Parken im All


Liebe Leserinnen und Leser,

Schon mehrfach ist es passiert, dass es bei einer mission heißt, dass die Umlaufbahn leider nicht erreicht wurde. Dann heißt es bei erfolgreicheren Missionen, dass der Einschuss in die vorgesehene Umlaufbahn derart gut gelungen sei, dass die Raumsonde viel Treibstoff sparen konnte, und von daher viele Jahre länger betrieben werden kann. So dürfen wir es vom JWVLT hoffen. Was man hier deutlich sieht, ist, dass es für jede Aufgabe und jede Mission auch mehr oder weniger geeignete Umlaufbahnen und Orte gibt. Darum wird es heute gehen.

Tanz mit der Erde

Bei Aufgaben, wo es wichtig ist, dass man von der Erde aus stehts von der gleichen Stelle aus Sicht auf den Satelliten hat, schickt man sie auf eine geosynchrone Umlaufbahn. Der Satellit umläuft die Erde synchron zur Erddrehung ein mal täglich. Die einfachste Bahn dieser Art ist die geostationäre Umlaufbahn.
Die liegt ungefähr 36.000 Kilometer über dem Äquator. Es gibt noch weitere geosynchrone Bahnen.
Diese Bahnen eignen sich gut für Satelliten zur Kommunikation, Navigation und zur Wetterbeobachtung.

Welch ein Gezerre

Für andere Aufgaben aus Erdnähe wird es dann mit den Bahnen etwas kompliziert.
Ein Hauptproblem ist die Tatsache, dass immer mehrere Körper mit ihren Gravitationskräften an unserer gedachten Raumsonde ziehen.

  • Da zieht die Sonne mit ihrer ungeheuren Masse,
  • die Erde, in deren Nähe sich unsere Sonde befindet,
  • der Mond zieht, wenn er gerade mal vorbei kommt
  • und auch die riesigen Gasplaneten, wie unser Jupiter ziehen an der Sonde.

Dieses Spiel der Kräfte wird dann schnell chaotisch und die Sonde muss mittels Treibstoff ihre Bahn immer wieder korrigieren.
Das ist bei mehr als zwei Körpern, die sich gegenseitig beeinflussen, nicht mehr mit einer geschlossenen Formel, wie den Newtonschen Bewegungsgleichungen oder den Keplerschen Gesetzen zu lösen.
Es gibt jedoch numerische Verfahren, wie man die Bahnen von derartigen Drei-Körper-Systemen, z. B. Erde-Sonne-Raumsonde, Stück für Stück berechnen kann.

Bei einigen Missionsaufgaben lässt sich aber enorm Treibstoff sparen, weil es in einem Drei-Körper-System von denen einer extrem viel leichter ist, als die anderen beiden, Punkte gibt, bei denen man quasi kostenlos mitreisen kann. Treibstoff braucht man dann nur noch, damit man in der Nähe dieser Lagrange-Punkte, benannt nach dem Mathematiker Joseph-Louis Lagrange bleibt. Etwas korrigieren muss man schon, denn zum einen wird unser Drei-Körper-System ja auch von anderen Massen gestört, und zum anderen gibt es an den Lagrange-Punkten nichts, worum man kreisen könnte.
Es sind Punkte, bei denen sich die Zugkräfte auf unsere Sonde der im system befindlichen großen Massen, addieren, subtrahieren oder ergänzen.

Eine Sonde im Sonne-Erde-System

Hier betrachten wir stets die Sonne, die von der Erde umkreist wird. Als dritter Körper nehmen wir eine Raumsonde, die unterschiedliche Aufgaben, je nach dem, wo wir sie parken, wahrnehmen kann.

Der Platz an der Sonne

Bei Sonnen-Missionen ist man natürlich daran interessiert, möglichst viele Sonnenstunden zu haben, am bessten immer. Kein Tag-Nacht-Rhythmus oder ein Mondschatten soll die Beobachtung stören, und wenig Treibstoff soll die Sonde natürlich auch verbrauchen, denn wir wollen sie ja lange nutzen.
Der beste Parkplatz für so eine Sonde ist der Lagrange-Punkt eins. Er liegt zwischen Erde und Sonne.
An diesem Punkt ziehen Erde und Sonne gleich stark von gegenüberliegenden Seiten an der Sonde, und halten sie auf diesem Punkt fest. Da die Erde deutlich weniger Masse als die Sonne besitzt, liegt dieser Punkt näher an der Erde.
Er liegt ungefähr 1,5 Mio Kilometer von der Erde aus gesehen in Richtung Sonne. Das ist gerade mal ein Prozent der ganzen Strecke Erde-Sonne.
Und was an dem Punkt noch praktisch ist, die Erde zieht unsere Raumsonde mit sich auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne. Somit hat die Sonde den Stern stets im Blick und die Antenne für die Daten zeigt immer brav in Richtung Erde. Klar, die Erde dreht sich natürlich einmal täglich unter der Sonde hindurch, das stört aber nicht, weil es Empfangsantennen für die Daten um den ganzen Erdball verteilt gibt, oder man speichert die Daten und schickt sie dann zur Erde, wenn sich die Heimat-Antenne unter der Sonde vorbei bewegt. Und wenn nicht gerade eine Sonnenfinsternis stattfindet, dürfte nicht mal der Mond mit seinem Schatten störend durch den Datenstrahl zur Erde laufen. Wir merken also: Der LagrangePunkt L1 Erde-Sonne ist ein idealer Parkplatz für Beobachtungen unseres Sterns, des Sterns von dem wir leben.

Im Schatten

Wer wünscht sich im Sommer keinen Parkplatz unter einem schattigen Baum.
Bei vielen Missionen ist es auch so, dass gerade die Sonne mit ihrer Wärme und ihrem Licht stört. Aus diesem Grunde parkte man die beiden WeltraumteleskopeHerschel und Planck, die u. A. Beobachtungen im Infrarot-Bereich, also Wärme, machen sollten, in L2(Erde-Sonne). Dieser liegt von der Sonne aus gesehen 1,5 Mio Kilometer hinter der Erde auf einer Linie mit Erde, L1 und der Sonne.
Aktuell befindet sich dort Das Weltraumteleskop Gaia, das im Schatten der Erde Sterne zählt und katalogisiert.
Das astronomisch teure und viel verspätete Teleskop, James Webb, ist ebenfals in diesem schattigen Platz geparkt. Punkt
Das benötigt trotz Erdschatten noch einen Wärmeschutz, der größer als ein Tennis-Feld ist und Instumente müssen noch aktiv gekühlt werden, damit die Instrumente für das infrarote Licht, die Wärmestrahlung, empfindlich werden. Die Bahnen, welche diese L2-Missionen um diesen Punkt beschreiben, sind so gewählt, dass zumindest ihre Sonnensegel aus dem Erdschatten in die Sonne ragen, um Strom zu ernten.
Was verleiht aber nun diesem Punkt so interessante Eigenschaften?
Nach den Keplerschen Gesetzen und der Newtonschen Mechanik ist es so, dass ein Planet um so länger braucht, um seinen Stern zu umrunden, desto weiter er von ihm entfernt ist. Länger braucht er nicht nur deswegen, weil er mit zunehmender Entfernung eine weitere Strecke zurück legen muss, sondern weil er sich tatsächlich auch langsamer auf seiner Umlaufbahn bewegt. Das kann man leicht nachvollziehen, wenn man sich die Umlaufzeiten, die Entfernungen und die Bahnlängen unserer Planeten um die Sonne betrachtet. Dabei kann man ruhig mal kreisförmige Bahnen annehmen. Befindet sich unsere Sonde in L2, dann addieren sich die Massen von Sonne und Erde so günstig, dass die Sonde die selbe Umlaufgeschwindigkeit als die Erde um die Sonne hat. Die hätte sie auch dann, wenn die Erde nicht da wäre, und die Sonne selbst um das Gewicht der Erde schwerer wäre. Somit wird es möglich, dass die Sonde ohne viel zu tun, einfach mit der Erde mitreisen kann. Der Antrieb wird dann nur dazu benötigt, um sie in der Nähe des Punktes zu halten, denn durch äußere Einflüsse anderer Himmelskörper würde sie diesen mit der Zeit verlieren, und entweder zurück auf die Erde fallen, oder ins Weltall verschwinden.

Wo liegt die „Gegenerde“?

Im Fall Sonne-Erde liegt der dritte Lagrange-Punkt auf der uns gegenüberliegenden Seite der Sonne, knapp 190 km weiter weg von der Sonne als die Erde. In diesem Punkt bewirken die (gleichgerichteten) kombinierten Anziehungskräfte von Erde und Sonne wieder eine Umlaufdauer, die gleich der der Erde ist.
Schwurbler vermuten hier eine „Gegenerde“ die man nie zu sehen bekommt.
Meines Wissens kann man mit diesem Punkt in der Raumfahrt nicht viel anfangen, weil kein Funkkontakt zur Erde möglich wäre. Die risige Sonne mit ihrem eigenen Radio-Programm wäre immer störend im Wege.

Trojaner und blinde Passagiere

L4 und L5 solcher Systeme sind für Asteroiden-Forscher interessant.
Sie bilden jeweils ein Dreieck mit den beiden massereichen Körpern eines derartigen Systems. Beim System Erde-Sonne läge dann die Sonne auf einer, die Erde auf der zweiten und die Sonde auf der dritten Ecke dieses Dreiecks.
Im Falle Erde-Sonne liegt in Bewegungsrichtung der Erde um die Sonne gedacht, L4 60 Grad vor und L5 60 Grad hinter der Erde.Diese beiden Punkte sind sogar relativ stabil, weil die Sonde von den Anziehungskräften von Erde und Sonne quasi in der Zange gehalten wird.
Manchmal kommt es vor, dass sich ein kleiner Asteroid als blinder Passagier in L4 oder L5 eines solchen Systems parkt. Unsere Erde führt einen sog. Trojaner in einem dieser Punkte mit. Auch bei Jupitermonden hat man schon Trojaner gefunden. Die Raumsonde Lucy wird diese Trojaner des Jupiters besuchen.
Für die Sonnenforschung sind L4 und L5 auch spannend, denn von dort aus kann man die Sonne etwas seitlich beobachten. Damit könnte man dann einen Sonnensturm nicht nur frontal betrachten, sondern würde ihn vorbei ziehen sehen.

Zweites Beispiel – Das Erde-Mond-System

Selbstverständlich bildet auch die Erde, der Mond und alles, was dort hin möchte, so ein Drei-Körper-System. Das muss man wissen, und kann es auch geschickt nutzen, wenn wir als Menschheit wieder in Richtung Mond aufbrechen wollen.

Der Punkt ohne Rückkehr

Der Abstand zu L1(Erde-Mond) ist für Mondfahrer interessant. Er liegt etwa 326.000 Kilometer in Richtung Mond. Der Abstand Erde-Mond beträgt im Mittel 384.400 Kilometer. Da der Mond deutlich weniger Masse als die Erde besitzt, liegt dieser L1 natürlich näher bei ihm. Befindet man sich näher als dieser Abstand beim Mond, dann wird man von ihm angezogen. Das bedeutete für die Apollo-Missionen, dass es von da ab nicht mehr möglich war, ohne Triebwerk zur Erde zurück zu fallen (Point of no return).

Die dunkle Seite

L2(Erde-Mond) liegt auf der Rückseite des Mondes, die uns stets abgewandt ist.
Vom Erdmittelpunkt aus gemessen, liegt der Punkt 449 km entfernt knapp hinter dem Mond auf der Verbindungslinie Erde-Mond, auf welcher sich auch L1 dieses Systems befindet. Bis vor kurzem war dieser Punkt für die Raumfahrt nicht sehr spektakulär. Das änderte sich jedoch, seit China einen Rover und eine Sonde auf der Rückseite des Mondes landete.
Der Kommunikationssatellit von Chang’e-4 ist am L2-Punkt geparkt (genauer umkreist L2). Somit stellt er Funkkontakt vom Lander und Rover zur Erde her.

L3 Erde-Mond liegt auf der Verbindungslinie Erde-Mond, etwa 382,500 Kilometer hinter der Erde vom Mond aus betrachtet. Das wäre dann der Platz für einen Gegenmond, den es, wie wir wissen, nicht gibt. Ansonsten hätten wir den schon entdeckt.

Erde und Mond spannen mit der Sonde in L4 und L5 des Systems wieder Dreiecke auf. Vielleicht werden diese Punkte mal für die Kommunikation bei der Erforschung des Mondes wichtig. Trojaner befinden sich dort meines Wissens momentan keine.

Epilog

So, jetzt hoffe ich, dass ich das einigermaßen anschaulich auch ohne Bild beschreiben konnte.
Seit heute, 22.02.2024 besitze ich eine taktile Geburtstagskarte, die die Lagrange-Punkte darstellt. Dank an mein Team für diese Karte. Damit kann ich richtig viel anfangen. Sie hat mir gezeigt, dass ich mit meinen Vorstellungen richtig lag.

Ich kann nicht einfach mal etwas einfach so hin zeichnen. Allerdings tue ich das im Kopf trotzdem.
Ich stelle es mir ungefähr so vor:
Wenn ich über Gaia in L2 erzähle, dann ist es in meiner Vorstellung so, dass ich mit der Sonde fliege, fast, dass ich die Sonde bin.
Ich höre dann quasi hinter mir die Erde mit ihrem Schatten und schaue mit meinem Kopf dorthin, wo gaia hin sehen soll.
Sie beschreibt eine Lissajous-Figur um L2, wofür sie Treibstoff benötigt.
Das mit der Lissajous-Figur ist zwar etwas theoretischer, aber ich weiß, dass Gaia immer so fliegen muss, damit ihre Sonnenpaddel aus dem Erdschatten kommen, um Sonnenenergie zu tanken.
Gaja vollführt noch eine Drehung um sich selbst. Die lassen wir hier mal in der Vorstellung besser weg, um jegliche Raumkrankheit zu vermeiden.

Astronomie für benachteiligte Kinder


Liebe Leserinnen und Leser,

 

immer und immer wieder darf ich erleben, wie inklusiv und wunderbar Astronomie vor allem Kinder und Jugendliche abholt, die nicht gerade begünstigt vom Leben sind.

Das möchte ich nun einfach mal ganz demutsvoll und bescheiden mit euch teilen.

Es geht mir hier ganz bestimmt nicht darum, zu zeigen, was ich für ein toller Hecht bin. Einzig und alleine die Kinder stehen im Vordergrund und wie ich sie mit der Astronomie erreiche.

Hier zwei anrührende Beispiele dafür:

1. Sternstunde an der Nikolauspflege Stuttgart

Die Nikolauspflege ist eine Bildungseinrichtung für Menschen mit Blindheit oder Sehbeeinträchtigung.
Zur Nikolauspflege

Von der Grundschule bis hin zu einer beruflichen Ausbildung ist hier alles geboten. Ein großer Teil ist die berufliche Vorbereitung. eine derartige Maßnahme muss häufig einer Ausbildung vorgelagert werden, weil noch Probleme zu kompensieren sind, der Einstieg in einen Beruf zu schwierig wäre, oder sonst einfach noch Defizite in Entwicklungsprozessen vorliegen.

Für so eine Klasse durfte ich diesmal nun schon zum zweiten Mal einen Astronomie-Nachmittag mit meiner Arbeitsplatzassistentin gestalten.

Hier kommt nun zuerst die Einladung, an die Schülerinnen und Schüler und anschließend ein Text, der Beschreibt, wie der Workshop war.

…..

Liebe Schülerinnen und Schüler, Auszubildende und Lehrende,
Heute darf ich Sie ganz herzlich zu einer Besonderheit einladen.
am … von … bis … in Raum …
werden wir den vollblinden Hobbyastronomen Gerhard Jaworek zu Gast haben. Er war selbst Schüler von 1986 – 1989 an der Wirtschaftsschule der Niko, ist dann nach Marburg gegangen und arbeitet jetzt nach Abitur und Informatikstudium seit 20 Jahren an der Universität in Karlsruhe. Astronomie ist seit Jahrzehnten seine Leidenschaft. Er bietet dazu Seminare, Workshops und Freizeiten an. Über diese Arbeit hat er das Buch „Blind zu den Sternen – Mein Weg als Astronom“ geschrieben, das man auch in den Blindenhörbüchereien als Hörbuch ausleihen kann.
Er sagt:
Was? Wie? blinder Astronom?“ Wie soll denn das gehen, wenn man keine Sterne sehen kann?
Darum, und um alles, was mit Weltall zu tun hat, wird sich mein Workshop drehen.
Wusstest Du, dass die Sonne klingt?
Hast Du schon einmal ein Nordlicht gehört?
Wie klingt es, wenn zwei Schwarze Löcher verschmelzen?
Hast Du schon einmal Modelle von Mond, Mars oder Kometen in deinen Händen gehalten?
Wenn nicht, und wenn Dich so was interessiert, dann bist Du genau richtig bei mir.
Hier kannst Du das alles und mehr über das Weltall erfahren. Und was natürlich den Workshop noch besser macht: Bringe Deine eigenen Fragen mit. Es gibt keine dummen Fragen, und wenn sie sich um das Universum, Planeten, Sterne, Weltraum und Raumfahrt drehen, schon gar nicht.

Also, ich freue mich auf Dich und bin gespannt auf Deine Fragen.
Es ist schön für mich, mal wieder an meine alte Schule zurück zu kommen.

Bis dahin grüßt euch

Gerhard Jaworek.

…

Auf jeden Fall hatte ich an der Nikolauspflege kurz vor Ostern einen ganz wunderbaren Astronachmittag. Es waren Menschen, die sich gerade in einer einjährigen Maßnahme zur Berufsvorbereitung befinden. Also Personen, die momentan einfach nicht ganz auf der Sonnenseite des Lebens stehen, und etwas Unterstützung und noch Zeit benötigen, ins Leben, in die Welt und zu sich selbst zu finden.

Die Lehrerin hatte im Unterricht mit der Klasse Fragen vorbereitet. Jeder durfte seine Fragen stellen, und wurde von allen ermutigt, es doch zu tun, wenn mal der Mut etwas knapp wurde. So brauchte ich mein Notprogramm überhaupt nicht anfahren. Von den Fragen geleitet, ließ ich mich treiben, ohne natürlich die Struktur zu verlieren. Ein Notprogramm muss man immer dabei haben, denn ich kenne die Gruppe nicht. Es könnte ja vielleicht doch mal sein, dass die Teilnehmenden nicht so aktiv mitarbeiten. Das ist mir aber, Gott lob, bei Kindern und Jugendlichen noch nie passiert.

Immer wieder bin ich verblüfft, was für ein Wissen über Astronomie Kinder und Jugendliche besitzen.

Ich war sehr froh, dass auch Fragen kamen, wo ich einfach sagen musste, dass wir die Antwort darauf momentan nicht wissen.

Die erste Frage war gleich so eine: „Was war vor dem Urknall?

Es wurde viel zu Sonne, Mond und Mars gefragt. Klar, denn da will ja scheinbar jeder hin. Aber auch die Schwarzen Löcher wurden über die Medien aufgeschnappt. Jupiter und Saturn waren auch sehr präsent, wegen der Sonden Juno und der vergangenen Cassini-Mission. Der Start der Falcon Heavy war auch Thema.

Ein Flüchtling aus Afrika stellte Fragen, die ganz deutlich zeigten, dass in seiner freikirchlich christlichen Religion die Welt eine Scheibe war etc. Das hat mich fasziniert und erschüttert zugleich. Zu den Antworten ließ ich passend meine 3D-Modelle, meine Grafiken und andere Dinge herum gehen. Außerdem hörten wir uns sehr viele Weltraumsounds (Sonnenwind, Nordlichter, Mondlandung an. Vielen Dank an dieser Stelle an meine Assistentin. Dass sie die Modelle austeilte und wieder einsammelte, war mir eine unverzichtbare Hilfe. Somit konnte ich mich ganz auf die Inhalte konzentrieren und musste nicht unterbrechen.

Ich hatte diesmal deutlich verbesserte

3D-Modelle von den Planeten dabei. Ich habe mal bei meiner Scheffin gejammert und gaaaanz viel Druckzeit im Labor bekommen. Ein Planet dauert so ungefähr 40 Stunden.
Außerdem überarbeitete ich meine taktilen Mappen. Dann hatte ich eine Mondlampe dabei. Das ist ein taktiler Mond mit mehrfarbiger interner Beleuchtung. Kommt aus so einem Esoterik-Laden. Wirkt aber super und hat den Jugendlichen viel Spaß bereitet. Schade, dass ich meine Saturn-V-Legorakete nicht mitnehmen konnte. Die ist für eine Reise mit dem Zug leider zu groß und zu zerbrechlich.

Alle waren super interessiert und nahmen gleichberechtigt am Workshop teil.
Tja, was soll ich sagen. Es hat sich halt mal wieder bewahrheitet. Astronomie funktioniert halt einfach super gut bei Brennpunkt-Schülern etc., weil sie alle gleichermaßen abholt. Sie entrückt alle in ein- und dieselbe Astrowelt, wo Benachteiligungen und Einschränkungen, welcher Art auch immer, einfach mal Pause haben.
…

2. Workshop an der Schule für Menschen mit Sehbehinderung in Mannheim

Die Schule für Menschen mit Sehbehinderung ist eine Grund-, Haupt- und Realschule für Menschen mit Restsehvermögen.

Zur Schule

Ein wesentlicher Vorteil an dieser Schulform ist, dass die Klassen kleiner sind. Es ist kein Geheimnis, dass es durchaus Schüler an diesen Schulen gibt, die nicht wegen einer Sehbeeinträchtigung dort unterrichtet werden. Diese Schulart eignet sich eben auch, z. B. für Kinder mit Verhaltensauffälligkeiten, wie ADHS, für Kinder mit Migrationshintergrund, oder sonstiger Benachteiligungen. Somit ist es klar, dass man hier auf Kinder trifft, die nicht auf der Sonnenseite des Lebens stehen.

Hier ist mein Konzept für den Nachmittag, das ich der Direktorin dieser Schule schickte, die mir den Workshop ermöglichte, und dann folgt ein Fazit-Text, der nach dem Workshop entstand.

….

Der Nachmittag soll unter dem Motto „Schall im All“ stehen. Wir werden so tun, als könnten wir uns ungestört auf allen Körpern unseres Sonnensystems bewegen. Wir spüren nach, wie es sich auf den Objekten unseres Sonnensystems anhören würde, wenn wir dort stünden.

Dass es wegen Hitze, Kälte, mangelnder Luft etc. natürlich nicht geht, wird vernachlässigt, aber selbstverständlich erwähnt.
Auf der Sonne beispielsweise wäre sehr viel Lärm, weil es auf ihr kocht und brodelt, wie in einem Kochtopf voll Wasser.
Unterhielten wir uns auf einem der Gasplaneten, z. B. dem Jupiter, würden wir uns anhören, wie ein Zwerg oder die Mikimaus, weil unsere Stimmen in Helium und Wasserstoff höher klingen, als in unserer Atmosphäre aus Stickstoff und Sauerstoff.

Ich blies auch eine Flöte mit Helium an. Unglaublich, wieviel höher der Ton damit wird. Bei einer C-Flöte kann der Ton, wenn es gut läuft, bei gegriffenem tiefem C bis zum darüberliegenden F verschoben werden.

Danke an #minkorrekt, die diesen Flöten-Versuch vor einigen Folgen als Experiment der Woche in ihrem Podcast hatten.

Auf der Venus mit ihrer unendlich dicken Kohlendioxyd-Atmosphäre, klingt dagegen alles deutlich tiefer, fast schon verblubbert.

Ich werde natürlich etwas zu den Himmelskörpern und deren Geräuschen erklären. Ziel ist es aber auch, dass die Kinder sich am Workshop beteiligen. Sie dürfen mit ihrer eigenen Stimme in ein Mikrofon sprechen, um die gewünschten Klänge in ihrer Sprechweise wahrzunehmen.
Vielleicht bringe ich sogar Helium und Luftballons mit.

Natürlich geben wir auch wieder Modelle herum.
Zeit für Fragen soll auch sein, denn das Astronomie-Wissen mancher Kinder übertrifft dasjenige mancher Erwachsenen, zumindest aus Sicht der Kinderwelt, um Längen.

Also ich denke, das sollten abwechslungsreiche 90 Minuten werden.
…

am 19.04.2018 war ich zum zweiten Mal an der Schule für Sehbehinderte in Mannheim, wo ich einen Astro-Workshop halten durfte.

Das war wieder ganz großes Kino. Die Lehrerin warnte mich. Sie meinte, dass der Workshop diesmal sehr schwierig werden könnte, weil die eine Hälfte der Kinder extrem unruhig sei, und die andere Hälfte der Null-Bock-Generation angehöre. Ich dachte mir, warten Sie mal ab. Sie mögen vielleicht in ihrem Unterricht diese Probleme haben, aber ich…
Zum Glück behielt ich Recht. Die Kinder waren alle super aufmerksam, hatten Fragen etc. Naja, ich holte sie halt ab, bezog sie ein, stellte Fragen und lies sie frei denken.

Wir hörten uns mit einer Handy-App an, wie es auf der Venus und dem Jupiter klingen könnte. Für die Erde spielte ich Geräusche vor, die man den Voyager-Sonden mitgegeben hat. Beim Mond gab es natürlich etwas Funkverkehr von Apollo 13. Vom Bowshock der Juno-Sonde gibt es auch Radioaufnahmen. und von Cassini-Huygens gibt es beispielsweise den Abstieg von Huygens durch die Dicke Atmosphäre auf den Mond Titan.

Auch hier zeigte sich wieder ein unglaubliches Interesse und Wissen der Kinder. Wir haben beispielsweise durch meine Fragen alle Planeten und einige Monde des Sonnensystems zusammen tragen können.

Das astronomische Rätsel von Friedrich Schiller „Auf einer großen weide gehen, viel tausend Schafe, silberweiß…“ konnten die viertklässler fast ohne Hilfe entwirren. Sie fanden, dass der Mond das Silberhorn sein muss, dass die goldnen Tore Sonnenauf- und Untergang sein müssen, dass die große Wiese der Himmel ist, und die silberweißen Schafe natürlich die Sterne. Das komplette Rätselgedicht findet ihr auf meinem Blog,
Schillers Rätsel
https://blindnerd.wordpress.com.

Die Kinder erkannten die Gefahr des Weltraumwetters und fanden heraus, dass ihre Handys, Navis und Fernseher vielleicht nicht mehr funktionieren, wenn ein Sonnenausbruch einen Satelliten trifft. Der größte Schrecken dürfte der Gedanke gewesen sein, es könnte ja dann auch mal kein Internet geben.

Nach der Veranstaltung  meinte die Direktorin, dass sie die Kinder noch nie so aufmerksam erlebt hätte. Was soll ich sagen. Wenn die Kinder im Workshop zeigten, dass sie das grundsätzlich können, dann liegt es entweder am Schulfach, oder am …, wenn es im Unterricht nicht rund läuft. OK, das muss man fairerweise schon sagen, dass es deutlich einfacher ist, Kinder für Astronomie, anstatt für Englischvokabeln zu begeistern.
Wie auch immer. Nach mittlerweile über einhundert Freizeiten, Seminaren, Workshops und Lesungen für unterschiedlichstes Publikum, stürzt mir in der Astronomie nichts mehr ab.

Ich bin am 24.08. mit einem Astro-Workshop bei der CDU in Bad-Schönborn eingeladen. Die JU führt dort ein Ferienprogramm für Kinder, die nicht in Urlaub fahren können, durch. Die haben mich gebeten, einen Astronachmittag für Kinder anzubieten. Da freue ich mich sehr darauf. Die kamen auf mich, durch die Caritass, wo ich im letzten November einen Vortrag zu „Inklusion am Himmel“ hielt.

Irgendwie ist es ein seltsames Gefühl, einen Workshop für eine Partei anzubieten. Man fühlt sich leicht instrumentalisiert und vor einen politischen Karren gespannt. In diesem Fall ist das aber ganz bestimmt nicht so. Hier stehen wirklich die Kinder im Vordergrund und keine politischen Ziele… Also das könnt ihr mir glauben. Für die AFD, hätte ich das niemals zugesagt.

Fazit:

Es ist ein rührendes und unglaublich gutes Gefühl, wenn man nach so einem Workshop wieder nach hause geht. Ich habe dann immer das beglückende Gefühl, etwas wirklich sinnvolles getan zu haben. Ich kann gar nicht beschreiben, wie es mir nach so etwas so unheimlich gut geht. Das trägt mich dann immer über viele Tage und Wochen durch meinen eigenen Alltag, wenn ich beispielsweise auch mit meiner Einschränkung zu kämpfen habe. Die eigenen Probleme relativieren sich vor dem Hintergrund, was manche, dieser Kinder so durchmachen müssen.

Jetzt hoffe ich, dass ich mich hier nicht zu sehr selbstbeweihräuchert habe. Darum geht es mir überhaupt nicht. Ich denke, dass vor allem diejenigen unter euch, die auch Astronomie mit Kindern und Jugendlichen treiben spüren und verstehen, was ich hier sagen will und meine.

Keine Astronomie an Schulen zu treiben, ist eine vertane Chance für so viele Dinge. Das Beispiel mit den Sateliten und dem Sonnenwind führt über die Handys in den Alltag der Kinder hinein. Von den unwirklichen Lebensbedingungen auf der Venus ist man ganz schnell bei den Begriffen Treibhauseffekt und Klimawandel. Astronomie kann ganzheitliches Denken fördern und schulen. Mehr über diese These ist in meinem Buch zu lesen.

Jetzt wünsche ich euch eine gute Zeit und verbleibe mit den besten Astronomiegrüßen

Bis zum nächsten Mal

Euer Gerhard.

Passend zum Frühling: „Zehn Gründe, sich mit Vogelstimmen zu beschäftigen“


Meine lieben,

Wieso es sich als blinder Mensch lohnt, Astronomie zu treiben, habe ich vor vielen Jahren mal in Zehn Gründe verpackt. Und nun habe ich noch ein zweites Hobby, das in manchen sehenden Menschen ähnliche Fragen hervorruft. Die zehn Gründe wieso sich dieses Hobby so sehr für Menschen mit Blindheit eignet, gibt es heute, jetzt und hier.

Immer wieder bekomme ich von sehenden Menschen die Frage gestellt,
weshalb ich mich mit den Vögeln so gerne beschäftige, wo ich sie doch gar nicht sehen kann.
Hier sind die Gründe dafür.

  1. Vogelstimmen sind so offensichtliche Geräusche, dass man einfach nicht daran vorbei hören kann.
  2. Da Menschen mit Blindheit „Hörmenschen“ sind, ist es sehr naheliegend, sich auch mit den Klängen und Sounds der Vögel zu beschäftigen, die allgegenwärtig sind.
    Überhaupt klingen auch Insekten sehr verschieden. Und Frösche und Kröten sind in diesem Zusammenhang auch sehr spannend und aufregend. Ich besitze sogar ein Gerät, das die Ultraschall-Sounds der Fledermäuse herunteroktaviert. Auch deren Stimmen sind je nach Art sehr unterschiedlich und ähnlich vielfältig, wie die Stimmen der Vögel.
  3. Vogelstimmen ergänzen jeden Spaziergang.
    Sie lenken auch von unschönen Dingen ab. Ich erinnere mich, als ich mal mit einer guten Bekannten Kleidung einkaufen war. Wir kamen plötzlich in einen starken Wolkenbruch hinein und wurden Bis auf die Knochen und Zigaretten nass. Sie konnte sich überhaupt nicht beruhigen und ihr Unmut wurde immer schlimmer. Da hörte ich plötzlich in all diesem Chaos und Getöse eine einzelne Amsel so laut, klar und wunderbar flöten, als ginge sie der ganze Regen und Sturm nichts an. Das traf mich wie ein Blitz. Ich erkannte, dass diese Amsel im Moment nur für uns gesungen hat. Schlagartig geriet meine Stimmung auf einen absoluten Höhepunkt. Leider war meine Begleitperson in diesem Moment nicht dafür offen, und konnte daher nicht von ihrem Groll und Gram lassen. Sie tat mir in diesem Moment sehr Leid, denn ich hätte ihr das so sehr gewünscht, durch diese Amsel Friden mit der Situation zu schließen.
  4. Vogelstimmen haben etwas mit Musik zu tun, was viele Menschen ansprechen dürfte.
    • Wir singen, wie Nachtigallen oder Lärchen.
    • Nichts lehrt uns die Terz besser, als der Ruf des Kuckucks.
    • Eine Amsel steht in der Vielfalt ihres Gesanges einer Nachtigall in nichts nach.
    • Kohlmeisen drehen manchmal ihr Lied einfach um, oder singen nur einen Teil davon,
    • und die Singdrossel wiederholt eine gefundene Strophe drei vier Mal, bevor sie sich eine andere ausdenkt.

    Also, wenn das nicht Musikalität bezeugt…

  5. Die weiche Geborgenheit eines Vogelnestes, den Eierndarin,  ein Federbett und auch Vogelfedern sind so schöne haptische Erfahrungen, dass dieser Aspekt auch ein Teil dieses Hobbys darstellt.
    Und ja, die Feder führt uns wieder zur Astronomie, denn eine Feder hat 1972 ein Astronaut gemeinsam mit einem Hammer aus Hüfthöhe auf den Mond fallen lassen. Beides kam gleichzeitig auf dem Mondboden an. (Fall zweier Gegenstände im Vakuum)
  6. Würden wir nur diejenigen Vögel singen hören, welche für sehende Menschen aktuell an einem Ort auch sichtbar sind, wäre die Welt traurig still, da die meisten Vögel in Blättern, Büschen und Schilf oder Gras verborgen sind und dennoch singen. Voilà, und schon wieder haben wir eine Parallele zur Astronomie. Auch dort sind nur vier Prozent dessen theoretisch sichtbar, was sich im All befindet.
    Wenn wir nicht aufpassen, dann kann es aber durchaus zu dieser traurigen Situation kommen. Es ist kein Geheimnis mehr, dass die Singvögel, und damit auch ihr wunderschöner Gesang, zunehmend weniger werden. Ich nehme diese traurige Entwicklung schon seit Jahrzehnten mit meinen Ohren wahr. Ich kommunizierte es schon, als noch niemand von dieser Misere sprach. Was für viele Menschen erst durch jahrelange Studien klar wurde, konnte ich mit meinen Ohren schon viel früher hören. Nichts gegen gute Studien, weil sie in Zahlen fassen, was traurige Gewissheit ist, aber das zeigt mal wieder, dass wir in der Regel unseren Augen mehr Vertrauen schenken, als unseren Ohren. Zahlen kann man sehen. Sie schaffen zwar einerseits Klarheit, andererseits aber auch Distanz zum Problem. Das Ohr hingegen schafft hier Nähe, weil es das Problem direkt in uns Menschen hinein führt, wenn wir dafür offen sind und die Welt in uns hinein lassen… Weg schauen ist deutlich leichter, als weghören. Die Ohren kann man nicht mal schließen.
    Viele Neurosen dieser Welt gäbe es vermutlich nicht, wenn wir auch mal eher Hörmenschen wären.
    Das soll nicht heißen, dass das Ohr gut, und das Auge schlecht ist. Das Auge ist ein wunderbares Organ. Nicht, dass hier der Eindruck entsteht, ich würde als mensch mit Blindheit das Ohr glorifizieren und das Auge verteufeln. Ihr glaubt ja gar nicht, wie oft ich so gerne wenigstens ein schlechtes Auge hätte.
  7. Es ist eine schöne Meditation, sich darüber Gedanken zu machen, weshalb und für wen die Vögel eigentlich singen. Nur für die Fortpflanzung ist mir persönlich als Grund zu wenig. Hierfür hätte die Evolution effektivere Wege zur Partnersuche gehen können und nicht einen so wunderbaren Gesang ausbilden müssen.
    Die Größte Bevölkerung der Welt stellen vermutlich die Insekten dar. Sie singen nicht und haben offensichtlich keine Probleme der Fortpflanzung und Arterhaltung, was jeder all sommerlich erlebt, der Abends an einem Bach oder Fluss in einen Mückenschwarm gerät.
    „Noch erleben kann“
    sollte ich sagen, denn der dramatische Rückgang der Insekten ist für das Schwinden der Singvögel verantwortlich. Und dieses Insektensterben ist von uns Menschen hausgemacht. Wenn ich bedenke, wieviele Insekten man früher nach einer Autofahrt von vielleicht 100 Kilometern auf seiner Windschutzscheibe pappen hatte, und wie sauber die Scheiben heutzutage bleiben, dann wird der Rückgang der Insekten ganz deutlich und unmittelbar offenbar.
  8. Da ich ein Mensch bin, der sehr von der Idee des Fliegens fasziniert ist,finde ich auch hier wieder zu den Vögeln.
    Schon Otto Lilienthal ließ sich vom Flug der Störche inspirieren und davon, wie sie sich in die Termik einkreisen und in die Höhe tragen lassen. Trotz aller technischen Möglichkeiten, die heutzutage in ein modernes Segelflugzeug eingebaut sind, kann einem Segelflieger, der auf der Suche nach einem schönen Bart (Termikblase) ist, nichts besseres passieren, als sich bei einem kreisenden Vogelschwarm reinzukurbeln.
  9. Vogelstimmen, Vogelflug und Vögel an sich, sind oft ein Symbol für Weite, Freiheit, Unbesorgtheit, etc. All dies ist in Literatur und Musik oft thematisiert worden und ist somit einfach sprachlich schön.
  10. Wie auch die Astronomie, führt einem dieses Hobby in andere Gebiete, wie Literatur, Philosophie, Musik und Biologie. Betrachtet man Vogelschwärme und deren synchrones Verhalten, gelangt man rasch bis hin zu sehr theoretischen Fragen über Kommunikation,
    Interaktion, Chaostheorie, etc.

Somit bietet auch dieses Hobby die Chance die Welt ganzheitlich und holistisch zu erleben. Noch viel inklusiver ist das Hobby durch mein Smartphone geworden. Früher musste ich stets einen Lautsprecher und einige CD’s mit Vogelstimmen nebst Diskman in den Wald mitnehmen. Heute zeige ich den sehenden Teilnehmern die Bilder der Vögel auf einer App, und wir können uns damit dann gleich die Vogelstimmen anhören, lernen und einprägen. Mich freut dann immer, wenn jemand plötzlich einen Freudensausbruch bekommt, weil Sie oder er den eben erlernten Vogel gehört – mit dem Fernglas nach ihm gesucht – und ihn dann richtig erkannt und zugeordnet hat.
Das ist auch Inklusion.

So, jetzt wünsche ich euch, dass ihr viele Vogelstimmen hören könnt und dass sie euch ebenso viel Freude bereiten, wie mir.

Auf den Mond und zurück mit Lego


Meine lieben Astrofreunde,

Eigentlich ist es heute noch zu früh, wieder einen neuen Artikel zu posten, aber es ist so, dass ich den heute mit meiner sehenden Assistenz so schön mit Bildern anreichern konnte, dass ich einfach nicht an mich halten kann. Er muss raus. Textlich ist der Artikel eine überarbeitete Version eines alten Artikels in der historisch gewachsenen Mailingliste. Jetzt ist er renoviert und kann in meinen Blog.

 

heute möchte ich mit euch teilen, was ich mir vor nicht all zu langer Zeit  astronomisches zugelegt habe.

Lego Ideas ist eine Plattform, wo man Projekte einreichen kann, die eventuell von Lego umgesetzt werden könnten.

Ein Ergebnis dieser Sache war eine komplette Saturn5 Rakete, bei der alles dabei ist, was man zu einem erfolgreichen Mondflug benötigt.

Es ist mir gelungen, dieses Modell zu erstehen. Es besteht aus 1969 Teilen.

Schön an diesem Modell ist, dass es nicht so ein instabiles ist, das mühsam geklebt werden muss und dann nur unberührt auf einem Regal zur Ansicht steht.

Ich habe es mir angeschafft, um interessierten Besuchern meiner Veranstaltungen, vor allem Menschen mit Seheinschränkung, den genauen Ablauf der Mondflüge, haptisch erfahrbar machen zu können.

In meinem Buch beschrieb ich, wie ich einmal Zugriff auf ein Modell meines Freundes hatte.

An anderer Stelle beschrieb ich auch, welchen Mangel an Modellen ich oft erleiden musste.

Und jetzt habe ich selbst ein Modell und kann das Erlebnis mit vielen anderen Teilen. Jetzt bin ich auch Teil des großen Schrittes, der für die Menschheit groß, aber für den ersten Menschen auf dem Mond, nur ein kleiner war.

Und mit dem teilen fange ich hiermit an. Für Sehlinge füge ich noch einige Fotos hinzu.

Zunächst wunderte ich mich, wie relativ klein die Schachtel war, in der die 1969 Teile auf 12 Knistertütchen verpackt waren. Das hörte sich wirklich, wie Knabberzeug an, wenn meine Assistenz das nächste Tütchen suchte. Die waren alle durchnummeriert und es war ein schönes ausführliches Handbuch dabei.

Es gab überhaupt keine Probleme beim bau. Das lief fehlerlos durch. Allerdings kann man die Rakete als Blinder nicht alleine bauen. Das ist zu komplex. Da aber die im wesentlichen runden Körper der Raketenteile meist in Vierteln aufgebaut wurden, musste man viele Arbeitsabläufe einfach oft vier mal wiederholen, bis der Abschnitt fertig war, bzw. das Raketenteil rund.

Dank an meine Assistenz, ohne die ich das niemals hätte bauen können.

Das Modell ist über einen Meter hoch.

Rakete_von_Seite
Rakete von vorne

und so stabil, dass man es locker in seine wichtigsten Komponenten zerlegen kann, um es ohne Gefahr auf einen Vortrag oder Workshop mitnehmen zu können.

Rakete_in_Einzelteilen
Zerlegt in Brennstufen und Servicemodul

Außer der Rakete ist noch eine kleine Grundplatte von Lego dabei, auf welcher zwei Miniastronauten und die Landefähre stehen können. Ach ja, die Flagge ist auch dabei. Hiermit kann man die Größenverhältnisse sehen Astronaut->Landefähre->Rakete…

Mondlande-Modul
Landefähre Eagle

Die Kapsel des Servicemoduls ist nochmal extra dabei.

Unglaublich, wie wenig nach dem Flug ins Wasser fiel.

Wasserlande-Modul
Landemodul im Wasser

Der Rest war Müll, ist verglüht, ins Meer gefallen, bzw. steht noch auf dem Mond herum.

Aber alles der Reihe nach:

Ganz unten ist die Brennstufe 1, die beim Start von Apollo 11 nach ungefähr acht Minuten abgeworfen wurde. Sie hat fünf Düsen, die so, wie eine fünf auf einem Würfel angeordnet sind. Innen, was man bei geschlossenem Zustand nicht tasten kann, ist ungefähr die Struktur nachempfunden, die mit den Treibstoffstanks zusammen hängt.

Außen hat sie ungefähr im unteren Drittel vier Stabilisierungsflügelchen

Dann sind da noch an zwei Seiten gegenüber so geringelte Röhren. Ich nehme an, dass da noch Zuleitungen sind und das mit dem Brennstoff zu tun hat.

Dann sind da noch an manchen Stellen Gitterstrukturen. Vermutlich zum Ansaugen von Luft oder so…

Nach etwa 40 cm Höhe, folgt die zweite Brennstufe. Sie ist etwa so lang, wie die erste und fügt sich samt Düsen etc. in die erste ein.

Verbindung_erste_Stufe
Verbindung Brennstufen 1 und 2

Auch die hat fünf Düsen, die aber an sich im Durchmesser der Trichter etwas kleiner sind, damit sie in die erste Brennstufe passen.

Außen ist die zweite Stufe ebenso dick, wie die erste.

Ganz oben verjüngt sich die zweite Brennstufe dann, weil die Dritte deutlich dünner, und kürzer, als die anderen beiden ist.

Verbindung_zweite_Stufe
Verbindung Stufe 2 und 3

Die dritte Brennstufe hat nur noch eine Düse an ihrer Unterseite

Ohne Servicemodul und, Raumfährenbecher ist sie oben  quasi halb rund, wie eine Halbkugel.

Und jetzt wirds bissel komplizierter.

Übrig sind jetzt nur noch die Landephäre, ihr Schutztrichter und das Service-Modul mit seinem Antrieb und dem Rettungsturm, der kurz nach dem Start bereits abgeworfen wird. Der Rettungsturm ist eine dünne, etwa zehn m lange Rakete, die die Astronauten sehr schnell aus der Gefahrenzone schießen kann, sollte in der Startphase etwas mit der großen Saturn-V-Rakete passieren, z. B. Feuer etc.

Rakete_von_oben
Rakete von oben

Jetzt wird es interessant. Denn jetzt ist die Kammer zu sehen, in welcher die Mondfähre mit zusammengeklappten Beinchen Platz findet.

Diese Schutzhälften, denn es sind quasi zwei Halbtrichter, beherbergen auch noch den Antriebsteil des Servicemoduls.

Ist der Trichter weg, schwebt die Raumphäre im freien Fall hinter dem Servicemodul her. Dieses muss sich nun drehen, um die Landefähre quasi aufzuspießen.

Ich bin mir jetzt grad nicht ganz sicher, ob die Fähre automatisch etwas mit ihrem Antrieb machen muss, damit das Manöver gelingt. Ich glaube nicht.

Ich bin so glücklich und stolz auf das Teil. Das erweitert meine Möglichkeiten, Astronomie zu vermitteln enorm.

Gerhard_mit_Rakete_2
Rakete und ich
Gerhard_mit_Rakete_1
Hier nochmal

Jetzt hoffe ich natürlich, dass meine Freude auf euch übergeht.

Beste Grüße

Euer Gerhard.

Zehn Gründe, als blinder Mensch Astronomie zu treiben


Liebe Leserinnen und Leser,

einer meiner ersten Blogeinträge beschrieb, wie ich zur Astronomie kam.
Für all jene, die vielleicht ungläubig den Kopf schütteln, wenn sie hören, dass ein blinder Mensch sich für Astronomie begeistert und sogar noch Bücher darüber schreibt, habe ich mal kompakt zehn Gründe zusammengestellt, die damit aufräumen sollen, die da wären:

  1. Fragen, wie nach dem Anfang, dem Ende, dem Sinn des Universums gehen uns alle an.
    Das sind angeborene Fragen, mit denen sich jeder umtreibt. „Das ist halt so“, oder „Das hatt gott geschaffen“, reichen als Antwort nicht aus.
    Kannschon sein, dass Gott es gemacht hat. aber wie? Ich will ihm in die Karten schauen.
  2. Mittlerweile spielen sich die meisten Dinge in der Astronomie nicht visuell ab.
    Die Zeiten, wo Astronomen, wie Hubble sich im Winter die Augen an das Teleskop frieren ließen, sind längst vorbei. Teleskope werden über das Internet gesteuert. Ergebnisse sind häufig Tabellen über Strahlungsarten und oder Verteilung. Diese sind mit heutiger Technologie auch blinden Menschen zugänglich und können von uns Interpretiert und verstanden  werden.
    Das Mittel der wahl ist hier Sonifizierung. Das macht die NASA sehr fleißig und erfolgreich. Danke dafür.
  3. Die Sicht auf Sterne ist wegen der nächtlichen Lichtverschmutzung meist unmöglich.
    Im Vergleich, wieviele Sterne es alleine schon in unserer Milchstraße gibt, sind selbst bei bester Sicht die wenigen, die man mit den Augen sehen kann, vernachlässigbar. Dass ein klarer nächtlicher Sternenhimmel eine Augenweide darstellt, ist unbestritten, unter dem Strich aber relativ unwesentlich für die Sache an sich. Mir bereitet es große Freude, wenn ich mit sehenden Sternguckern nachts am Teleskop stehe. Ich liebe es, wenn sie mich in ihre Freude mit hinein nehmen und bin immer ganz aufgeregt, wenn z. B. ein besonders schwer zu schießendes Foto entstehen soll. Die Technik drum herum und, den Ehrgeiz, den manche dann zeigen und der damit verbundene Spieltrieb und die Ideen, sind einfach schön.
  4. Schwarze Löcher sind so schwarz, zumindest, wenn sie gerade hungern, dass man mit den
    besten Augen nichts damit anfangen könnte.
    Alles unsichtbare ist prädestiniert, auch von Blinden erobert zu werden.
    Und nicht nur das. Durch die Entdeckung der Gravitationswellen ist eine ganz neue Astronomie am entstehen. Das Beben der Raumzeit ist, und das wird auch von Astrophysikern so gesehen, eher mit Schall und Hören verbunden, als mit sonstigen elektromagnetischen Wellenphänomenen.
  5. Das Universum besteht nur zu vier Prozent aus dem, was für Augen so vermeindlich interessant ist.
    Tja, da kann man nichts machen. Stell Dir vor, Du sähest nur noch vier Prozent Deines Fernsehbildes. Vermutlich würdest Du dann dieses Abendvergnügen rasch aufgeben…
    Wir Astronomen sind da genügsamer…
  6. Dunkle Energie und dunkle Materie weigern sich strickt, gesehen zu werden.
    Hören lassen sie sich bisher zwar auch noch nicht, somit besteht hier Chancengleichheit, was die Suche danach  angeht.
  7. Mittels heutzutage verfügbarer Technologie können sehr viele Phänomene des Weltalls hörbar gemacht werden, z. B. die Radiosonne, die Interaktion des Sonnenwindes mit dem Magnetfeld der Erde, Polarlichter, Radiopulsare, die kosmische Hintergrundstrahlung und vieles mehr.
    Es gibt Sonifizierungen zu vielen Weltraum-Missionen, z. B. der Juno-Mission, von Cassini-Huygens, Voyager und mehr. Der aktuelle Rover auf dem Mars, ja, der mit dem Hubschrauber, hat sogar ein Mikrofon dabei, mit dessen Aufnahmen man ihn fahren, bzw. den Hubschrauber fliegen hört.
    Joachim-Ernst Behrendt trug in zahlreichen Sendungen sehr viele Materialien hierzu zusammen.
    Schon Johannes Kepler selbst sagte inhaltlich nicht wörtlich:
    Gäbe man dem Himmel Luft, sollte seine Musik erklingen.

    An dieser Stelle muss ich auch J. W. Goethe die ehre geben, der in Faust I im Prolog im Himmel, die Sonne tönen lässt.

    Die Idee, dass da etwas schwingt und klingt, geht bis auf die alten Pytagoräer zurück.

  8. Da blinde Menschen traditionell viel mit Radio zu tun haben, könnten alle Radiogeräusche aus dem All (Sonnenwind, Pulsare, Hintergrundstrahlung) sehr interessant sein. Vor allem unter älteren ist der Amateurfunk mit all seinen technischen Spielereien noch sehr aktuell. Ein Radioteleskop, um die Sonne belauschen zu können, zu konstruieren, ist heutzutage nicht mehr sehr aufwändig und kann mit Standartbauteilen aufgebaut werden.
    Ich kenne blinde Menschen, die dann und wann unter die Oberfläche des weißen Rauschens im Radio hören und dort Veränderungen finden.
    Das ist doch aufregend, dass ein nicht unerheblicher Teil dieses Rauschens aus dem Weltall stammt. Ich erinnere mich daran, wie ich früher, als es noch Mittelwelle, Langwelle und Kurzwelle gab, gerne dem Knacken der Gewitterblitze lauschte. Dann konnte man die Sekunden zählen, bis man den Donner hörte und wusste somit, wie weit das Gewitter entfernt war.
  9. Die Mathematik, die für Astronomie gebraucht wird, ist heutzutage auch Blinden zugänglich.
    Durch Computer, Internet und assistive Technologien können blinde prinzipiell fast uneingeschränkt an Wissenschaft und Forschung teilhaben, außer vielleicht manche gefährlichen chemischen Experimente, die nicht gehen, oder eine gefährliche Expedition auf einen Vulkan. Aber es spricht nichts dagegen, dass ein blinder Mensch bei der Auswertung der Daten mithilft. Vielleicht könnte ja ein geschultes Gehör eines Blinden z. B. Peaks in einem rauschenden Datensalat erhören.
    Ich bin der festen Überzeugung, dass hier längst noch nicht alle beruflichen Chancen und Möglichkeiten für uns  ausgeschöpft sind.
  10. Astronomie kann alle Sinne einschließlich der Seele ansprechen.
    Das tut sie besonders dann, wenn man auch noch die anderen Disziplinen ansieht, die von ihr berührt werden.
    Physik, Chemie, Technik, Philosophie, Religion, Musik und Geschichte sind Themen, die im höchsten Maße astronomischen Bezug haben.

    Sie fördert meiner Meinung nach ein ganzheitliches Denken, ist mit allen Sinnen erfahrbar und hält auch transzendente spirituelle Erfahrungen bereit.

Ein Hobby, das mehr Brücken zwischen Menschen mit und ohne Einschränkungen schlägt, kenne ich nicht. Es ist wirklich sehr inklusiv. Wer darüber mehr wissen möchte, findet vieleicht in „Blind zu den Sternen – mein Weg als Astronom“ eine schöne Wissensquelle. So viel Werbung muss erlaubt sein. Ja, so heißt mein Buch…

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,

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 am 01.03., eine Zeitung, fast egal, welche aufschlägt, trifft sicher irgendwo auf den Hinweis, dass meteorologischer Frühlingsanfang sei. Schon immer wollte ich mal wissen, was das überhaupt sein soll.
Für mich war bis da hin nur der astronomische Frühlingsanfang die ganze Wahrheit.
Meteorologen teilen das Jahr in vier genau definierte Quartale ein:

  1. Frühling: 1. März – 31. Mai
  2. Sommer: 1. Juni – 31. August
  3. Herbst: 1. September – 30. November
  4. Winter: 1. Dezember – 28./29. Februar

Diese Einteilung ist eine Vereinfachung für Wetteraufzeichnungen und Klimadaten, da sie auf vollen Monaten basiert und sich besser für statistische Vergleiche eignet.

Der Astronomische Frühlingsanfang findet stets am 20.03. oder 21.03. eines jeden Jahres statt. Das hängt davon ab, wo wir gerade im Schaltzyklus stecken.
Diesen Frühlingsanfang bezeichnet man auch als 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.
Es gibt sog. Anzeigerpflanzen, z. B. die Schneeglöckchen oder gar die Apfelblühte.
Dieser Frühlingsbeginn mag für Biologen interessant sein, ist aber für Kalender eher unpraktisch, weil er von der Witterung und dem jeweiligen Standort abhängt, und sich daher nicht auf ein Datum legen lässt.
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.