Es gibt einen Grund dafür, dass bereits unsere Vorfahren aus Urzeiten Amateurastronomen waren, die Erdumlaufbahn und die Bewegungen der Sterne studiert haben. Es gibt einen Grund dafür, dass Kinder mit dem Weltall genauso fasziniert sind wie mit Dinosauriern und dabei vom Urknall, entfernten Galaxien und anderen Planeten träumen.
Es gibt auch einen Grund dafür, dass viele Religionen historischer den himmlischen Raum als den Ort identifizieret haben, wo sich die Götter, der Himmel oder auch Engel aufhalten.
Möglicherweise sind es zwei Gründe.
Das Weltall – der Raum über uns, der für so viel Faszination bei Astronomen, Astrophysikern und Kosmologen sorgt – ist ein Ort, der uns so fremd ist, der so anders und unbekannt ist, er für viel Interesse sorgt. Wir wissen nicht wirklich, was sich dort befindet und unser Wissensbestand wächst nur sehr langsam.
Zweitens ist es ein wundersamer Ort. Jeden Abend unseres Lebens umgibt uns dieser Raum. Ein Raum, der so schön und so weitläufig ist, dass es nachvollziehbar ist, dass er mit den Göttern assoziiert wurde. Wenn man den Blick gen Nachthimmel richtet – und sich unsere Position in der Galaxie vorstellt – rückt es alles in Perspektive.
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Setzen wir uns etwas genauer mit dem Weltall und den großen Fragen auseinander, die über die Welt außerhalb unserer Welt, über alles, was außerhalb unserer Atmosphäre liegt, vorherrschen.
Fangen wir mit der theoretischen Frage an, Was ist eigentlich der Unterschied zwischen Astronomie, Astrophysik und Kosmologie? Später widmen wir uns der größten Frage aller: Gibt es außerirdisches Leben?
Legen wir los.
Astronomie, Astrophysik und Kosmologie: was steckt hinter den verschiedenen Disziplinen?
Es ist vielleicht nicht auf Anhieb die spannendste aller Fragen im Zusammenhang mit dem Weltraum. Dennoch bringt sie einige wichtige – und tatsächlich auch faszinierende – Probleme zum Vorschein, mit denen sich Wissenschaftler auseinandersetzen.
Denn nicht jeder, der sich mit dem Weltraum beschäftigt, stellt dieselben Fragen und untersucht dieselben Probleme. So wie sich auch in Bezug auf die Studie des Lebens eine Vielfalt an Fragen wie Wie viele Pflanzenarten gibt es?; Wie funktionieren Zellen? und Was ist der Sinn des Lebens? stellen lassen, so trifft dasselbe auch auf den Weltraum zu.
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Welche Art von Wissenschaftler, der sich mit dem Weltraum beschäftigt, wärst du gern: Astronom, Astrophysiker oder Kosmologe?
Mehr zu den Unterschieden zwischen den verschiedenen Disziplinen erfährst du hier: die Unterschiede zwischen Astronomie, Astrophysik und Kosmologie!
Astronomie
Astronomie ist, grob gesagt, die Studie der Dinge im Universum – von Himmelskörpern, Konstellationen, Asteroiden, Kometen und alles, was dazwischen liegt – und ihren Positionen und Bewegungen.
Astronomen verwenden traditionelle Beobachtungstechniken – darunter auch fortschrittliche Teleskope – und beschreiben damit, was sie sehen und berechnen Interaktionen zwischen Umlaufbahnen und Objekten.
Wir praktizieren Astrophysik bereits seit Jahrtausenden in allen verschiedenen Zivilisationen und Erdteilen. Die jüngste Geschichte der der Disziplin befasst sich hauptsächlich damit, neue Objekte, Galaxien und Hintergrundstrahlung zu entdecken.
Astrophysik
Wenn Astronomie der umfassendere Oberbegriff ist, dann ist die Astrophysik darunter zu fassen. Man kann sagen, dass die Astronomie vornehmlich beschreibend ist. Die Astrophysik hingegen versucht, die Prozesse und Abläufe im Universum zu erklären.
Das bedeutet, unser Wissen der Physik auf die Phänomene des Weltalls anzuwenden. Dabei kommen Theorien der Thermodynamik, Kernschmelze, Quantenmechanik und Teilchenphysik zum Tragen.
Manche sagen, dass Astronomie heutzutage aufgrund seiner Komplexität im Grunde dasselbe ist, wie Astrophysik, da der Fokus sich von der Beschreibung auf die Erklärung verschrieben hat.
Dunkle Materie, dunkle Energie und die Theorie zu schwarzen Löchern sind alles Probleme, mit denen sich Astrophysiker auseinandersetzen.
Kosmologie
Die Kosmologie beschäftigt sich als dritte im Bunde mit den großen Fragen. Die Disziplin hat sich daraus entwickelt, den Ursprung, die Entwicklung und die Struktur des Universums als Ganzes beschreiben zu wollen.
Erweitert sich das Universum und, wenn ja, warum? War der Urknall der Anfang des Universums? Und wenn ja, warum ist er entstanden?
Kosmologie beschäftigt sich mit den theoretischen Fragen, die die andere Disziplinen eher außen vor lassen. Kosmologen verlassen sich dabei allerdings auf die Daten, die die anderen Disziplinen bereitstellen.
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Große Meilensteine der Astronomie und Astrophysik
Wir bekannt ist, ist der Fortschritt in der Astronomie und der Astrophysik recht langsam. In den letzten Jahrhunderten hat sich dennoch einiges getan.
Sehen wir uns einige der größten Entdeckungen der Astronomie an. Wir setzen uns dabei mit den bahnbrechendsten Entdeckungen auseinander, da wir nur eine begrenzte Menge betrachten können. Wenn dich das Thema interessiert und du mehr erfahren möchtest, lies unseren Artikel zu den größten Entdeckungen der Astronomie.
Galileo Proves Heliocentrism – 1610.
Bis zum 16. Jahrhundert waren die Menschen überzeugt, dass die Sonne und der Rest des Universums sich um die Erde drehte.
Kopernikus stellte bereits 1540 in seinen Theorien in den Raum, tatsächlich um die Sonne kreist und nicht umgekehrt. Galileo bewies es jedoch Anfang des 17. Jahrhunderts. Damit änderte er den Verlauf der Wissenschaft für immer.
Isaac Newton entdeckt die Schwerkraft – 1687.
Ohne Newton wüssten wir gar nichts. Die nette Geschichte über den Apfel, die jeder kennt, beschreibt einen er wichtigsten Momente wissenschaftlicher Entdeckungen, ohne die viel anderes nicht möglich gewesen wäre.
Joseph van Fraunhofer – 1814.
Wenig bekannt außerhalb des wissenschaftlichen Kontexts und dennoch tat Joseph van Fraunhofer nichts weniger, als die Astrophysik zu einer bedeutsamen Disziplin zu machen – mit der Erfindung des Spektroskops.
Einstein ändert die Welt mit der Relativitätstheorie – 1905
Wir alle wissen, dass E = mc2 ist. Doch vor Einstein wussten wir das nicht. Die gesamte atomare Physik, die wir heutzutage praktizieren? Alles Einstein zu verdanken.
Der erste Mensch auf dem Mond – 1969
Das ist nicht wirklich eine wissenschaftliche Entwicklung, aber ein großer Schritt für die Menschheit, wie wir alle wissen. Neil Armstrong und NASA haben das Interesse aller in den Weltraum deutlich angeregt.
Was ist im Sonnensystem?
Das Sonnensystem ist alles, was um die Sonne kreist – alles, dass sich im Gravitationsfeld eines Sterns befindet. Natürlich ist unser Sonnensystem nur eines von Milliarden Sonnensystemen in der Milchstraße. Wenn man sich vor Augen führt, dass es potenziell Milliarden Galaxien wie die Milchstraße gibt, ist die mögliche Anzahl von Sonnensystemen schwindelerregend.
Das befindet sich in unserem Sonnensystem. Und wenn du noch mehr dazu erfahren möchtest, kannst du hier nachlesen: Unser Sonnensystem.
Die Sonne
Im Zentrum des Ganzen ist die Sonne. Manche sagen, sie brenne oder glühe, aber tatsächlich tut sie nichts dergleichen. Was sie tut, ist Wasserstoff in Helium zu verwandeln und aus Massen Energie zu machen. Richtig heiß wird es dabei aber natürlich trotzdem.
Die Planeten
Diese hier kennst du bestimmt: Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Über Pluto sprechen wir in dem Kontext nicht mehr.
Planeten müssen sich einen Weg durch ihre unmittelbare Nachbarschaft bahnen – das bedeutet, dass sie groß genug sein müssen, um alles in ihrer Umlaufbahn zu zerstören.
Andere Himmelskörper
Zwergplaneten (und hier kommt Pluto ins Spiel), Asteroiden, Kometen und vieles mehr sind hiermit gemeint. Sie werden alle durch die Anziehungskraft der Sonne in ihrer Position gehalten.
Und außerhalb unseres Sonnensystems?
Nach Neptun und dem Kuiper-Gürtel befinden wir uns im interstellaren Bereich – im Raum zwischen den Sternen. Was passiert dort? Das wissen wir noch nicht so genau.
Der Lebenszyklus eines Sterns
Sterne entstehen, emittieren große Mengen von Energie über Milliarden von Jahren und dann, wenn ihnen der Wasserstoff ausgeht, verbrennen sie und verschwinden. Oder explodieren in Supernovae oder werden zu schwarzen Löchern.
Das ist die Kurzfassung, sehen wir uns jedoch einmal die Hauptphasen etwas genauer an. Wenn du tiefer in die Thematik eintauchen möchtest, lies dir unseren Artikel zum Lebenskreislauf eines Sterns durch.
Nebel und Protosterne
Die Entstehung der Sterne hat ihre Anfänge in den Resten ehemaliger Sterne – das Gas und der Staub, der von ihnen übrig ist.
Diese wolkenartigen Phänomene nennen wir Nebel. Ein Nebel schwebt in sehr kalten Bedingungen durch das Weltall. Wenn sie erkalten, verdichten sich ihre Gase und ihre Anziehungskraft steigt.
Langsam ziehen sie Staub in den Kern des Nebels, welcher dann langsam unter Druck wärmer wird. Wenn sie weiterwachsen, werden sie irgendwann zu Protosternen.
Sterne der Hauptreihe
Sterne bleiben Protosterne solange sei wachsen und sie werden zu Sternen der Hauptreihe, wenn sie Stabilität erreichen.
Sterne bleiben Sterne der Hauptreihe 90 % ihres Lebens.
Zwerge und Supernovae
Gegen Ende ihres Lebens geht den Sternen die Puste aus. Ohne Energie können sie ihre Form nicht aufrecht halten.
Kleinere Sterne werden zu weißen Zwergen – dichte Sterne, die sich von außen abkühlen. Sie verblassen und verschwinden langsam.
Die größeren brechen, aufgrund verschiedener chemischer Reaktionen, in Sekunden zusammen – und versuchen eine Supernova, die heller als die gesamte Galaxie ist.
Schwarze Löcher
Die größten Sterne werden zu schwarzen Löchern, nachdem sie in sich zusammenbrechen. Sie sind enorm dicht und ihre Anziehungskraft ist enorm – weshalb sie alles in ihrer Umgebung verschlingen.
Gibt es außerirdisches Leben im Universum?
Bei so viel Veränderung da draußen ist, gibt es die eine spannende Frage. Wir können doch wohl kaum die einzige Lebensform mit einem Selbstbewusstsein im Universum sein, das diese ganze Dramatik im Universum zu schätzen weiß.
Vielleicht sind wir es, vielleicht auch nicht. In der Unendlichkeit des Universums wäre es jedoch unwahrscheinlich, dass nur wir den Titel „Leben“ erhalten sollten.
In unserem Artikel zu außerirdischem Leben erfährst du mehr dazu.
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