Kategorie: Literarisches

Ein kleiner Nikolaus


Meine lieben,
Heute ist Nikolaus. Hier kommt mein kleiner Nikolaus für euch.
Weihnachtsmann mal ganz anders. Es sei hier nebenbei bemerkt, dass ich Weihnachten irgendwie sehr mag. Ich glaube, das hängt damit zusammen, dass Weihnachtsmärkte am Abend in Dunkelheit die stärkste visuelle Erinnerung sind, die ich noch aus der Zeit habe, als ich noch über einen kleinen Sehrest verfügte. Gehe ich heute in Dunkelheit über einen Weihnachtsmarkt, dann erstehen diese Erinnerungen neu und ich ergänze jeden Eindruck an den Ständen mit Licht.
Aber nun einige physikalische Betrachtungen zum Weihnachtsmann:

kennt ihr noch dieses lustige alte Ding?

Es kursiert meist ohne Autor, aber vor etwa 25 Jahren kannte es vor allem an technischen Hochschulen jeder.

Viel Freude und eine besinnliche Vorweihnachtszeit wünscht euch

Euer Gerhard.

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Es gibt gar keinen Weihnachtsmann!
Das sagt jedenfalls die klassische Physik!

1) Keine bekannte Spezies der Gattung Rentier kann fliegen. ABER es gibt 300.000 Spezies von lebenden Organismen, die noch klassifiziert werden müssen, und obwohl es sich dabei hauptsächlich um Insekten und Bakterien handelt, schließt dies nicht mit letzter Sicherheit fliegende Rentiere aus, die nur der Weihnachtsmann bisher gesehen hat.

2) Es gibt 2 Milliarden Kinder (Menschen unter 18) auf der Welt. ABER da der Weihnachtsmann (scheinbar) keine Moslems, Hindu, Juden und Buddhisten beliefert, reduziert sich seine Arbeit auf etwa 15 % der Gesamtzahl – 378 Millionen Kinder (laut Volkszählungsbüro). Bei einer durchschnittlichen Kinderzahl von 3,5 pro Haushalt ergibt das 91,8 Millionen Häuser. Wir nehmen an, daß in jedem Haus mindestens ein braves Kind lebt.

3) Der Weihnachtsmann hat einen 31-Stunden-Weihnachtstag, bedingt durch die verschiedenen Zeitzonen, wenn er von Osten nach Westen reist (was logisch erscheint). Damit ergeben sich 822,6 Besuche pro Sekunde. Somit hat der Weihnachtsmann für jeden christlichen Haushalt mit braven Kindern 1/1000 Sekunde Zeit für seine Arbeit: Parken, aus dem Schlitten springen, den Schornstein runterklettern, die Socken füllen, die übrigen Geschenke unter dem Weihnachtsbaum verteilen,

alle übriggebliebenen Reste des Weihnachtsessens vertilgen, den Schornstein wieder raufklettern und zum nächsten Haus fliegen. Angenommen, daß jeder dieser 91,8 Millionen Stops gleichmäßig auf die ganze Erde verteilt sind (was natürlich, wie wir wissen, nicht stimmt, aber als Berechnungsgrundlage akzeptieren wir dies), erhalten wir nunmehr 1,3 km Entfernung von Haushalt zu Haushalt, eine Gesamtentfernung von 120,8 Millionen km, nicht mitgerechnet die Unterbrechungen für das, was jeder von uns mindestens einmal in 31 Stunden tun muß, plus Essen usw.

4) Das bedeutet, daß der Schlitten des Weihnachtsmannes mit 1040 km pro Sekunde fliegt, also der 3.000-fachen Schallgeschwindigkeit. Zum Vergleich: das schnellste von Menschen gebaute Fahrzeug auf der Erde, der Ulysses Space Probe, fährt mit lächerlichen 43,8 km pro Sekunde. Ein gewöhnliches Rentier schafft höchstens 24 km pro STUNDE.

5) Die Ladung des Schlittens führt zu einem weiteren interessanten Effekt. Angenommen, jedes Kind bekommt nicht mehr als ein mittelgroßes Lego-Set (etwa 1 kg), dann hat der Schlitten ein Gewicht von 378.000 Tonnen geladen, nicht gerechnet den Weihnachtsmann, der übereinstimmend als übergewichtig beschrieben wird.

Ein gewöhnliches Rentier kann nicht mehr als 175 kg ziehen. Selbst bei der Annahme, daß ein „fliegendes Rentier“ (siehe Punkt 1) das ZEHNFACHE normale Gewicht ziehen kann, braucht man für den Schlitten nicht acht oder vielleicht neun Rentiere. Man braucht 216.000 Rentiere. Das erhöht das Gewicht – den Schlitten selbst noch nicht einmal eingerechnet – auf 410.400 Tonnen. Nochmals zum Vergleich: das ist mehr als das vierfache Gewicht der Queen Elizabeth.

6) 410.400 Tonnen bei einer Geschwindigkeit von 1040 km/s erzeugt einen ungeheuren Luftwiderstand – dadurch werden die Rentiere aufgeheizt, genauso wie ein Raumschiff, das wieder in die Erdatmosphäre eintritt. Das vorderste Paar Rentiere muß dadurch 16,6 TRILLIONEN Joule Energie absorbieren. Pro Sekunde. Jedes. Anders ausgedrückt: sie werden praktisch augenblicklich in Flammen aufgehen, das nächste Paar Rentiere wird dem Luftwiderstand preisgegeben, und es wird ein ohrenbetäubender Knall erzeugt.

Das gesamte Team von Rentieren wird innerhalb von 5 Tausendstel Sekunden vaporisiert. Der Weihnachtsmann wird währenddessen einer Beschleunigung von der Größe der 17.500-fachen Erdbeschleunigung ausgesetzt. Ein 120 kg schwerer Weihnachtsmann (was der Beschreibung nach lächerlich wenig sein muß) würde an das Ende seines Schlittens genagelt – mit einer Kraft von 20,6 Millionen Newton.

Damit kommen wir zu dem Schluß:

WENN der Weihnachtsmann irgendwann einmal die Geschenke gebracht hat, ist er heute tot.

(unbekannter Verfasser)

Zum Vollmond heute Nacht eine Mondgeschichte


Ja, Morgen ist Vollmond. Das kommt vor und ist nichts besonderes an sich.

Besonders ist vielleicht, dass jetzt auch Indien mit einer Raumsonde nach dem Mond greift. Es könnte spannend werden, wer der neue erste Mensch des 21. Jahrhunderts auf dem Mond sein wird, und welche Nation dahinter steckt. Ich fände es schön, wenn es ähnlich, wie die ISS ein grenzen überschreitendes Projekt sein würde; ein Beispiel dafür, dass die Menschheit durchaus in der Lage ist, Hürden und Probleme zu meistern, wenn man sie gemeinsam angeht.

 

Vielleicht wundert ihr euch jetzt, wieso ich nichts über die momentan wirklich unglaublichen und zahlreichen Missionen schreibe, die momentan gestartet sind. Ihr kennt mich ja. Das tue ich immer dann, wenn die Medien davon abgelassen haben. Dann kann ich aus dem vollen schöpfen, und die Sache in meine Art von Kontext einbinden.

Deshalb hier einfach mal eine Mondgeschichte, Keplers Traum zum Mond.

Passend zu einem ganz normalen Vollmond ohne Supermond und ohne Mondfinsternis.
Ich werde nicht zum Werwolf und bin auch sonst nicht mondfühlig.

Trotzdem faszinierte der Mond die Menschen schon immer. Heute erzähle ich kurz etwas über eine Mondgeschichte, die mir auch noch gar nicht so lange vertraut ist.

Ich habe sie aus dem Buch „Das Weltgeheimnis“. Das gibt es wunderbar aufgelesen in der Hörbücherei Hammburg.

 

Kein geringerer, als Johannes Kepler, hatte einen Traum vom Mond. Er verfasste ein Traktat, in welchem er seine Vorstellung vom Mond, wie man dort hin kommen könnte, und welche Lebensbedingungen dort herrschten, festhielt.

Der Text diese Traktats ist heute kaum noch bekannt.
Ein Dämon wird zum Erzähler und berichtet zunächst von dem komplizierten und anspruchsvollen Auswahlverfahren, wer mondtauglich sei. „Keinen von sitzender Lebensart – keinen wohlbeleibten – keinen Wolllüstigen nehmen wir mit, sondern, wir nehmen solche, die ihr Leben im eifrigen Gebrauch der Jagdpferde verbringen, oder die häufig zu Schiff Indien besuchen und gewohnt sind, ihren Unterhalt mit Zwieback, Knoblauch, gedörrten Fischen und anderen von Schlemmern verabscheuten Speisen, zu fristen“…
Wie wichtig diese Tauglichkeitsprüfung ist, wird klar, wenn man sich den Start näher betrachtet.
Die Beschleunigung sei laut Keplers Schrift damit vergleichbar, als würde man mit Pulver über alle Lande hinweg gesprengt.
Aus diesem Grunde, müssten alle Mondfahrer vor dieser Tortur mit Opiaten betäubt werden.
Während des Aufstieges müsste man sich an eine unbeschreibliche Kälte gewöhnen, und hätte mit Atemnot zu kämpfen. Später wird die Reise unbeschwerlicher, da die Schwerkraft der Erde ab- und die des Mondes zu nimmt.
Diese Anschauung ist doch schon sehr modern. Vor allem vor dem Hintergrund, dass die Newtonsche Mechanik mit der dazugehörigen mathematischen Beschreibung der Schwerkraft noch nicht bekannt waren.
Problematisch könnte die Landung werden. Hier eilen Laut Kepler schützend Dämonen voraus, um eine weiche Landung zu ermöglichen. In Keplers Text heißt der Mond plötzlich Levania und die Erde nennt er Volva.
Als Astronom stellt Kepler gleich nach der Ankunft klar, dass der Fixsternhimmel auf Levania dem der Erde sehr ähnlich ist. Es gäbe jedoch gravierende Unterschiede. So geht auf dem Mond die Sonne nur zwölf Mal pro Jahr auf und wieder unter. Somit gingen die Uhren dort sehr viel langsamer.
Tag und Nacht wären gemeinsam einen synodischen Monat lang.
In dieser langen Nacht versinkt der Mond in Kältestarre und seine Bewohner hätten mit wütenden Winden zu kämpfen. Während des darauffolgenden nicht minder langen Tages glüht eine unbarmherzige Sonne nieder und lässt alle Kreatur schmachten. Kepplers Höhepunkt seines Traumes ist der Blick zurück.  Er beschreibt, wie man die Erde riesig vom Mond aus sehen können sollte. Heute wissen wir es von den Apollo-Raumfahrern, die um den Mond kreisen mussten, genauer. Viele Aufgänge und Untergänge der Erde am Horizont des Mondes wurden beschrieben und es gibt atemberaubend schöne Fotos davon. Sie zeigen, wie fragil unser Raumschiff Erde, die Blase, in der wir leben, ist. Gerade Gestern hat @Dlr_next die Kinderfrage vertwittert, was ein Astronaut auf dem Mond wohl sähe, wenn wir Vollmond haben. Na, findet ihr es heraus? Genau, der Astronaut hätte gerade Mittag. Die Sonne stünde für ihn hell am Zenit. Ich bin mir da jetzt nicht ganz sicher, aber ich denke, er würde die Erde vor lauter Sonnenlicht nicht sehen, ähnlich, wie wir den Mond bei Neumond aus dem selben Grund nicht sehen können.
Kepler weiß, dass Erde und Mond ein einfach gekoppeltes System sind. Das weiß er deshalb, weil er erkennt, dass der Mond uns stets dieselbe Seite zeigt. Will sagen, dass wir immer die gleiche Landschaft betrachten und diese sich nicht verschiebt, wie sie es täte, wenn der Mond sich irgendwie anders um sich selbst drehte. Deshalb sieht man den Globus ganz unterschiedlich, je nach dem, wo man sich auf dem Mondball befindet. Diejenigen, die sich auf der sog. „Dark Side“ aufhalten, sehen die Erde niemals.

Für Erdbetrachter auf dem Mond hat die Erde natürlich auch dem Mond ähnliche Phasen, die Mondbetrachter von der Erde aus sehen.

Für Mondbewohner geht die Erde innerhalb eines Monats auf, und wieder unter.

 

Ein weiterer interessanter Effekt, den Kepler nennt, ist die Tatsache, dass sich die Erde einmal Täglich unter dem Mond weg dreht. Dies sieht man an Strukturen des Erdballs die von Ost nach West vorüber ziehen. Das sollte für Mondbewohner besonders schön bei einer totalen Mondfinsternis betrachten lassen. Nächtlich erhellte Städte ziehen langsam vorüber.

Mit einigen geographischen Kenntnissen sollten die Mond-Bewohner ihre Uhren an vorüberziehenden markanten Punkten mit der Erdenzeit synchronisieren können.

Für die Vorstellung, wie man die Erde sieht, nutzt Kepler das geographische Wissen seiner Zeit.
Er teilt den Erdball in zwei Hemisphären ein, aber nicht in eine Nord- und eine Südhalbkugel, sondern in eine West- und Osthalbkugel, wobei Europa, Afrika  und Asien, die alte Welt, auf der Osthälfte und Nord- und Südamerika auf der Westkugel zu finden sind. Dazwischen ist ein großer Ozean.

In der „alten Welt“ erkennt er einen menschlichen Kopf, Afrika, dem sich ein Mädchen in langem Gewande zum Kusse hinneigt. Europa mit Spanien stellen den Frauenkopf dar und Asien ihr Gewand Ihr nach hinten ausgestreckter Arm, der laut Kepler eine Katze anlockt, der Arm als Großbritannien und die Katze als Skandinavien, verfeinern und ergänzen sein Bild. Südamerika vergleicht er mit einer Glocke und dem südlichen Zipfel als Klöppel. Über einen schmalen Strick, ist sie an Nordamerika angehängt.
Als Kepler seinen Traum schreibt, ist die Entdeckung der Welt durch die Seefahrt in vollem Gange. Von Berichten von Weltumsegelungen lässt Kepler sich anstecken und inspirieren. Außerdem verfestigt sich dadurch seine Gewissheit, das kopernikanische Weltbild sei richtig.

Vom Mond aus, kann Kepler seine neue Astronomie aus anderer Perspektive betrachten. Der Globus lässt sich als ganzes begreifen und das kopernikanische Weltgebäude wird offenbar.
Spektakel der besonderen Art sollten Finsternisse sein, die sich vom Mond aus ganz anders präsentieren sollten. Auch diese zieht Kepler in Betracht. Er dreht den Globus, verändert die Positionen von Erde, Sonne und Mond und erschaft sich so einen theoretischen neuen Beobachtungsplatz.

Neu an Keplers Traum ist, die Veränderung der Sichtweise und des Standpunktes. Eine neue hinterfragende, sich selbst misstrauende Denkweise probiert Kepler hier aus. Der Wechsel des Bezugssystems und die Gewinnung von Abstand und einer dadurch veränderten wissenschaftlichen Sicht, öffnen Türen, neues zu wagen und das geozentrische Weltbild zu hinterfragen.

Relativ am Ende seines Traumes, geht Kepler auf den Mond an sich ein. Es gibt Berge und Täler, Winde und Meere und auch Leben.
Er geht auf die Tatsache ein, dass durch die verminderte Schwerkraft die Lebewesen deutlich größer würden mit langen Elefantenbeinen und riesigen Körpern, wobei die Schlangenform vorherrsche. ja, das hat schon viel mit Schwerkraft zu tun, wie groß sich Körper entwickeln können. Wale verenden am Strand, weil ihr Skelett ihr Gewicht unter der Schwerkraft auf dem Land nicht tragen kann. Im Wasser sind sie durch die Auftriebskraft deutlich leichter.

Spoc aus Enterprise hat so große Ohren, weil auf Vulkan, seinem Heimatplaneten, die Luft dünner ist. Dadurch werden alle Geräusche leiser. Das hat dort die Evolution mit größeren Ohren kompensiert.

Nach diesen Überlegungen bricht sein Traum plötzlich ab. Er beendet ihn mit einem starken Regen, der ihn erwachen ließ.

 

Dennoch. Ich finde diesen Traum äußerst spannend. Vor allem, wie sich nüchterne Naturwissenschaft mit der Anwesenheit von Dämonen widerspruchslos fügt, finde ich höchst beeindruckend.

Das findet man allerdings bis heute noch. Ich kenne promovierte Physiker, die in ihrer funtamentalistischen Freikirche leben, dass die Erde in sieben Tagen erschaffen wurde, dass Eva ein Rippchen Adams sei und vielen anderen Unsinn mehr.
Danach gehen sie wieder an ihren Arbeitsplatz und zählen vielleicht Neutrinos…

Ich freue mich, wenn Keplers Traum vom Mond auch euch etwas ergreift.

Es grüßt euch bis zum nächsten mal

Euer Gerhard.

 

Ein Rätsel für euch!!!


Guten Abend zusammen,

heute schreibe ich mal nicht selbst, sondern ich teile etwas mit euch, was ein bekannter Dichter geschrieben hat. Viel Freude damit wünscht euch euer Gerhard.

 

Rätselgedicht Nr. 287
von Friedrich Schiller
Rätsel

Auf einer großen Weide gehen
Viel tausend Schafe silberweiß:
Wie wir sie heute wandeln sehen,
Sah sie der allerälteste Greis.
Sie altern nie und trinken Leben
Aus einem unerschöpften Born,
Ein Hirt ist ihnen zugegeben
Mit schön gebognem Silberhorn.
Er treibt sie aus zu goldnen Toren,
Er überzählt sie jede Nacht,
Und hat der Lämmer keins verloren,
So oft er auch den Weg vollbracht.
Ein treuer Hund hilft sie ihm leiten.
Ein muntrer Widder geht voran.
Die Herde kannst du sie mir deuten?
Und auch den Hirten zeig mir an.

 

Von Schneeflocken, Astronomen und kunstvoll aufgeschichteten Orangen


Heute hat es bei uns geschneit. Einerseits liebe ich ihn, weil er die Welt so schön stille werden lässt. Andererseits geht mir dadurch natürlich jegliche akustische Orientierung verloren.
Trotzdem wollen wir hier auf den Spuren von Johannes Kepler wandeln, der sich intensiv mit den Schneeflocken beschäftigte.

Faszination Schneeflocke

Die vielfältigen und schönen Formen von Schneekristallen haben Menschen schon immer fasziniert. Schneeflocken sind zum einen sehr regelmäßig und harmonisch und
zum anderen scheint die genaue Form stark vom Zufall abzuhängen. Die Vielfalt der Formen ist so groß, dass man sagen kann: „Keine Schneeflocke gleicht der anderen.“ Wie kann es zu einer solchen Mischung aus Vielfalt und Regelmäßigkeit kommen?

  • Welche mathematischen und physikalischen Gesetze bestimmen das Wachstum von Schneekristallen?
  • Können mathematische und physikalische Theorien helfen, die Form von Schneeflocken zu verstehen?

Johannes Kepler war der erste Forscher, der Schneekristalle wissenschaftlich untersuchte.
Er war einer der Pioniere der Schneekristallforschung, und eine in seinen Studien zu diesem Thema formulierte Vermutung konnte erst vor Kurzem bewiesen werden. Kristallwachstum ist auch heute noch ein aktives Forschungsgebiet in Physik, Mathematik und Ingenieurwissenschaften.

Keplers Geschenk

Während seiner Zeit in Prag wird Kepler  von seinem Freund und Gönner Matthäus Wacker von Wackenfels vielfältig unterstützt. So leiht ihm Wacker von Wackenfels sein Fernrohr für nächtliche Beobachtungen, er versorgt ihn mit Büchern, und beide diskutieren über Galileis Entdeckungen. Kepler möchte sich zum Neujahrstag des Jahres 1611 nun mit einem Geschenk bedanken.

Auf seinem täglichen Spaziergang durch das winterliche Prag lösen sich alle Ideen für ein Geschenk in nichts auf, da Kepler über keine finanziellen Mittel verfügt.
Kepler schreibt:

Auf der Karlsbrücke schließlich wurde durch einen glücklichen Umstand Wasserdampf und Kälte zu Schnee und einige Schneeflocken fielen da und dort auf Keplers  Mantel, alle sechseckig und von gefächertem Aussehen.

Kepler schreibt weiter:

das war die richtige Sache für einen Mathematiker, der nichts hat und nichts erhält, etwas zu überreichen, das vom Himmel
fällt und wie ein Stern aussieht“.

Kepler machte sich also daran, für Wacker eine Abhandlung über die sechseckige Form von Schneekristallen anzufertigen. Wie auch seine
Arbeiten über die Planetengesetze, so enthält auch diese Schrift viele neue Gedanken.

Keplers Schrift für Wacker hatte den Titel „Strena Seu de Nive Sexangula“ (Neujahrsgeschenk, oder: Über die
sechseckige Schneeflocke“). Kepler fragte sich, warum Schneekristalle stets eine sechsfache Symmetrie aufweisen. Er schrieb:

Es muss einen bestimmten Grund geben, warum bei Einsetzen des Schneefalls die Anfangsformationen unverändert die Form eines sechseckigen Sternchens haben. Sollte es durch Zufall erfolgen, warum fallen sie dann nicht mit fünf oder sieben Ecken.

Keplers Vermutung

Er spekulierte weiter über die die sechsstrahlige Symmetrie verursachenden Kräfte und kam dabei zu der Frage, wie man Kreise in der Ebene und Kugeln im Raum am dichtesten packen kann. Zwar erwähnte Kepler nicht ausdrücklich eine atomistische Sichtweise, aber er fragte sich, ob die hexagonale Form von dicht gepackten Kugeln im Raum etwas mit der Gestalt von Schneekristallen zu tun hat.
Im Zusammenhang mit diesen Überlegungen stellte Kepler die später nach ihm benannte Keplersche Vermutung auf. Dabei geht es um die Frage, wie sich gleichgroße Kugeln im Raum so anordnen lassen, dass möglichst wenig Zwischenraum bleibt. Kepler vermutete, dass die Lösung die sein muss, die man auf jedem Marktstand beobachten kann.

Zunächst legt man in einer Ebene z. B. Orangen in einem hexagonalen Gitter an. Auf diese legt man nun weitere Orangen  in die tiefsten Punkte der unteren Schicht. So stapelt man nun Schicht für Schicht und erhält die sogenannte hexagonal dichteste Kugelpackung
Diese Kugelpackung besitzt eine Dichte im Raum von ca. 74,05 %. Kepler vermutete im Jahr 1611, dass diese Kugelpackung die dichteste Kugelpackung im Raum ist.
Kepler hatte keinen Beweis seiner Vermutung. Der erste Schritt zu einem Beweis wurde vom deutschen Mathematiker Carl Friedrich Gauß gemacht, der 1831 eine Teillösung veröffentlichte. Gauß bewies, dass die Keplersche Vermutung wahr ist, wenn die Kugeln in einem regelmäßigen Gitter angeordnet werden müssen.
Diese Aussage bedeutet, dass eine Anordnung von Kugeln, welche die Keplersche Vermutung widerlegen würde, eine unregelmäßige Anordnung sein müsste. Der Ausschluss aller möglichen unregelmäßigen Anordnungen ist jedoch sehr schwierig, wodurch der Beweis der Vermutung so schwierig wird. Es ist sogar bekannt, dass es unregelmäßige Anordnungen gibt, die in einem kleinen Bereich dichter als die kubische-flächenzentrierte Packung sind, aber jeder Versuch, diese Anordnungen auf ein größeres Volumen auszudehnen, verringert ihre Dichte.
Nach Gauß wurde im 19. Jahrhundert kein weiterer Fortschritt beim Beweis der Keplerschen Vermutung gemacht. 1900 nahm David Hilbert das Problem in seine Liste von 23 mathematischen Problemen auf – es ist ein Spezialfall von Hilberts 18. Problem.

Der Beweis von Keplers Vermutung

Ein Beweis für die Vermutung wurde fast vierhundert Jahre später, im Jahr 1998, von Thomas Hales (Universität Pittsburgh) gefunden. Hales’ Beweis benutzt viele Fallunterscheidungen, die nur mit Computerhilfe entschieden werden konnten. Mathematiker, die den Beweis als Gutachter geprüft hatten, gaben bekannt, zu „99 Prozent sicher“ zu sein, dass der Beweis richtig sei. Eine Restunsicherheit blieb, da nicht alle am Computer durchgeführten Berechnungen durch die Gutachter nachgeprüft wurden.

Und in noch was war Kepler seiner Zeit weit voraus

Da Kepler mikroskopische Eigenschaften für makroskopische Muster verantwortlich machte, war er seiner Zeit weit voraus. Ohne eine experimentelle Möglichkeit zu
haben, die Struktur der Materie im Einzelnen zu untersuchen, hatte Kepler die Idee, dass regelmäßige Formen durch lokale Regeln begründet werden können. Erst in
der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts gelang es mithilfe der Kristallstrukturanalyse, der Wellenmechanik der
Molekülstrukturen und der Thermodynamik der Phasen-Bildung, die Kristallstrukturen des Eises besser zu verstehen. Es zeigte sich, dass die hexagonale Anordnung der
Sauerstoffatome im Eis für die hexagonale Kristallsymmetrie in Schneekristallen verantwortlich ist. Damit wurden
Keplers Spekulationen darüber, dass Packungseigenschaften von Kugeln im Raum für die hexagonale Struktur von Schneekristallen verantwortlich sind, in gewisser Weise bestätigt. Kepler, der stets auf der Suche nach Gesetzen von Regelmäßigkeiten war, hatte hier also die richtige Intuition.

So viel mal für heute zu einer ganz anderen Seite von Johannes Kepler.

Ich hoffe, ihr hattet etwas Freude damit.

Herzliche Schneeflockengrüße

Euer Gerhard.

Das Technikwunder Voyager


Meine lieben Leserinnen und Leser meines Blogs,

Heute ist Nikolaus. Deshalb möchte ich hier auch etwas einigermaßen aktuelles aus dem Sack der Astronomie-Ereignisse lassen.

Es geht um die Voyager-Mission. Seit 40 (vierzig) Jahren, dem05.09.1977  unterwegs aus unserem Sonnensystem heraus.

Das ist die Mission mit den Tonaufnahmen an Bort, die Außerirdische Wesen über unsere Spezies und Herkunft informieren sollen, wenn sie die Sonde finden.

Ich glaube, man kann irgendwo eine schöne CD-Sammlung erstehen, mit Verpackung etc. wo all diese Geräusche zu hören sind. Als Dateien finde ich sie jetzt nicht so spannend, denn es sind ja unsere Klänge. Aber in einer haptisch schönen Box vielleicht?

Ah, jetzt ja. Hier kann man sie sowohl als Schallplatten, als auch als CD vorbestellen.

http://www.ozmarecords.com/voyager

Wer in meinem Buch gelesen hat, erinnert sich vielleicht, dass ich am Beispiel der Voyager-Mission aufgezeigt habe, wie ich mir das Aussehen einer Sonde unter gewissen Umständen Stück für Stück erschließen kann.

OK, was ist geschehen.

Man kann sich vorstellen, dass die Sonde nach so langer Zeit auch langsam altert. Die auf Radioaktivität basierenden Batterien liefern zunehmend weniger Energie. An Sonnenenergie ist dort, wo sie momentan ist, nicht zu denken.

Natürlich wollen wir den Kontakt mit ihr möglichst lange halten, um viel davon mit zu bekommen, wie es im Raum außerhalb des Sonnensystems so zugeht.

Dazu ist es ganz wichtig, dass sich die Sonde immer wieder auf die Erde mit ihrem 3,7 M großen Parabolspiegel (Antenne) ausrichtet. Geht hier nur ein weniges fehl, kann man sich vorstellen, dass auf diese Distanz die Peilung dann dahin ist.

Natürlich wird die Fläche, welche die Sonde befunkt, mit dem Abstand zum Quadrat größer, aber auch genau im selben Verhältnis, werden die Funkwellen schwächer.

Also die Steuerung ist ein Wahnsinn.

Hierfür hat die Sonde extra Düsen zur Lagekontrolle. Das sind kleine Düsen, die kleine Pulse für Bruchteile von Sekunden abgeben können, um der Sonde einen kleinen Schubs in die richtige Richtung zu geben.

Diese Düsen kann die Sonde entweder automatisch selbst auslösen, wenn sie anhand des Startrackers merkt, dass sie etwas die Orientierung verliert. Andererseits können auch von der Erde aus diese Steuerdüsen bedient werden.

Ich beschrieb in meinem Buch, dass das Bandgerät unerwünschte Bewegungen auf die Sonde ausübte, wenn es spulte. Diese wurden mit den Lage-Düsen ausgeglichen, damit die Sonde nicht die Peilung verliert, oder noch schlimmer, sich gar unkontrolliert zu drehen beginnt.

Nun sind diese Düsen langsam gealtert und erlahmt.

Das bedeutet, dass die Sonde durch Sonnenwind, andere Teilchenwinde und vielleicht auch Lichtdruck, mit der Zeit ihre Richtung verliert und sich von der Erde abwendet.

Damit hätten wir sie dann verloren, was in wenigen Jahren auch geschehen wird, ob wir wollen, oder nicht.

Um dies für zwei bis drei Jahre zu verzögern, ist den Ingenieuren der NASA wirklich ein technisches Wunder gelungen.

Neben diesen Steuerdüsen, hat die Sonde auch noch größere Schubdüsen, die sie für große Kursänderungen benötigt, bzw. zum Abbremsen oder Änderung eines Orbits und für die Swing-By-Manöver, um an Planeten Schwung zu holen. Das sind vier an der Zahl. Die Idee war nun, diese vier Düsen für die Steuerung einzusetzen, wofür sie normalerweise nicht gemacht waren.

Diese Düsen wurden das letzte Mal vor 35 (fünfunddreißig“ Jahren, 1982 also, eingesetzt, um am Saturn den Kurs anzupassen.

Seitdem fliegt die Sonde bis auf wenige Korrekturen mit den erwähnten Steuerdüsen  im wesentlichen im freien Fall.

Das ist gewagt, wenn man von starken Düsen etwas erledigen lässt, das normalerweise sensible kleine Steuerdüsen übernehmen. Man muss die Kräfte der  Schubdüsen sehr genau kontrollieren.

Nun war aber das in der Software der Sonde nicht vorgesehen, geschweigedenn, konnte man nur hoffen, dass die Düsen in der Lage sind, diese Genauigkeit zu leisten.

Man versuchte es dennoch. Nur gab es ein weiteres Problem. Die Personen, die sich mit diesen alten Systemen auskannten, waren längst im Ruhestand und lebten im Zweifel vielleicht schon gar nicht mehr.

Die alten Computersysteme waren längst abgebaut und es gab wohl auch kaum noch jemanden, der die alten Computersprachen noch beherrschte, oder sich mit den technischen Details genau auskannte.

So machte man sich auf die Suche. Man fand schließlich noch eine Crew, reaktivierte Ruheständler,  die noch über die entsprechenden Kenntnisse verfügten. Die alte Hardware konnte man schließlich auch wieder rekonstruieren und vermutlich improvisiert aufbauen.

Es wurde nun ein Testszenario, ein Stück Software entwickelt, womit man diese Düsen wieder zünden konnte, wenn sie noch reagieren sollten und nicht gealtert und beschädigt waren.

Die NASA sendete dieses Testprogramm vor wenigen Tagen an die Sonde Voyager I. Neunzehn Stunden mussten die Ingenieure warten, bis sichtbar wurde, ob der Befehl zum einen verstanden und zum anderen auch richtig von der Sonde umgesetzt wurde.

Die Düsen zündeten für einige Millisekunden und gaben der Sonde einen Impuls.

Es hat funktioniert. Das ist ganz erstaunlich nach dieser langen Zeit. Bedenken wir, wie oft wir unsere hochtechnisierten Smartphones wechseln etc.

Mit so einem „unzuverlässigen“ Gerät, würde man vermutlich nicht mal zum Mond fliegen wollen.

Weltraumstrahlung würde vermutlich schon bald das Teil in einen undefinierten Zustand bringen, es abstürzen lassen, und wahrscheinlich sogar physisch beschädigen.

Es besteht nun die berechtigte Hoffnung, dass derlei Manöver die Sonde noch über zwei drei Jahre ausrichten können. Dann behalten wir sie noch und erhalten Daten, wie es ihr da draußen so geht. Danach allerdings ist irgendwann der Sprit alle. Dann hilft kein Befehl mehr. Dann muss sie im freien Fall bleiben, in der Hoffnung, von irgend einem außerirdischen Wesen gefunden zu werden.

Oben ist der Link dessen, was die Wesen anhören können, sollten sie mit dem Plattenspieler klar kommen.

Hoffen wir, und das ist jetzt etwas bissig, sie haben dafür etwas mehr Talent, als so mancher Lehrer aus meiner Schulzeit…

Strom muss sie schon seit Jahren sparen. Längst können nicht mehr alle Instrumente gleichzeitig betrieben werden, da ansonsten das Stromnetz zusammenbrechen würde. Auch das wird sich verschlimmern und sie wird langsam einschlafen.

Den schlaf hat sie sich aber auch dann retlich verdient. So robust, so zuverlässig und so erfolgreich waren nicht viele andere Missionen.

Aber bevor das alles so weit ist, hat die Sonde in ihrem großen Erbe von Daten, auch für uns Audiomenschen etwas hinterlassen. Manche dieser Daten kann man hörbar machen. Es ist dann quasi „Radio Voyager“. Hier ein Beispiel. Es sind elektromagnetische Wellen, die dadurch entstanden sind, dass die Plasmadetektoren von geladenen Teilchen getroffen wurden. Die Teilchendichte war hier extrem dünn und die Sonde befand sich schon „außerhalb“ unseres Sonnensystems. In Anführungszeichen deshalb, weil man heute nicht mehr ganz klar darüber ist, wo unser Sonnensystem wirklich endet. Vermutlich reicht der Einfluss unserer Sonne deutlich weiter ins All hinaus.

http://www.spektrum.de/news/so-klingt-der-interstellare-raum/1213450

 

Jetzt wünsche ich eine besinnliche und ruhige Vorweihnachtszeit. Keine Sorge. Ich melde mich schon nochmal in diesem Jahr.

Beste Grüße

Euer Gerhard.

 

Luther und Kopernikus


Liebe Leserinnen und Leser,

 

Nachdem meine ersten kleinen Beiträge mich und mein Arbeitsumfeld einführten, kommt heute quasi der erste Artikel mit einem konkreten Thema. Es ist mein Blindnerd-Beitrag zum Luther-Jubiläum. Da darf ich mich auch nicht lumpen lassen.

Keine Angst. Das ist kein Podcast für Religion. Es ist aber so, dass sich die Astronomie oft dort wiederfindet, denn zum einen waren sehr viele gebildeten Astronomen Mönche, andere bekamen mit der Inquisition probleme, die Kirche reformierte den Kalender und einer der Urväter der Urknall-Theorie war auch ein Kirchenmann.

Wie gesagt. Das ist mein Astronomie-Beitrag zum Luther-Jubiläum.

Viel Freude damit wünscht euch und ihnen

Gerhard Jaworek.

 

so, der zusätzliche Feiertag, den uns das Luther-Jubiläum bescherte, ist nun auch leider vorbei.

Die Gelegenheit nutzte ich, um mal etwas zu recherchieren, ob es nicht auch Verbindungen zwischen Luther und Astronomie gibt, die Hand und Fuß haben und nicht an den Haaren herbei gezogen wirken.

 

Viel ist es nicht, was ich fand, aber es ist mehr, als nichts. Immerhin half mir mein wunderbarer Freund, Volker, der Pfarrer ist, mit Bibelstellen aus und gab einige Hintergrundinformationen, die ich auch mit euch teile.

 

„Dieser Narr will die ganze Kunst Astronomiae umkehren“, soll Luther bei Tische gepoltert haben. Und weiter: „Aber Josua hieß die Sonne stillzustehen und nicht das Erdreich.“

Damit ist die Bibelstelle, Josua 10, Vers 12, gemeint, nach der die Sonne und der Mond stillstanden, bis das Volk Rache an seinen Feinden genommen hatte.

Das ist eindeutig. Die Sonne kann nur bei einem geozentrischen Weltbild stehen bleiben.

Mit „Narr“ war Kopernikus gemeint.

Es gibt noch andere Zeichen in der Bibel, die auf astronomische Phänomene, z. B. Finsternisse, zurückgehen könnten, z. B. Da gibt es für König Hiskia ein Zeichen das darin besteht, dass der Schatten (wohl einer Sonnenuhr ) sich Rückwärts bewegt.
2 Kön 20, 8-10, geschildert auch in Jes 38,7 und eine Anspielung in 2 Chr. 32,31 Hiskija lebte von 752 v. Chr. bis 697 v.Chr. und war König von Juda als Nachfolger seines Vaters Ahas von 725 v.Chr. bis 698 v.Chr.

Also wenn das keine Sonnenfinsternis war, was da beschrieben wurde… Wer mag, kann die Lebensdaten des Königs ja mal z. B. in Calsky eingeben. Ich habe es versucht, stellte mich aber irgendwie zu doof dafür an.

Weitere Beispiele sind natürlich der Weihnachtsstern und die Finsternis zu Ostern. Ganz aktuell fasziniert mich momentan im Hinblick darauf, dass die gekrümmte Raumzeit mit Gravitationswellen, in aller Munde ist, ein Bild aus der Offenbarung oder Apocalypse.

In Offenbarung 6, 14 wird prophezeit, dass der Himmel wie eine Schriftrolle zusammengerollt wird.

Soviel mal zu Bibelstellen mit astronomischem Bezug.

Nun aber zurück zu Luther.

Martin Luther war ein Aufklärer und Reformator. Es ist aber sehr fraglich, ob er überhaupt etwas von Kopernikus gewusst hat. Beide lebten ja relativ zeitgleich und Kopernikus veröffentlichte sein Buch erst kurz vor seinem Tode.

Martin Luther, 10. November 1483 in Eisleben, Grafschaft Mansfeld; † 18. Februar 1546 ebenda.

Nikolaus Kopernikus, 19. Februar 1473 in Thorn; † 24. Mai 1543 in Frauenburg

Veröffentlichung des Buches De revolutionibus orbium coelestium. Nürnberg 1543.

Somit dürfte seine Lehre von der Sonne als Mittelpunkt nur Insidern bekannt gewesen sein.

Im großen theologischen Lebenswerk Luthers findet sich nichts, was auf diese Rede deutet. Es findet sich auch nichts darüber, dass Bruder Martin sich überhaupt mit Astronomie befasst hat.

Der Himmel, sowohl der Göttliche, als auch der astronomische, waren so unveränderlich und perfekt, dass man sich im Mittelalter hierzulande kaum damit beschäftigte. In diesem Sinne haben uns die Araber die Wiege Europas erhalten, indem sie alte griechische Schriften bewahrten und übersetzten.

Besagte Tischrede ist von 1539, wurde aber erst Jahrzehnte später gedruckt,  und zwar von jemandem, der nicht selbst dabei gewesen ist. Im Tagebuch des damaligen Luther-Vertrauten Anton Lauterbach findet sich auch kein Hinweis auf eine derartige Äußerung.

Ein gewisser Physiker und Wissenschaftshistoriker, Andreas Kleinert, der Universität Halle, bezeichnet diese Tischrede als „Geschichtslüge“. Kleinert weist nach, dass Luther erst im 19. Jahrhundert von zwei katholischen Historikern zum Anti-Copernicaner gemacht worden ist, während des Kulturkampfes zwischen Kaiserreich und katholischer Kirche.

Astronomie bei Luther hin, oder her.

Zumindest taten sich später die Protestanten mit der Umstellung von Julianischen auf den Gregorianischen Kalender schwer. In reformierten und protestantischen Gegenden fand die Anpassung des Kalenders später statt. Diese Regionen waren nicht „papstgläubig“ und lehnten daher damals diese päpstliche Reform ab. Für das Jahr 1700 war aufgrund der verschiedenen Schaltjahrregelungen ein weiterer Tag Differenz zu befürchten. Daraufhin einigten sich 1699 die protestantischen deutschen Territorien auf dem Reichstag in Regensburg und führten einen Verbesserten Kalender ein, der nur unwesentlich vom katholischen abwich.

 

Und allgemein kann man sagen, dass Die Sonne und alle Sterne, Konstellationen und Himmelskörper in der Antike als Götterwesen galten. Sie wurden nur in mythologischen Geschichten beschrieben. Das Weltbild der Bibel setzt die neue Auffassung dagegen, dass es sich um „Lampen am Himmel handelt“, eben Himmelskörper, es jedenfalls nur einen Gott gibt. Ähnliches haben sonst nur die „Wissenschaftler“ der Chaldäer geschafft, deren Wissen auch in der „Nebrascheibe“ Niederschlag gefunden hat. Die Himmelsscheibe von Nebra ist das erste Bild des Himmels, das einen Text braucht, um verstanden zu werden.

Da es aber damals in der Bronzezeit noch keine Schriftsprache gab, ist dieses Wissen wieder untergegangen. Aber auch überall sonst hat die letztlich abergläubische Erklärung der Phänomene immer wieder fröhlich Renaissance gefeiert. Und wenn ich mir so ansehe, was teilweise heute noch oder wieder geglaubt wird, scheint es mir manchmal, dass sich das bis heute nicht geändert hat…

 

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Nur einen Unterschied gibt es. Die Themen werden stets aus der „Sicht“ eines Menschen mit Blindheit, betrachtet. Ich möchte hier mit euch teilen, was mich in meinem Leben fasziniert, wofür ich mich begeistere und wie gerne ich mich derartigen Themen nähere und austausche.
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Ein großes Anliegen ist mir aufzuzeigen, dass gerade in der Astronomie sich ein unglaublich großes Potential für Inklusion bietet. Darüber schrieb ich das Buch „Blind zu den Sternen – Mein Weg als Astronom“.
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Frauen in Natur- und Technikwissenschaften sind nach wie vor unterrepräsentiert. Grund genug, solche starke Wissenschaftlerinnen in einer eigenen Kategorie zu versammeln und zu würdigen. Auch das ist Inklusion.

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