüdern und einer Schwester, die allerdings schon als Kind verstarb, im Hause des Militärmusikers Isaak Herschel und seiner Frau Anna Ilse Herschel in Hannover auf. Als Musiker wollte der Vater seinen Kindern eine musikalische Ausbildung ermöglichen. Bei den Herschels wurde nicht nur viel musiziert, sondern auch philosophiert und Astronomie getrieben. Neben Wilhelm war auch ihr Bruder Alexander als Musiker und Astronom tätig.

Caroline schrieb darüber:
„Mein Vater war ein großer Bewunderer der Astronomie und besaß einige Kenntnisse in der Wissenschaft. Ich erinnere mich, dass er mich in einer kalten Nacht auf die Straße führte, um mich mit einigen unserer schönsten Sternbilder bekannt zu machen, nachdem wir vorher einen Kometen, der eben sichtbar war, beobachtet hatten.“

Man stelle sich vor. Da geht ein Vater mit seiner Tochter einfach vor die Tür, um Sterne zu schauen. Undenkbar, bei unseren heute so lichtverschmutzten Städten.

 

Sie hatte, was für ein Mädchen durchaus nicht üblich war, die möglichkeit, gemeinsam mit ihren Brüdern die Garnisonsschule täglich für einige Stunden zu besuchen.

Viele Stunden des Tages verbrachte sie jedoch gegen ihren Willen mit Stricken, Sticken und allerlei Haushaltstätigkeiten. Die Mutter meinte, dass sie ein „roher Klotz sein und bleiben sollte, allerdings ein nützlicher“.
Sie wollte ein Leben führen, das auch geistige Anforderungen bereit hielt. Daher folgte sie dem Wunsch des Vaters, und ließ sich zur Konzertsängerin ausbilden.

1772 folgte sie als 22-Jährige ihrem zwölf Jahre älteren Bruder Friedrich Wilhelm Herschel nach England, der als Organist und Konzertleiter im vornehmen Bath tätig war. Er brauchte sie als Haushälterin, wollte ihr aber auch Gelegenheit geben, sich musikalisch weiterzubilden und als Solistin in seinen Konzerten mitzuwirken. Schon bald stieg sie zur ersten Sängerin bei den von ihrem Bruder aufgeführten Oratorien auf, erreichte dadurch einen gewissen Ruf und übernahm Leitungsfunktionen im Chor.

 

Caroline widmete sich nun neben dem Haushalt und ihren Auftritten auch der Astronomie. Zum Beispiel half sie Wilhelm beim Anfertigen von Spiegelteleskopen. Ihre Hauptaufgabe bestand darin, die Spiegel zu polieren und zu schleifen. Bei dieser Tätigkeit kam es auf absolute Genauigkeit an. Daneben befasste sie sich mit astronomischer Theorie. Sie erlernte die mathematischen Formeln für Berechnungen und Reduktionen als Grundlage für das Beobachten und Durchmustern des Himmels.

Im Jahr 1781 entdeckte Wilhelm den Planeten Uranus, was ihn über die Landesgrenzen hinaus bekannt machte. Neben zahlreichen Ehrungen bekam er eine Stelle in der Stadt Slough als Astronom von König Georg III. angeboten, die er dankbar annahm. Nun konnte er sich ganz seiner wahren Leidenschaft widmen.

Sie musste sich entscheiden, als Sängerin in Bath ihre erfolgreiche Karriere fortzusetzen oder ihrem Bruder als wissenschaftliche Assistentin zu folgen. Sie entschied sich für letzteres und bekam vom Hof eine Anstellung als Gehilfin ihres Bruders mit einem Gehalt von 50 Pfund im Jahr. Nun begann Caroline mit der eigenen Erforschung des Sternenhimmels. Sie widmete sich mit einem kleinen Spiegelteleskop der Kometensuche. Dabei entdeckte sie 1783 drei bemerkenswerte Nebel und zwischen 1786 und 1797 acht Kometen, darunter den Enckeschen Kometen.

Nächte lang verbrachten die beiden am Teleskop, wo sie die Sternpositionen notierte,
die er ihr vom anderen Ende des von ihnen selbst gebauten riesigen Fernrohrs zurief, wertete die nächtlichen Aufzeichnungen aus und rechnete sie nach, schrieb Abhandlungen für die Philosophical Transactions, entdeckte vierzehn Nebel, berechnete Hunderte von ihnen und begann einen Katalog für Sternhaufen und Nebelflecke, die heute Deep-Sky-Objekte genannt werden, anzufertigen. Des Weiteren verfasste sie einen Ergänzungskatalog zu Flamsteeds Sternenatlas, der 561 Sterne umfasste, sowie ein Gesamtregister dazu.
Für diese Arbeit wurde ihr allerhöchste Anerkennung zuteil, unter anderem von Carl Friedrich Gauß und Johann Franz Encke. Trotzdem blieb sie die bescheidene Frau, die sie immer gewesen war. Ihre Biographin Renate Feyl bemerkt dazu:
„Bis an das Ende ihres Lebens versucht sie jeglichen Hinweis auf eine eigene Leistung lediglich als das Verdienst ihres berühmten Bruders herauszustellen. Sie wagt zu wissen, will aber dieses Wagnis nicht öffentlich eingestehen. Immer wieder betont sie, wie nichtsnutzig, wie unfähig, wie untauglich sie sei. Dies ist ihre lebenslängliche Demutsgeste und Entschuldigung dafür, dass sie sich erkühnt, leise, aber nachhaltig auf ihre Weise zu nehmen, was einem menschlichen Wesen zusteht: das Recht auf Erkenntnis.“
1822 starb ihr geliebter Bruder Wilhelm. Nun hielt sie nichts mehr in England. Wenige Wochen nach seinem Tod zog sie wieder in ihre Heimatstadt Hannover, die sie fast fünfzig Jahre zuvor als junge Frau verlassen hatte. Hier setzte sie ihre astronomischen Studien fort und ordnete die Aufzeichnungen, welche sie beide anfertigten und die Hinterlassenschafft ihres Bruders.

 

So ermöglichte sie auch ihrem Neffen John Herschel, die Arbeit seines Vaters systematisch fortzusetzen und auf den südlichen Sternenhimmel auszudehnen.

Die bedeutendsten Gelehrten suchten sie in ihrem einfachen Haus in der Marktstraße auf, um sie ihrer Gunst und Wertschätzung zu versichern. Selbst zum königlichen Hof hatte sie Kontakt. Zahlreiche Auszeichnungen wurden ihr verliehen – 1828 unter anderem die Goldmedaille der Royal Astronomical Society, zu deren Ehrenmitglied sie 1835 ernannt wurde. Sie war die erste Frau, der Anerkennungen dieser Art zuteilwurden. Anlass dazu war ihr sogenannter Zonenkatalog, den sie zum Andenken an ihren Bruder erstellt hatte. Er enthielt die reduzierten Beobachtungen sämtlicher von Wilhelm Herschel entdeckten Nebel und Sternhaufen. 1838 ernannte die Königliche Irische Akademie der Wissenschaften in Dublin die 88-jährige Caroline Herschel zu ihrem Mitglied. 1846 erhielt sie im Alter von 96 Jahren im Auftrag des Königs von Preußen die goldene Medaille der Preußischen Akademie der Wissenschaften.
Noch an ihrem 97. Geburtstag wurde sie vom Kronprinzenpaar empfangen, unterhielt sich einige Stunden lebhaft mit ihnen und sang ihnen abschließend ein Lied vor, das ihr Bruder siebzig Jahre zuvor komponiert hatte. Caroline Herschel starb am 9. Januar 1848. Sie erreichte das hohe Alter von 97 Jahren und wurde auf dem Gartenfriedhof in Hannover beerdigt, wo sich ihr Grab auch jetzt noch befindet.

 

So viele Dinge wurden nach ihr benannt, dass der Name jedem Menschen irgendwann mal begegnet ist, bzw. wird.
Der Komet 35P/Herschel-Rigollet, der Mondkrater C. Herschel im Sinus Iridum (Regenbogenbucht) und der Planetoid (281) Lucretia, aus dem Sonnensystem.
In Braunschweig, Bremen, Darmstadt, Lübeck, München, Ottobrunn, Peine und Wennigsen sind Straßen, nach ihr benannt.

in Berlin-Friedrichshain der Caroline-Herschel-Platz, In Hannover die Volkssternwarte Hannover e.V. Geschwister Herschel, benannt.

Schulen, Schwimmbäder und andere Einrichtungen, tragen ihren Namen.

Sogar in die bildende Kunst des 20. Jahrhunderts fand sie Eingang. Die feministische Künstlerin Judy Chicago widmete ihr in ihrer Arbeit The Dinner Party eines der 39 Gedecke am Tisch.
Inhaltlich zurecht, trägt Ein Programm der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover zur Förderung des weiblichen wissenschaftlichen Nachwuchses, ihren Namen.

Google veröffentlichte anlässlich ihres 266. Geburtstages am 16. März 2016 ein Google Doodle.
Sir John Franklin benannte eine Insel in der Nordwestpassage nach den Geschwistern Herschel.

Nicht zuletzt ist 2012 eine Mission zuende gegangen, deren eine Raumsonde Herschel und die andere nach Max Plank benannt wurde.

Nun hoffe ich, dass euch diese schöne Geschichte einer großartigen Frau und deren Lebenswerk, etwas gefallen hat.
Bleibt weiterhin astronomisch.

Bis zum nächsten mal,

Euer Gerhard.

Welcher Frühlingsbeginn ist der richtige?


Meine lieben Leserinnen und Leser,

Nach dem letzten schwer verdaulichen Artikel über das Vakuum und die Quantenphysik, möchte ich mich mit einem bodenständigen und greifbaren thema wieder bei euch gut stellen…

 

wer heute, am 01.03., eine Zeitung, fast egal, welche aufschlägt, trifft sicher irgendwo auf den Hinweis, dass heute meteorologischer Frühlingsanfang sei. Schon immer wollte ich mal wissen, was das überhaupt sein soll. Um es vorweg zu nehmen. Ich weiß es auch jetzt, nach meiner Recherche, nicht. Im Netz findet man, dass er am 01.03. eines jeden Jahres stattfindet. Außerdem findet man auch noch, wann er von welcher meteorologischen Gemeinschaft, eingeführt wurde. Der Grund und den Sinn dahinter kennt nicht mal das Internet. Wenn dem so ist, dann scheint mir der meteorologische Frühlingsanfang irgendwie unsinnig zu sein. Ich lasse mich gerne eines besseren belehren, sollte jemand mir plausibel erklären können, wellch ein Sinn dieser Definition inne wohnt. Bis dem so ist, existiert für mich nur der astronomische Frühling um den 20.03. oder 21.03. herum. Das ist die Tag-Nacht-Gleiche. Der Tag ist ebenso lang, wie die Nacht. Das hat mit der Neigung der Erdachse zu tun. Von da an sind dann die Tage bis zur Sommersonnenwende im Juni stets länger, als die Nächte. Das kehrt sich dann bis zum Gegenstück im Herbst, der anderen Tag-Nacht-Gleiche wieder um. Von da an sind dann bis zum nächsten Frühlingsanfang, dem Astronomischen natürlich, die Tage kürzer, als die Nächte. Dazwischen liegt die Wintersonnenwende mit dem kürzesten Tag. So definiert man zuverlässig Jahreszeiten… Es gibt auch noch eine dritte Art des Frühlingsanfangs. Der nennt sich phäntologischer Frühlingsbegin. Er definiert den Frühling an dem, wie weit sich bestimmte Pflanzen entwickelt haben. Wie genau, weiß ich nicht. Man könnte z. B. die Obstblühte nehmen. Dieser Frühlingsbeginn mag für Biologen interessant sein, ist aber für Kalender eher unpraktisch, weil er von der Witterung abhängt und sich daher nicht auf ein Datum legen lässt. Es mag sein, dass der meteorologische Frühlingsbeginn für die Statistiken für Wetterdaten nützlich ist. Wobei ich den astronomischen Frühlingsbeginn für ebenso nützlich halte. Der verschiebt sich nur manchmal um einen Tag wegen des Schalttages, aber den hat man ja dann auch durch den 29.02. in der Rechnung.

Wie auch immer.

 

Lasst uns einfach die Tatsache genießen, dass die Tage bereits wieder länger werden, und der für mich einzig wahre Frühlingsanfang nicht mehr fern ist.
Bis zum nächsten mal
euer Gerhard.

Die Leere füllt sich wieder – Das Vakuum, Teil II


Liebe Leserinnen und Leser,

sowohl hier, als auch in meiner historischen Astro-Mailingliste, schrieb ich über das, woraus das Universum im wesentlichen besteht, dem Vakuum.

Wir streiften die alten Griechen, z. B. Demokrit, der das Vakuum für seine Atom-Theorie brauchte, Aristoteles, der ein Vakuum ablehnte, erlebten den Niedergang des Gedankens, es könne einen Äther geben, der den Raum erfüllt, sprachen davon, dass im Vakuum alle Gegenstände mit gleicher Geschwindigkeit fallen und erfuhren, dass sich das Licht unabhängig der Richtung mit konstanter Geschwindigkeit bewegt.

Kurz gesagt. Das Vakuum wurde in diesem Artikel, der geschichtlich ungefähr einen Zeitraum von 2400 Jahren abdeckt, immer leerer.

Heute wird es ziemlich abstrus,denn das Vakuum wurde ab dem 19. Jahrhundert durch die Quantenphysik wieder voller. Wer zur Wiederholung den ersten Teil meiner Abhandlungen über das Vakuum nochmal lesen möchte, findet den Text auf https://blindnerd.wordpress.com.

Und es geht los:

Schuld daran, dass sich das Vakuum Anfang des 20 Jahrhunderts langsam wieder zu füllen begann, war die Quantentheorie. Mit ihr können Phänomene beschrieben werden, z. B. das spontane Entstehen und Vergehen von Teilchen, die man sich ansonsten nicht erklären könnte.

Schon sehr bald, wurde diese Theorie auf das Vakuum angewendet.

In den 30er und 40er Jahren des 20. Jahrhundert arbeiteten Wissenschafftler, wie Richard Feynman ein Konzept eines dynamischen Vakuums aus.

Diesem werden wir uns langsam nähern,

denn es könnte etwas verwirrend sein. Aber bitte, bleibt bei mir und lasst mich nicht alleine mit diesem komplizierten Thema.

Ein Grundpfeiler dieses Konzeptes ist die Annahme, dass das Vakuum obwohl es scheinbar keine Materie enthält, voller Energie und verborgener Aktivität ist.

im Grunde genommen, ist das moderne Bild vom Vakuum ein Kompromiss zwischen der Auffassung des
Demokrit und der des Aristoteles:

Der erste hatte insofern recht, als die
Welt aus Atomen und dem Leeren besteht, und der zweite insofern, als
er behauptete, daß es keinen wirklich und absolut leeren Raum gäbe.
Die beiden neuen Eigenschaften, mit denen die Quantenmechanik
das Vakuum ausstattete, sind Vakuumfluktuationen und Vakuumpolarisation. Beide Termini machen deutlich, dass das dynamische Vakuum etwas Neues ist: Wirkliches Nichts kann weder fluktuieren noch
Polarität zeigen. Beide Phänomene beruhen letztlich auf der Unschärferelation, dem zentralen Dogma der Quantenmechanik, nach dem es unmöglich ist, gleichzeitig und mit Gewissheit den Ort und die Geschwindigkeit eines Teilchens zu bestimmen.
Eine Folge der Unschärferelation ist die sogenannte Nullpunktenergie mechanischer Systeme. Wenn sich beispielsweise zwei Atome so zusammenfügen, dass sie ein Molekül bilden, welches einer straff gespannten Feder mit einem Gewicht an jedem Ende ähnelt, werden sie
von sich aus entlang ihrer gemeinsamen Achse schwingen. Die Schwingung lässt sich nie ganz eliminieren. Stets bleibt ein letztes nicht zu unterdrückendes Zittern, die sogenannte Nullpunktbewegung, ein Beben

Nach der Theorie der Elektrizität und des Elektromagnetismus, ist Licht nichts anderes, als schwingende magnetische Felder. Diese unterliegen dann natürlich auch diesem Nullpunkt-Zittern und werden davon beeinflusst.

Der Forscher, dessen Name an dieser Stelle genannt werden muss, ist auf jeden Fall james Clerk Maxwell, der diese Theorie im 19. Jahrhundert wesentlich entwickelte.

Die Quantentheorie besagt also, dass es nirgends, noch nicht einmal in einem
vollständig dunklen Vakuum, eine gänzliche Abwesenheit des elektromagnetischen Feldes gibt. Stets finden sich in einem solchen Raum zufällige elektromagnetische Felder, die schwach fluktuieren, und jede Fluktuation trägt ihre eigene Nullpunktenergie.

Das nächste seltsame Ding, das die Quantentheorie voraussagt, ist die Vakuumpolarisation.

Es kommt gelegentlich vor, das so eine elektromagnetische Fluktuation über genügend Energie verfügt, um spontan ein Teilchenpaar auszubilden. Ohne eine sonstige Außenwirkung verwandelt sich somit Energie in Masse, genauer gesagt in ein Elektron und sein Gegenteil, ein Positron. Der Prozess kann auch umgekehrt ablaufen. Dann werden die beiden kleinen Massen wieder zur Fluktuationsenergie. Diese Tatsache, dass sich Energie in Masse und umgekehrt verwandeln können, ist die Grundlage von Einsteins Relativitätstheorie. Die Formel E=MC^2 hat sicher jeder schon mal gehört.

Ist in der Nähe des Entstehungsortes eines Elektron-Positron-Paares zufälligerweise eine positive Ladung, dann wird das negativ geladene Elektron zu ihr hin gezogen und das Positron abgestoßen. Das Paar richtet sich ähnlich, wie eine Kompassnadel aus. Somit wird das Vakuum vorübergehend polarisiert.

Das dynamische Vakuum ist wie ein stiller See in einer Sommernacht. Seine Oberfläche wellt sich unter dem Einfluß schwacher Fluktuationen, während überall Elektron-Positron-Paare aufleuchten und
verlöschen wie Glühwürmchen. Der Ort ist lebendiger und freundlicher als die lebensfeindliche Leere des Demokrit und der eisige Äther des Aristoteles. Seine ruhelose Aktivität ist höchst faszinierend für Physiker und verführt zu Spekulationen über seine Beschaffenheit und sogar seinen potentiellen Nutzen. Als theoretisches Konzept ist das dynamische Vakuum sehr interessant, doch ob es physikalisch gültig ist, ließ
sich nur im Labor entscheiden.

 

Die experimentelle Erforschung des Vakuums lässt sich in drei Phasen gliedern.

Als erstes stellten Theoretiker wie Richard Feynman, als sie aus den geheimen Bombenlaboren
des Zweiten Weltkriegs zurückkehrten, um ihre Arbeit in der Grundlagenforschung fortzusetzen, erfreut fest, dass sich das mikroskopische Vakuum im Innern des Atoms bei Experimenten als so dynamisch erwies, wie sie angenommen hatten. Nur ein paar Monate später entdeckte ein holländischer Physiker, der in der Industrie tätig war, quantenmechanische Effekte im gewöhnlichen makroskopischen Vakuum eines leeren Gefäßes. In jüngster Zeit hat schließlich die experimentelle Forschung ans Licht gebracht,
wie das dynamische Vakuum mit einzelnen Atomen wechselwirkt. Das
Nichts bildet eine unteilbare Einheit mit der Materie.

 

Der zweite Akt des Dramas, das vom dynamischen Vakuum handelt, befasst sich mit der Frage,
wie sich elektrisch neutrale Materieteilchen, die in einer Flüssigkeit schweben, gegenseitig beeinflussen.
Mit Hilfe der Quantentheorie und der bekannten Gesetze des Elektromagnetismus errechnete der Forscher Hendrik Casimir sorgfältig den mathematischen Ausdruck für die Anziehungskraft zwischen zwei neutralen Atomen –
eine sehr schwache Kraft, die das Gesamtergebnis der gegenseitigen
Abstoßungen und Anziehungen ihrer elektrisch geladenen Bestandteile, ist.

Die Konsequenz dieser Kraft ist, dass sich zwei sehr große parallel zueinander aufgestellten Metallplatten ganz schwach anziehen.

 

Ende des letzten Jahrhunderts, hat sich der Vorhang zum dritten Akt gehoben.
Die Geschichte des Vakuums ist hiermit in eine neue Phase eingetreten. Die Entwicklungen in der Vergangenheit, betrafen das Verhalten einzelner Atome in einem Vakuum zwischen Platten und verbanden
damit Eigenschaften des mikroskopischen Vakuums von Atomen mit denen des makroskopischen

 

Hier noch etwas zum praktischen Nutzen des gesagten:

Das Vakuum beeinflußt die Strahlungsemission und Absorption von Atomen. Ein Elektron, das einen bestimmten Energiebetrag absorbiert hat, weil es Wärme, Licht oder einem elektrischen
Funken ausgesetzt war, fällt bald wieder in seine ursprüngliche niedrigere Position auf der Energietreppe zurück. Die damit verbundene Licht- oder Radiowellenstrahlung nennt man spontane Emission und
hielt sie für eine Grundeigenschaft des Atoms,

Doch wo bleibt die von einem Atom emittierte Strahlung? Offensichtlich entweicht sie in das umgebende Vakuum, es sei denn, dieses Vakuum wäre nicht in der Lage, sie aufzunehmen.

Sperrt man ein Vakuum in einen Raum ein, der zu einer emitierten Welle passt, dann kann das Vakuum die Energie aufnehmen. Wie das genau funktioniert, führt aber hier zu weit.

Auf jeden Fall ist dies der springende Punkt bei der technischen Nutzung des dynamischen Vakuums. Die spontane Emission ist keine intrinsische Eigenschaft eines isolierten Atoms, sondern resultiert aus der Wechselwirkung zwischen dem Atom und dem Vakuum.

der Tatsache, dass sich das Verhalten des Vakuums durch seine Geometrie verändern lässt, verdanken wir beispielsweise hoch präzise Laser.

So, ich denke, jetzt habe ich genügend Verwirrung gestiftet. Wir haben die Materie wirklich nur angekratzt. Aber, wenn man viel tiefer hinein geht, benötigt man Mathematik. Dann fängt’s rasch an, weh zu tun…

Ich hoffe natürlich, dass dieses etwas verwirrende Thema, doch auch bei dem ein oder anderen Leser-in, etwas Anklang gefunden hat. Ich meine, für Verblüffung reicht es auf jeden Fall.

Es grüßt euch ganz herzlich bis zum nächsten Mal

Euer Gerhard.

 

Sonnen- und Mondfinsternisse 2018


Liebe Leserinnen und Leser,

 

aus aktuellem Anlass, kann ich mit dem Blog schlecht bis Sonntag warten.

heute Abend, 15.02.2018,  findet zwischen ungefähr 20:00 Uhr und 0:00 Uhr eine partielle Sonnenfinsternis in der Antarktis statt. Die Sonnenscheibe wird während der maximalen Bedeckung zu ungefähr 60 % unter der Mondscheibe verschwinden.

Ihr wundert euch jetzt vielleicht, dass das Ereignis Stunden dauert. Meist wird, zumindest bei einer totalen Finsternis nur die eigentliche Totalität betrachtet. Das sind dann nur wenige Minuten. Das ganze beginnt aber schon viel früher. Von links schiebt sich die Mondscheibe langsam über die Sonne und gibt sie dann nach der Totalen Bedeckung langsam wieder frei.Wie gesagt. Das heute ist keine totale Sofi, sondern nur eine partielle.

Die Forscher auf der Neumayer-III-Station können das beobachten. Immerhin beginnt die Wahrnehmung der Verdunkelung ungefähr bei einer Bedeckung von 50 %.

Vielleicht sehen es auch noch einige wenige Menschen in Chile oder Uruguay. Möglicherweise wundern sich auch noch die Pinguine darüber, Deren Augen sind besser an die gleißende Helle von Sonne, Schnee und Eis adaptiert, so dass sie eventuell ohne Schutzfolie hineinsehen könnten.

Die Sonne geht sogar noch leicht verfinstert unter.

Ansonsten brauchen keine Lehrer Schüler einsperren, oder gar vor giftigen Strahlen schützen, wie das bei der Sonnenfinsternis vom 20.03.2015 leider geschehen ist. Diese war in Norddeutschland zu über 80 % bedeckung sichtbar. Bei uns hier in Süddeutschland immerhin noch zu um 60 %. Ich tat damals meinen Unmut darüber kund, dass Kindern dieses Schauspiel vorenthalten wurde.Es wurde auch auf einem Workshop der Deutschen Astronomischen Gesellschaft, wo ich Mitglied bin, diskutiert.

 

Jetzt aber zurück nach 2018.

Ihr erinnert euch. Der zweite, blaue Supervollmond im Januar, war eine Mondfinsternis, von der wir aber leider nichts hatten, weil es bei uns gerade Mittag war.

Der Vollmond (Ostervollmond am Ostersamstag, 31.03. wird auch ein Blauer Mond sein, aber keine Mofi.

Und das ist noch längst nicht alles. Am Freitag, den 13. Juli werden wir wieder eine partielle Sonnenfinsternis haben. Auch diese wird weitgehend ins Wasser fallen, zwischen Australien und die Antarktis.

Genau an dem Tag, wo ich in Urlaub nach Österreich fahren werde, dem 27.07. werden wir unsere diesjährige Mondfinsternis haben. Die wird gut beobachtbar sein. Darüber schreibe ich aber extra.

Am 11.08. findet eine partielle Sonnenfinsternis über der Arktis und Nordeuropa statt. Wir werden viel davon sehen.

Also für Finsternissüchtige, auch Eclipse Chasers genannt, ist das kein gutes Jahr. Zum einen finden die Sofis dort statt, wo man schlecht bis gar nicht hinkommen kann, und zum anderen sind sie dann für denjenigen, der alle Strapazen und Mühen auf sich nimmt, um zur Stelle zu sein, nicht mal total.

Das bedeutet, man wird keine Korona, keine Perlenschnur, keine Protuberanzen und auch keine Sterne am Tageshimmel sehen.

 

Apropos 11. August und Finsternis. Klingelt es da bei jemandem?

Am 11.08.1999 hatten wir eine in Deutschland gut sichtbare totale Sonnenfinsternis. Die nächste wird erst wieder 2081 zu sehen sein. Zu weit weg für mich. Ich muss Glück haben, wenn ich den Halleyschen Kometen nochmal erleben darf.

Und so viel Werbung muss erlaubt sein:

Schön nachzulesen ist sowohl diese Finsternis vom 11.08.1999, als auch der Halleysche Komet (Giotto-Mission 1986) in „Blind zu den Sternen“ von mir.

Mit seinem Buch „Schwarze Sonne, roter Mond“ bereitete Prof. Dr. Rudolf Kippenhahn, mittlerweile 92 Jahre alt, uns hervorragend auf dieses Ereignis vor.

 

Dann hoffen wir mal, dass die Seeleute, die sich heute Abend um das Kap Hoorn herum befinden, sich nicht zu sehr mit dem Wetter herumplagen müssen. Die alten Segler, hätten mit dem Ereignis vermutlich etwas abergläubisches verbunden.

Und euch wünsche ich, dass euch der Beitrag gefallen hat.

Es grüßt euch

euer Gerhard.

 

Nichts ist auch was!!!


Liebe Leserinnen und Leser, Freunde und Gönner,

Das Vakuum
Hierzu habe ich einfach mal ein Brainstorming gemacht, was mir zu diesem Thema schon alles so begegnet ist. Erstaunliches tat sich da auf. Für mich begann es vor ungefähr 30 Jahren und das, was ich da fand deckt einen Zeitraum von fast 3000 Jahren ab, denn es geht mit den alten Griechen los.
Aber ganz der Reihe nach.

Grundsätzlich ergibt es viel Sinn, sich mit der Leere zu beschäftigen, da das Universum, da wir im wesentlichen aus leere bestehen. Nichts ist halt auch was.
Beim Stöbern in meinen Unterlagen stieß ich auf einige Artikel über das Vakuum.
Vor allem, dass der Urknall quasi spontan aus einer Vakuumfluktuation entstanden sein soll, ist doch unglaublich.
Aber ganz langsam.

Das Universum besteht zum größten Teil aus Vakuum; die wenigen Materieklümpchen, die in dieser ungeheuren Leere schweben, sind kaum der Rede wert. In den ungeheuren Regionen des Alls zwischen den Galaxien konnten die Astronomen nicht die geringste Materie entdecken. Sie räumen ein, dass es welche geben könnte, die ihrer Aufmerksamkeit entgangen ist, vermuten aber, dass man, suchte man in einem Volumen so groß wie ein Riesenstadion, nicht mehr fände als ein einziges Atom.

In unserer unmittelbaren Umgebung, die mit festen, flüssigen und gasförmigen Körpern angefüllt ist, herrscht kein wesentlich größeres Gedränge. Die Großaufnahme eines Atoms würde zeigen, dass der Kern, der 99,9 Prozent des Atomgewichts ausmacht, im Mittelpunkt schwebt wie eine Schrotkugel, die man in einem Fußballstadion aufgehängt hat. Der Rest ist leerer Raum, abgesehen von ein paar Elektronen, die wie geisterhafte Wolken aus dünnem Dampf durch das Stadion wehen. Unsere Welt und wir sind aus ziemlich immateriellem Stoff gemacht. So gesehen ist es überraschend, wieviel Gedanken und Energie, von Geld ganz zu schweigen, Wissenschaftler in den Versuch investieren, das Geheimnis der Materie zu enträtseln.
Sollten sie sich nicht vielmehr mit der Beschaffenheit des Vakuums beschäftigen, das mit Abstand der Hauptbestandteil des Universums ist?
Sollten sie nicht besser über das Nichts nachdenken?

Einige haben tatsächlich genau dies getan und sind dabei zu verblüffenden Ergebnissen gelangt. Im Vakuum geht es weit lebhafter zu, als es den Anschein hat. Die moderne Physik hat gezeigt, dass das Vakuum nicht nur ein passives Stadium ist, sondern ein aktiver Teilnehmer an den Prozessen der materiellen Welt. So paradox es klingt, das Vakuum steht in Wechselwirkung mit Atomen und ist mittlerweile sogar zu einem funktionalen Teil von High-tech-Geräten, wie zum Beispiel Lasern geworden. Es enthält keine Materie, steckt aber voller Überraschungen.

Im Gegensatz zur Existenz der Materie, die nicht in Frage gestellt werden kann, ist die Existenz des Vakuums seit dem klassischen Altertum ein Gegenstand von Kontroversen gewesen. Ursprünglich war das Vakuum als wesentlicher Teil der Atomtheorie eingeführt worden:
«Der gebräuchlichen Redeweise nach gibt es Farbe, Süßes, Bitteres, in Wahrheit aber nur Atome und Leeres>“ erklärte Demokrit.
Das Vakuum des Demokrit war ein hypothetisches Konzept, das erforderlich war, um der Welt, wie wir sie wahrnehmen, Sinn zu verleihen. Wenn Materie wirklich das ungebrochene Kontinuum wäre, das wir wahrzunehmen scheinen, wie könnte dann beispielsweise ein Fisch Raum finden, um vorwärts zu schwimmen? Oder warum scheint ein Tropfen Milch, der sich im Wasser auflöst, im Nichts zu verschwinden?
Beide Rätsel lassen sich überzeugend lösen, wenn es ein Vakuum zwischen Atomen gibt – im ersten Falle, um sich dem Kopfende des Fisches anzupassen, im zweiten, um die Milchteilchen zu verbergen.

Aristoteles verwarf aus einigen Gründen die Idee der Atome und des leeren Raumes.
Dass hier auf Erden leichte Gegenstände langsamer als schwere fallen, schrieb er der Tatsache zu, dass es keinen leeren Raum gäbe, ansonsten müssten in ihm alle Gegenstände gleich schnell fallen. Der hätte Augen gemacht, wenn er 1971 hätte sehen Können, wie ein Astronaut gleichzeitig eine Feder und einen Hammer aus Hüfthöhe auf den Mond fallen ließ. Beide Teile, Hammer und Feder erreichten gemeinsam die Mondoberfläche…

Aristoteles erfüllte das Vakuum mit Äther. Diesen Äther, nicht zu verwechseln mit der stark riechenden chemischen Verbindung gleichen Namens, hielt man für eine dünne, universelle Substanz, die den gesamten Raum und auch alle materiellen Körper durchdringen die sich aber nicht messen lasse. Als Idee hielt sich der Äther bemerkenswert lange und lebte auch dann noch weiter, als der Grund entfallen war, der Aristoteles ursprünglich dazu veranlasst hatte, ihn zu postulieren.

Noch heute senden wir Radiowellen über den Äther. Die Sprache kennt das Wort noch. Die Vorstellung eines Äthers passt auch deutlich besser in das, was wir täglich in unserem Alltag erleben. So braucht Schall ein Medium, sich darin fortzupflanzen. Dann ist es doch eigentlich naheliegend, dass es einen derartigen Stoff, den Äther, auch für das Licht geben sollte.
Nunja. Es gibt ihn nicht.
1887, hoffentlich stimmt die Zahl, führten die beiden Amerikanischen Physiker Michelson und Morley einen Versuch durch, der das Grab des Äthers werden sollte.

Ausgangspunkt ihres Versuches war die Idee, dass wenn es einen Äther gäbe, sollte man in Bewegungsrichtung der Erde durch ihn hindurch eine Art Äther-Wind nachweisen können. Das ist dann vergleichbar mit einem Schiff, das durch das Wasser fährt. Wellen breiten sich gegen die Fahrtrichtung des Schiffes mit weniger Geschwindigkeit aus, als in Fahrtrichtung.
Das sollte mit in den Äther einfallendem Licht nicht anders sein.
Es sollte gegen den Äther-Wind langsamer sein, als mit ihm.
Solch einen Effekt jedoch konnten die beiden Wissenschaftler nicht nachweisen. Das bedeutet, dass sich Licht mit konstanter Geschwindigkeit von 300.000 km/s durch den Raum, durch das Vakuum bewegt und dass das Vakuum letztlich nicht von einem Äther erfüllt ist.
Licht genügt das Vakuum als Medium es benötigt keinen weiteren Stoff hierzu, wie der Schall die Luft.
Ich erspare uns an dieser Stelle den Versuchsaufbau den Michelson und Morley einsetzten. Ein Irrtum war aber ausgeschlossen und der Versuch ist jederzeit reproduzierbar und liefert stets die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit.

Das war wirklich ein Dilemma und stürzte die Physik gewissermaßen in eine Krise.
1905 beendete Albert Einstein dieses Dilemma auf die für ihn typische kompromißlose Art. In der Einleitung zu seinem ersten Artikel über die Spezielle Relativitätstheorie, «Zur Elektrodynamik bewegter Körper», erklärte er die Ätherhypothese schlicht und einfach für «überflüssig». Im Alter von 26jahren vollzog er mit einem mutigen Federstrich den Abschied von einem 2400jahre alten physikalischen Konzept. Den Kritikern, die einwenden mochten, dass Wellen ein Medium brauchen, das sie trägt, erwiderte er sinngemäß: «Das mag für manche Wellen gelten, aber bei Licht ist es nun einmal nicht der Fall.»

Das somit bereinigte Vakuum blieb ein Vierteljahrhundert hindurch leer, begann sich dann aber wieder aufzufüllen. Diesmal waren weder die Materie noch der Äther daran schuld, sondern Folgerungen der Quantentheorie.

Was das ist, und was sie mit dem Vakuum zu tun hat, wird Teil der nächsten Folge dieser kleinen physikalischen Unterhaltung werden.

Wieso steht hier nix zur Mondfinsternis?


Um genau diese Frage im Titel geht es in diesem Mini-Beitrag.

das ist wirklich sehr rührend von euch. Da hat mich gerade jemand angeschrieben, ob es nichts zum Thema Mondfinsternis und Supermond auf meinem Blog gäbe. Die Frage ist berechtigt und ich finde es ganz toll, dass jemand sich bei mir auf die Suche nach derlei Inhalten begibt. Ja, heute, am 31.01.2018,  fand eine totale Mondfinsternis auf der anderen Seite der Erde statt. Es ist der blaue Supermond, zweite Vollmond im Januar. Als es auf der Nachtseite begann, hatten wir gerade 12 Uhr Mittags., helllichten Tag also. Die Totale Finsternis begann gegen 14:00 Uhr, und jetzt dürfte das Spektakel schon wieder vorbei sein. Dass Du nichts auf meinem Blog dazu gefunden hast, liegt nicht daran, dass Du nicht gründlich danach gesucht hättest, oder so. Es gibt dort tatsächlich nichts. Und das hat seinen guten Grund. Ich hebe mir diesen ausführlichen Artikel über Mofis und Supermonde auf, bis wir am 27.07. unsere eigene, in Deutschland gut sichtbare totale Mondfinsternis haben werden. So lange muss ich euch leider noch vertrösten und erflehe eure Geduld. Und, dass da gar nichts steht, stimmt nicht ganz. In „Astronomie im Januar“ wird sie immerhin erwähnt und kurz angerissen. Bis da hin verkürze ich euch und uns die Zeit natürlich mit anderen, offentlich nicht minder interessanten Beiträgen rund um Astronomie und Raumfahrt.
Beste Grüße
Euer Gerhard.

Sich blind auf dem Mond orientieren, geht das?


Aber sicher doch geht das. Man braucht nur die richtige Karte dafür.
in meinem letzten Blogbeitrag beschrieb ich meine neue Errungenschaft, die taktile Mondkarte.

heute geht es um mein erstes konkretes Erlebnis, wie ich mittels dieser Karte nachvollziehen konnte, was sehende Astronomen beschrieben haben.
All Monatlich gibt es so kurz nach Halbmond (59 % Sichtbarkeit in Karlsruhe), also bei zunehmendem Mond, herum ein astronomisches Phänomen, welches ein sehr begehrtes Objekt für ein eigenes Mondfoto unter Astrofotografen darstellt.
Da wird dann über Kameras, Brennweiten, Teleskope, Öffnungswinkel, Nachführtechnik und vieles mehr gefachsimpelt, wenn das Foto dann etwas geworden ist, und der glückliche Astronom etwas zum Zeigen hat. Dieser Begeisterung kann man sich nicht entziehen.
Es geht um das Phänomen des Hesiodusstrahls. An diesem Beispiel möchte ich veranschaulichen, dass sich auch auf dem Mond die Astronomie mal wieder als äußerst inklusives Hobby darstellt. Auf Twitter erinnerte uns einer meiner Folger daran, dass wir uns am 25.01. gegen 21.00 Uhr mit Teleskop ausgerüstet, nach draußen begeben sollten, um das Phänomen des Hesiodusstrahls zu beobachten.
Ich fragte mich, was das wohl besonderes sein könnte, wenn jemand daran extra erinnert. Hesiodus hatte ich schon mal gehört. Das ist ein Krater auf dem Mond. Wo er liegt, wie groß er ist und was das für ein Strahl sein soll, wusste ich nicht. Normalerweise interessieren mich derlei Phänomene auch nicht so sehr, obwohl hier in der Runde auch schon einige wichtigere, wie z. B. Finsternisse, oder solche, worüber es schöne, auch für mich als blinden Astronomen, interessante Geschichten zu erzählen gibt, angesprochen und erklärt wurden.

 

Das Phänomen:
Zu bestimmten Zeiten liegt der Krater Hesiodus am Terminator, der Tag-Nacht-Grenze des Mondes.
Je nach Mondstand sieht der Terminator sehr unterschiedlich aus. Er verläuft bei Nicht-Vollmond immer entlang der Linie, die das fehlende Mondstück markiert. Je nach dem, ob zunehmender oder abnehmender Mond herrscht, ist sie nach rechts oder links gebogen. Denn der Mond nimmt nicht so zu und ab, wie man sich das Zerschneiden eines Kuchens vorstellt.
Ein fast voller Mond sieht nicht, wie eine Pizza aus, bei der ein Stück (abgerundetes Dreieck) fehlt. Er ist eher mit dem Logo der Firma mit dem abgebissenen Obst, vergleichbar.
Wenn man zwei gleichgroße Pappscheiben nimmt und die eine langsam über die andere gleiten lässt, dann kann man den verlauf des Terminators ertasten.

Es ist jetzt so, dass bei einem gewissen Mondstand die Sonne für den Mond so aufgeht, dass der Kraterwall des Hesiodus-Kraters von der Sonne beleuchtet wird. Diese leuchtet dann durch eine Spalte im Krater zum Nachbarkrater Pitatus herüber.
Die Sonnenstrahlen bilden dort einen Lichtstrahl auf dem noch dunklen Boden von Pitatus. Zuerst ist er sehr schmal, wird aber im Laufe von Stunden immer breiter, bis der Kraterboden von Pitatus vollständig ausgeleuchtet wird.
Mich hat jetzt natürlich, wenn ich die Sache schon nicht sehen kann, brennend interessiert, wo diese beiden Krater überhaupt auf der Mondscheibe zu finden sind.

Nun bat ich im ersten Schritt eine sehende Person, dass sie prüft, ob diese Krater auf meiner Karte eine Beschriftung tragen, denn nicht alle Krater und Berge haben ein Label. Das wäre zuviel. Im wesentlichen sind diejenigen beschriftet, die für die Menschheit eine besondere Bedeutung hatten, bzw. haben. So ist natürlich das Meer der Ruhe im Nordosten der Mondscheibe beschriftet, weil dort Apollo11 landete.
Jetzt, was tun. Ich recherchierte im Netz und fand heraus, dass Hesiodus ein Krater im Südwesten zu sein scheint, der ziemlich groß ist.
Auf der Mondscheibe ist Norden oben, und Süden unten.
Ich tastete und fand einige Kandidaten, die in die engere Wahl genommen werden konnten. Mit meiner sehenden Assistenz besorgten wir uns nun ein Bild des Phänomens aus dem Netz, in der Hoffnung, wir können den Krater durch den Vergleich des Bildes mit der taktilen Karte, finden. Um das an dieser Stelle abzukürzen:

Ganz sicher sind wir uns nicht, aber die Wahrscheinlichkeit ist sehr hoch, dass ich Hesiodus gefunden habe. Die Verbindungsrinne zu Pitatus ist bei der Auflösung der Karte vermutlich nicht zu ertasten.
Für mich ist es sehr schön, wenn ich mit der taktilen Karte vieles nachvollziehen kann, das Sehende am Mond fasziniert. Viel wichtiger dabei ist aber,

dass ich zum einen überhaupt etwas nachvollziehen kann und zum andern,

dass ich mitmachen kann.

Ich kann mitreden,

fragen stellen,

mir zeigen lassen, worum es geht,

das Eis der Sehenden brechen, weil sie von der Karte fasziniert sind und vieles mehr. In einem Wort gesagt.
Damit kann ich „Mondinklusion“…
Und um zu beweisen, wie ernst mir das ist, schicke ich hier für die Sehlinge unter uns noch einen Link mit, der zu einem wunderbaren Bericht über die Entstehung eines Hesiodusstrahl-Fotos führt. Dort sind dann auch Bilder drin. Somit kommt der wunderbare Sehsinn auch nicht zu kurz.
Artikel mit Fotos
Das war mein Hesiodusstrahl. Ich hoffe, er leuchtet auch etwas für euch.
Beste Grüße
Euer Gerhard.

 

 

Ankunft meiner taktilen Relief-Mondkarte


Einen schönen Abend wünsche ich euch,
Das folgende will mit vielen Menschen geteilt werden, weil es so unfasslich schön ist. Aus diesem Grund schiebe ich hier mal einen quasi Zwischenblog ein. Nerdig ist es aber auf jeden Fall. Es geht um meine neueste Errungenschaft.

hach, es ist einfach zum weinen schön. Sie ist eben angekommen, meine Reliefkarte des Mondes. Es ist so unfassbar, dass ich noch gar nicht wirklich darüber schreiben kann. Für die sehenden unter euch schicke ich hier mal einen Dropbox-Link mit. Ich hoffe inständig, dass er funktioniert. Ihr könnt euch nicht vorstellen, was ich momentan für Probleme habe, Text mit Links aus anderen Quellen mit STRG-C und STRG-V hier rein fallen zu lassen. Ich weiß nicht, ob es am Screenreader, an Wordpres-Desktop, an der Quelle, oder sonst was liegt. Hoffe, daher dringend, dass der Link auf das Foto klappt.

mondkarte hochkant mit Rakete

Das Foto zeigt hochkant die Mondkarte. Die steht in meinem Büro momentan auf dem Kabelschacht. Somit sieht man vermutlich darunter auch noch Steckdosen. Auf jeden Fall sieht man vor der Mondkarte meine Saturn-V Legorakete.
Ich glaube, daneben sieht man noch etwas mein Holzmodell der Space Shuttle, die zwar nie auf dem Mond war, aber nicht weniger zu würdigen ist. Im wesentlichen besteht die Karte aus zwei runden Scheiben, der uns zugewandten Mondscheibe. Ihr wisst ja, dass der Mond uns stets dieselbe Seite zuwendet. Somit dreht er sich in einem Monat einmal um sich selbst, und die Erde dreht sich unter ihm hinweg.
Das ist die sichtbare Seite, auf welcher im Meer der Ruhe, bzw. Mare Tranquillitatus die Apollo-11 landete. Das ist als leichte vertiefung so ungefähr im Nordosten schon relativ weit in der Scheibe, muschelartig zu fühlen.
Was sofort auffällt ist, dass die dunkle oder Dark Side, die von uns abgewandte, deutlich mehr Krater aufweist. Das ist vermutlich so, weil die Erde mit ihrer Gravitation die ihr zugewandte Seite schützt, indem sie drohende Asteroiden lieber „selber frisst“. Montes Jura, in der Nähe der Regenbogenbucht (Sinus Iridum) ist drauf, hat aber leider keine Beschriftung. Montes Jura zeichnet für das Phänomen des sog. „Goldenen Henkel“ den man etwa 11 Tage nach Neumond am Terminator (Tag-Nacht-Grenze) beobachten kann verantwortlich. Der Krater des Durlachers Herrn Georg Friedrich von Reichenbach, ist sicher auch drauf, hat aber keine Beschriftung. Das muss ich mal mit einem Lineal ausmessen, wo der ungefähr sein könnte.
Punktschrift hat die Karte leider nicht. Das ist bei der Größe nicht mal in Schwarzschrift drin. Selbst dort wird über Nummern auf eine untenstehende Legende referenziert.
So, das sind meine ersten Eindrücke von der Karte. Ich bin völlig überwältigt davon.
Beste Grüße
Euer Gerhard.