Wissenschaft: Die Struktur der Galaxis

Wie viele Arme hat die Welt?

von Andreas Dannhauer

Nicht lange nach der Entdeckung des Teleskops wurde klar, dass die Verteilung der Sterne über den Himmel ungleichmäßig ist. Ein schmales Band, genannt Milchstraße, welches heller als der Rest des Nachthimmels leuchtet, entpuppte sich als eine dichte Häufung unzähliger Sterne. Als man dann entdeckte, dass es sich auch bei einigen jener Objekte, die man für kosmische Nebel hielt, um riesige Ansammlungen von Sternen handelt, begriff man, dass Sterne sich zu Galaxien zusammentun und die Milchstraße eine von diesen Galaxien sein müsste.
Welche Form hat nun aber die Milchstraße? Diese Frage beantworten zu wollen, ist vergleichbar mit dem Versuch, die Umrisse eines Waldstücks zu bestimmen, wenn man sich mitten zwischen den Bäumen befindet, und das in einem Wald, der von Nebelschwaden durchzogen wird.

Die grobe Struktur

Da hilft nur der Vergleich mit anderen Galaxien, deren Struktur wir direkt von außen beobachten können. Die Galaxien lassen sich grob in drei Klassen unterteilen: die Spiralgalaxien, die elliptischen und die unregelmäßigen Galaxien. Da nur die Spiralgalaxien eine flache Scheibe aus Sternen zeigen, ist die Entscheidung in unserem Fall einfach zu treffen. Die Milchstraße ist eine Spiralgalaxie.
Doch auch die Spiralgalaxien unterscheiden sich untereinander. Sie können zwei oder mehrere Arme besitzen, die zentrale Verdickung kann größer oder kleiner ausfallen und zusätzlich haben einige von ihnen eine Art Balken im Zentrum, an dessen beiden Enden die Spiralarme ansetzen.

Mars500

520 Tage Isolation für die Wissenschaft

von Andreas Dannhauer

Im Moskauer Institut für Biomedizinische Probleme ging vor kurzem das einzigartige Mars500 Isolationsexperiment zu Ende, mit europäischer und chinesischer Beteiligung.

Was wurde simuliert?

Es wurde der gesamte Ablauf einer Marsmission aus der Sicht der Kosmonauten simuliert. Angefangen mit dem Auswahlverfahren, mit besonderer Berücksichtigung der sozialen Verträglichkeit der Kandidaten, über das Training inklusive mehrerer Tage in der Einsamkeit der russischen Taiga bis hin zur Isolation nach der Rückkehr zur Erde.

Nobelpreise 2011

von Andreas Dannhauer

Jedes Jahr im Herbst werden hervorragende Wissenschaftler mit dem begehrtesten Wissenschaftspreis der Welt, dem Nobelpreis, für ihre Leistungen geehrt.

Physik

Der diesjährige Nobelpreis für Physik wird für die überraschende Entdeckung, dass sich das Weltall beschleunigt ausdehnt, an drei Preisträger vergeben.
Dass sich das Universum überhaupt ausdehnt, ist schon seit den 1920 Jahren bekannt. Damals erlaubte die sich verbessernde Teleskoptechnologie die Bestimmung der Relativgeschwindigkeiten entfernter Galaxien zu unserer eigenen. Dabei kam heraus, dass sich fast alle Galaxien von der Milchstraße entfernen und zwar um so schneller, je weiter sie weg sind.

Schneller als Licht!?

von Marcus Haas

Nichts ist schneller als Licht im Vakuum - 299.792 km/s. So sah unsere Welt jedenfalls vor ein paar Tagen noch aus, bevor Forscher am CERN mit der Meldung an die Presse traten, sie hätten bei Experimenten Teilchen beobachtet, die diese Geschwindigkeitsbegrenzung übertreten und mit 300.006 km/s unterwegs sein sollen.
Die publizierten Ergebnisse vom OPERA-Experiment (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus) sind heftig umstritten und es ist noch nicht klar, ob es sich um einen Messfehler handelt, ob wir tatsächlich die Physikbücher umschreiben müssen oder ob es sich um einen erklärbaren Effekt handelt.

Neues vom Mond

von Andreas Dannhauer

In Zeiten knapper Staatskassen kommen Prestigeunternehmen wie die bemannte Raumfahrt schnell auf den Kürzungszettel. Dadurch gelangen unbemannte Missionen mehr in den Blickpunkt der Öffentlichkeit. Ein beliebtes Ziel, insbesondere bei aufstrebenden Weltraumnationen wie China oder Indien, ist da der Mond. Er ist relativ nah und damit schnell und kostengünstig zu erreichen. Doch was gibt es dort eigentlich noch zu erforschen? Das Apollo-Programm der NASA brachte sechs erfolgreiche Landungen zustande. Rund 370kg Mondproben wurden zurück zur Erde gebracht und diverse Experimente wie Seismometer und Laserreflektoren wurden zurückgelassen. Wissen wir jetzt nicht alles, was es über den Mond zu erfahren gibt? Nein. Denn die Proben stammen allesamt von der erdzugewandten Seite des Mondes, aus geringer Tiefe und es sind keine von den Mondpolen dabei. Dies lässt einige Fragen unbeantwortet.

Die Farben der Physik

von Marcus Haas

Wenn man es genau nimmt, gibt es keine Farben für Physiker, das sind nur Wellenlängen und Energiepakete. Doch unsere Augen (auch die von Nicht-Physikern) sehen das anders, denn in unserer Netzhaut befinden sich Sinneszellen, Stäbchen und Zäpfchen.

Dabei sind die Stäbchen für die Wahrnehmung von Helligkeiten zuständig, ihre größte Empfindlichkeit liegt bei 498 nm und die Stäbchen kümmern sich um die Farbwahrnehmung. Die S-Zapfen registrieren Licht im blauen Bereich mit der größten Empfindlichkeit bei 419 nm. M-Zapfen sehen am besten bei 531 nm und die L-Zapfen bevorzugen 558 nm, was eigentlich näher bei Gelb als Rot liegt. Daneben überlappen sich diese Empfindlichkeitsbereiche allerdings und alles Weitere ist eine Frage der Interpretation in unserem Gehirn – mal ganz zu Schweigen von den verschiedenen Formen der Farbenblindheit.

Technologie der Zukunft - Schützen und Tarnen

von Andreas Dannhauer

Kaum eine Sience-Fiction-Serie oder Film kommt ohne Weltraumgefechte aus. Mit allerlei bunten Strahlen und Projektilen wird versucht, dem Gegner den Garaus zu machen. Und natürlich versucht man seinerseits den gegnerischen Waffen zu entgehen.

Deflektorschilde

Immer gern genommen wird hier das Schutzschild, ein irgendwie geartetes Kraftfeld, welches die Energie der Strahlen oder Projektile aufnimmt und ableitet. Laut Technischen Handbuch der Galaxy Klasse (“Raumschiff Enterprise – Das nächste Jahrhundert”) wird mittels Gravitonengeneratoren eine Raumverzerrung um das Schiff herum gelegt, welches per Raumkrümmung alle eintreffende Energie um das Schiff herum leitet. Das Problem ist nur, dass man für eine ordentliche Ablenkung das Massenäquivalent eines Schwarzen Loches an Energie aufbringen müsste.

Good bye, Spaceshuttle!

von Andreas Dannhauer

Während ich dies schreibe, kreist das Spaceshuttle Endeavour, angedockt an die Internationale Raumstation, um die Erde. Dies ist der letzte Flug der Endeavour und der vorletzte des gesamten Shuttleprogramms. Zum ersten Mal in der Geschichte der Raumfahrt kamen damit wiederverwendbare Raumschiffe zum Einsatz. Bei 135 Flügen wird das Spaceshuttle mehr Menschen ins Weltall befördert haben als alle anderen bemannten Raumfahrtprogramme zusammen. Leider kehrten 14 Astronauten von ihrem Flug nicht mehr zurück.