Gravitationswellen- Was ist das?

Schwarzes Loch, Raum, Weltraum

Sicher hat jeder den Begriff der Gravitation schon einmal gehört, ob im Fernsehen oder im nächstbesten Blog oder von einem Verwandten. Für die dahinter stehenden Wellen, die Gravitationswellen, wurde sogar ein Nobelpreis vergeben.

Das Wort Gravitationswelle taucht fast überall auf. Doch was sind das für Wellen? Es passiert in einigen Kilometern Entfernung. Zwei Schwarze Löcher umkreisen sich gegenseitig: plötzlich ist nur noch eines da. Sie sind kollidiert und haben bei dieser enormen Energiefreigabe den Raum winzig gekrümmt. Wir sprechen hier immerhin von Abständen, die kleiner sind als ein Atom. Und trotzdem ist es den Forschern gelungen, die Verschiebungen in der Raumzeit zu messen; mithilfe von Laser-Interferometern. Für den Nachweis und die Entwicklung so feiner Technik wurde schließlich der Nobelpreis vergeben.

Doch nicht nur, wenn Schwarze Löcher kollidieren, passiert so etwas, auch bei Neutronensternkollisionen kann es vorkommen. Und genau so eine wurde erst kürzlich gemessen. Im Gegensatz zu Schwarzen Löchern ließ sich die Kollision auch im elektromagnetischen Spektrum erkennen, da die Anziehungskraft von Neutronensternen nicht stark genug ist, um Licht einzufangen. Die Standorte der jeweiligen Schwarzen Löcher und Neutronensterne lassen sich aber leider nicht so genau orten, es existieren teilweise riesige Bereiche, in denen sie sich befinden können. Große Schwarze Löcher existieren in den Kernen von Galaxien. Man kann sie nicht direkt beobachten, aber die umgebenden Sterne kreisen um sie und die Materie in ihrer Nähe sendet viel Radio- und Ultraviolettstrahlung aus; so lassen sich die Standorte der Schwarzen Löcher dann bestimmen.

Schreibmaschinen- Alte „Drucker“ im Detail

Schreibmaschine um ca. 1950 (Bodenfund bei meinem Großvater)

 

Fast jeder kennt sie oder hat den Namen schon einmal gehört. Schreibmaschinen!

Wie sie früher ohne Elektrik funktionierten, kann man sich heute fast gar nicht mehr vorstellen. Doch wie funktionieren solch alte „Drucker“ eigentlich? Man schrieb, wie heutzutage jedermann, am Computer seinen Text und hoffte auf möglichst wenige Fehler, denn der eingegebene Text wurde mit jeder Betätigung einerTaste sofort auf das Papier gedruckt, ohne vorher oder nachher Verbesserungen vornehmen zu können.

Das System war clever und dennoch einfach zu verstehen: man schob ein Blatt Papier in die Öffnung hinter einer Rolle, drehte diese und schon konnte es losgehen. Die Farbe der sehr frühen Schreibmaschinen war oft schwarz und man konnte sie nicht einfach während des Schreibens austauschen. Verwendete wurden auch Rollen, mit Tinte getränkt, die den Metalllettern ihre Farbe gaben. In späteren Versionen wurde ein ebenfalls mit Tinte getränktes Farbband verwendet, welches auch zwei Farben enthielt. Um diese zu wechseln, legte man einfach einen Hebel um und schon tippte man in Rot oder anderen Farben. Diese Farbbänder hatten auch den Vorteil, dass sie länger hielten (das Exemplar bei meinem Opa hielt 25 Jahre und die Tinte „färbt“ immer noch) und man eines mehrmals nutzen konnte – viel umweltfreundlicher als mancher heutiger Drucker.

Die Lettern waren übrigens an metallenen Armen angebracht und bestanden aus dem großen und kleinen Buchstaben, Zahlen und Sonderzeichen. Dabei wurde bei Runterdrücken einer Taste der Arm mechanisch nach unten gefahren und auf das nach oben fahrende Farbband gedrückt, das einen perfekten Abdruck hinterließ. Wollte man mit der anderen Farbe schreiben, so wurde das Farbband lediglich weiter nach oben geschoben. Um groß zu schreiben wurde der Teil mit der Rolle nach oben gedrückt, weshalb das am oberen Ende sitzende Zeichen das Tintenband perfekt traf, der unten sitztende Kleinbuchstabe jedoch nicht. Da die Arme genau den Teil der Zeile treffen sollten, der gewünscht war, mussten diese exakt gebogen sein. Leider sind Farbbänder für ältere Maschinen heute nicht mehr verfügbar und deshalb könnte die Schreibmaschine schon bald nicht mehr benutzbar sein.

Alte Schreibmaschine meines Großvaters (ca. 1920)

 

Die oben beschriebenen mechanischen Vorgänge auch noch in einen kleinen (nicht leichten) Kasten zu bringen, war eine wahre Meisterleistung und zur damaligen Zeit revolutionär; die Schreibmaschine wurde übrigens im frühen 19. Jahrhundert erfunden – ein Patent aus dem 18. Jahrhundert deutet aber darauf hin, dass es schon länger Konstruktionspläne zu einem derartigen Gerät gab.

Der Mond – Ein Begleiter entsteht

Vollmond, Mond, Hell, Himmel, Raum

Als die Erde während ihrer Frühphase langsam abkühlte, gab es noch einen marsgroßen Protoplaneten, Theia, der der Erde immer mal wieder bedrohlich nahe kam.

Eines Tages stieß er mit dieser zusammen. Es wurde viel Gestein und weiteres „Material“ in die Erdumlaufbahn geschleudert; manches entkam der Gravitation auch. Dieses Erdmaterial baute sich in der Umlaufbahn zu einem Ring, in dem sich dauernd Kollisionen ereigneten, bis schließlich ein Objekt dominierte: der Mond war geboren. Er sah natürlich nicht genau so aus wie heute, denn es fehlten noch die Mare (die dunklen Flecken auf dem Mond) und die Krater.

Die entstanden während des „großen Bombardements“, eines Ereignisses in der Geschichte des Sonnensytems, in dem viele Asteroiden ihre Umlaufbahn verließen. Jupiter und Saturn störten ihre Umlaufbahnen, weshalb manche einfach weggeschleudert wurden. Viele von ihnen fielen auf die Erde und den Mond. Bei kleineren Einschlägen auf dem Mond entstanden die Krater, aus den größeren Brocken die Mare. Wenn nämlich ein großer Asteroid aufschlug, dann floss in den (tiefen) Krater das damals noch flüssige Mondinnere. Das Innere war dunkler als die Mondoberfläche. Mit der Zeit ließ der Asteroidenhagel nach und seitdem hat sich die Oberfläche des Mondes kaum verändert – nur ab und zu schlug noch ein Asteroid ein.

Computerkauf: Das sollte man beachten!

Sollte man sich einen Computer anschaffen wollen oder ein neueres Modell benötigen, stehen einem zwei Optionen zu Verfügung:

  1. Der Kauf eines Desktop-PCs, einem Computer, der seperat Bildschirm, Maus und Tastatur benötigt. Der Desktop-PC ist für Sparfüchse und nicht für den flexiblen Transport geeignet. All diejenige, die von einem festen Arbeitsplatz aus arbeiten möchten, werden mit dem Desktop-PC zufrieden sein.
  2. Der Kauf eines Laptops, einer mobilen, aufklappbaren Einheit, ist die zweite Variante.  Die Laptop-Alternative ist mobil und flexibel einsetzbar. Grundsätzlich muss man aber darüber nachdenken, für welche Zwecke man den Computer einsetzen möchte. Gamer sollten sich, ob Desktop-PC oder Laptop, für Computer mit viel Arbeitsspeicher und einer guten Kühlung entscheiden. Bei „Arbeitern“, die den Rechner hauptsächlich zum Schreiben von Texten oder E-Mails brauchen, ist so gut wie jeder transportable Computer zu empfehlen.

Ich rate dazu, sich vor Kauf nochmals genau die Garantiebedingungen anzusehen, um bei Hardware- oder Softwareschäden noch einen entsprechenden Umbau bzw. Ersatz zu bekommen. Im Internet finden sich für Leute mit individuellen Wünschen zudem konfigurierbare Rechner, bei denen viele Parameter eingestellt und Komponenten gezielt ausgesucht werden können. Zusätzlich sollte man den Laptop oder Desktop-PC umbauen können, falls außergarantieliche Fälle eintreten sollten.

Sterne – interstellare Chemiker

Die Sonne ist ein lichtspendender Riese, der für das Leben auf der Erde überlebenswichtig ist. Doch wie funktioniert so ein Stern eigentlich?

Nun, es gibt zwei Varianten: die normale, die bei sonnenähnlichen Sternen wie der Sonne vorkommt, und diejenige, die auch unter dem Namen „Bethe-Weizsäcker-Zyklus“ bekannt ist. Dieser beginnt, wenn die Temperaturen im Stern 14 Millionen °C erreichen. Kommen wir zunächst zu dem „normalen“ Prozess: die Kernfusion. Dabei verschmelzen im Kern des Sterns vier Wasserstoffatome zu einem Heliumatom. Er beginnt, wenn der Stern bei seiner Geburt mehr als 0,07 Sonnenmassen hat.

Der zweite Prozess, der, wie gesagt, erst ab 14 Millionen °C beginnt, ist häufig in größeren Sternen anzutreffen, die genug Masse haben, um diese Temperatur im Inneren zu erreichen. Dabei fusionieren die Elemente Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff (die genaue Fusion ist leider zu kompliziert, um sie hier im Detail zu erörtern). Die Sonne bekommt durch diesen Zyklus auch nur 1,6 % ihrer Energie. Wenn der Wasserstoff im Kern aufgebraucht ist (1. Variante der Energiegewinnung), dann beginnt die Fusion von Helium zu Kohlenstoff, von Kohlenstoff zu … usw.

Wann endet die Energiegewinnung?

Durch diese Fusionen gewinnt die Sonne weiter Energie, bis sie mit dem Fusionieren des Elements Eisen beginnt. Allerdings entsteht bei Fusion von Eisen keine Energie, welche den Kern vor dem Druck der äußeren Schalen schützen würde. Dann wird der Kern von den äußeren Schalen so weit komprimiert, bis das Ganze mit einer großen Explosion auseinanderfliegt: der Stern ist gestorben (bei der Sonne nennt man das dann eine Kilo-oder Supernova).

Den Nachthimmel fotografieren – aber wie?

Bei wem ich in meinem vorhergehenden Artikel das Interesse für Astronomie wecken konnte, für den habe ich hier einen Artikel, indem man erfährt, wie er man den Nachthimmel recht ordentlich ablichten kann.

Alles was man dafür braucht, ist eine Kamera, ein eventuell vorhandenes Teleskop, einen Kameraadapter (welcher passt? dazu später mehr!) und eine Montierung mit Nachführung.

Was ist eine Nachführung? Nun, das ist ein Motor in der Rektaszensionsachse/Stundenachse der Montierung, der die Bewegungen der Rotation des Himmels (eig. der Erdrotation) mehr oder weniger gut entgegenwirkt (man kann die Genauigkeit mit einem Autoguider erhöhen, das sei hier aber nur am Rande erwähnt). Wenn man nämlich zu lange belichtet, dann werden die Sterne nach und nach strichförmiger.

Welchen Adapter brauche ich? Das hängt ganz von Kamera und Okularauszug ab (das Teil, in das man das Okular platziert). Bei einer spiegellosen Systemkamera wird z. B. statt eines Objektivs der Adapter angelegt, ebenso bei einer DSLR. Hierbei müssen das Bajonett und die Größe des Okularauszugs (gängige Größen sind 1.25″ und 2″) genau passen. Bei Kompaktkameras, welche kein wechselbares Objektiv haben, ist eine Halterung hinter dem Okularauszug erforderlich (afokale Fotografie). Dabei muss man darauf achten, dass für die afokale Fotografie ein Okular im Auszug notwendig ist. In diesem Artikel beschränken wir uns aber auf eine DSLR (digitale Spiegelreflexkamera).

Um eine ausreichende Genauigkeit der Nachführung zu gewährleisten, muss man die Montierung ausrichten, d.h. die Polachse muss genau parallel zur Erdachse stehen. Dies erreicht man, indem die man den sog. Polarstern im Polsucher (am Ende der Polachse) genau in die Mitte positioniert. Ist die Montierung exakt ausgerichtet, so kann mit dem Fotografieren begonnen werden. Fokussiert wird mit dem Fokussierad am Okularauszug. Wenn man nach einigem Hin und Her im Live-View der Kamera immer noch keinen Stern entdecken kann, dann gelingt dies sicher, wenn man sich am Nachthimmel einen hellen Stern sucht, dies auch mit der Kamera probiert – und ihn dann fokussiert. Der Fokus bleibt bei anderen Sternen dann (relativ) gut erhalten. Bevor man mit dem Foto beginnen kannt, ist die Kamera auf den manuellen Modus zu stellen und die Belichtungszeit zu erhöhen; bei kurzen Belichtungszeiten fällt nämlich nicht genug Licht in auf den Chip in der Kamera.

Nun steht dem ersten Nachthimmel-Foto auch schon nichts mehr im Weg. Hinweis: manche Kameras blockieren, wenn sie kein Objektiv haben. Diese Funktion lässt sich in den Einstellungen ausschalten.

Verbraucherschutz: wie schütze ich mich vor Viren, Hackern und anderen Betrügern?

Matrix, Computer, Hacker, Code, Digital

Jeder, der die Nachrichten dieses Jahres gehört hat, wird wahrscheinlich gemerkt haben, dass oft von Hackerangriffen oder Cyberattacken die Rede war. Aber wie erkennt man solche Hacker und wie schützt man sich und seine elektronischen Geräte davor?

  1. Regel: lade dir nicht sofort einen Viren- oder Spywarescanner runter, der nicht von einer gesicherterten Plattform wie z.B. ,,heise online“ stammt. Denn oft sind es die Schutzprogramme selbst, welche die „Viren“ auf dem Medium verbreiten! Deshalb gilt: nur von vertrauenswürdigen Websites herunterladen, welche die angebotenen Programme auf Viren oder Schadprogramme durchsuchen. Achte außerdem auf den Websitelink: viele Internetbrowser geben meistens an, ob eine Website gesichert oder ungesichert ist (gesichert wenn „https“ am Anfang steht. „http“ ist die ungesicherte Variante).
  2. Regel: lade dir immer das aktuellste Sicherheitsupdate vom Softwarebetreiber des Computers herunter (zum Beispiel von Microsoft oder Apple). Das kann man in den Einstellungen automatisieren (Anleitungen im Internet). Des Weiteren gilt: sog. Spam-E-Mails sollte man löschen (Werbung, Rabatte, Downloads) und NICHT anklicken. Denn häufig überträgt sich dann ein Virus über den Download der E-Mail.
  3. Regel: lasse keine unbekannten Speichermedien (CDs, USB-Sticks etc.) an den Computer. Diese können manchmal selbstständig den Computer hacken und ferngesteuert werden und dem Hacker sogar die Kontrolle über deinen Computer geben.

Mit diesen einfachen Schritten kann man seine elektronischen Geräte „virensauber“ halten und vor Angriffen aus dem Netz schützen.

Das Weltall beobachten – aber wie?

Orionnebel von einem größeren Teleskop aufgenommen

Die etwas größeren Sternwarten in den Städten werden häufig von Vereinen betrieben, um einerseits die Kosten zu decken und andererseits das Erlebnis an großen Teleskopen mit anderen Hobbyastronomen zu teilen.

Leider sind viele dieser Sternwarten (Vereine) „vom Aussterben bedroht“, da sie wenig Nachwuchs finden. Auch wenn viele Kinder die farbenprächtigen Fotos von Galaxien und Nebeln interessant finden, bevorzugen sie scheinbar eher die auf YouTube eingestellten Promi- oder Schminkvideos und zeigen kein dauerhaftes Interesse am „Sternegucken“.

In Sternwarten wie diesen lässt sich das Weltall ganz nah herholen…

Manche Eltern kaufen ihren Kindern ein Telekop, aber meist sind diese aus Supermärkten oder Discountern. Sollten die Kinder und Jugendlichen einen Blick durch das „Röhrchen“ wagen, so zeigt sich eben durch die „schlechte Qualität“ dieser Instrumente nicht die erhoffte Galaxie oder der farbenfrohe Nebel (chemische Elemente, die Licht aussenden). Nebel sehen dann nämlich eher aus wie komische „Schleier“ (sollte das Teleskop überhaupt genug Licht sammeln). Gerade aufgrund der eintönigen „Bilder“, die durch dieses Teleskop gemacht werden, verlieren Kinder schnell das Interesse an der Astronomie.

Obwohl viele renommierte Vereine Führungen oder Vorträge speziell für Kinder abhalten, steigt das Durchschnittsalter der Vereinsmitglieder verhältnismäßig schnell an. Manchmal gesellt sich doch ein Kind zu einem Verein und dann kann es sein, dass dieser ein jüngeres Mitglied dazubekommt. Dennoch verlieren scheinbar auch die vermeintlichen Neuzugänge nicht selten das Interesse an der Astronomie, weshalb vor allem kleinere Vereine oftmals mehr Mitglieder verlieren als Neue dazukommen.

Diese kleinen Vereine sterben heutzutage langsam aus. Sollte man sich (hoffentlich) doch für die Astronomie interessieren oder mit dem Gedanken spielen, sich ein Telekop zuzulegen, so rate ich eher zu einem kleinen, guten Feldstecher. Damit kann man zwar nicht diese farbenprächtigen Nebel oder Galaxien sehen kann, aber sehr wohl offene Stern- und größere Kugelsternhaufen, was fürs Erste reichen dürfte, um einen Eindruck von der Welt „da draußen“ zu bekommen, ohne gleich auf teure Teleskope zurückgreifen zu müssen. Und schließlich bleibt auch immer noch die Option, ein Mitglied in einem Verein zu werden, der Sternwarten betreut.

Fazit: Womöglich kann dieser Artikel dazu beitragen, dass euer (nachhaltiges) Interesse für Astronomie geweckt ist.  Sollte sich bei zunehmendem Interesse kein Verein finden, bleibt immer noch der Kauf eines qualitativ hohen Teleskops. Allerdings ist dabei darauf zu achten, dass dieses in einem Teleskopgeschäft gekauft wird und die Qualität dem entspricht, was man sich später erwartet, im Weltall zu sehen. Gute Teleskope beginnen bei etwa 800€.

Cassinis Grand Final oder die Frage, was auf den Saturn fiel

Am 15. September fiel die Raumsonde Cassini (siehe Bild) in die Atmosphäre des Gasplaneten Saturn, den sie einige Jahre umrundete. Der Grund war der zuneige gehende Treibstoff, der für die Kurskorrektur notwendig war. Man wollte nicht riskieren, dass die Sonde auf einen der Monde stürzte, auf denen womöglich einfaches Leben existiert.

Es ist das Ende einer 20-jährigen Mission, die voller Überraschungen und Entdeckungen war. Ein Meilenstein war der Abwurf der Sonde Huygens, welche 2005 auf dem Titan landete, einem der Monde Saturns. Sie war das erste von Menschen gebaute Objekt, welches Bilder von der Oberfläche des Titan, dem Saturnmond, machte (keine Radarbilder!). Viele Monde wurden durch Cassini komplett oder teilweise hochauflösend kartographiert. Es wurden Hinweise auf einfaches Leben auf Saturns Monden gefunden, was für die damalige Zeit eine groß Überraschunug war. Auch neue Monde wurden gefunden, welche für die Teleskope auf der Erde zu dunkel oder zu klein waren.

Cassini war über 20 Jahre im All und hat wissenschaftliche Daten des Saturn geliefert. Nun wurde sie ein Teil des Objekts, das sie einst erforschte. Cassini übertrug die Daten ihrer Instrumente beim Eintritt in die Atmosphäre praktisch in Echtzeit. Ein Rätsel des Saturn ist ein merkwürdiges Sechseck in Norden des Planeten. Dieses Rätsel konnte Cassini nicht lösen – dafür aber viele andere.

Hier findet ihr eine interessante Doku über die Cassini-Mission: