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KPH Krems, 8.6.2015
Heinz Oberhummer
Technische Universität Wien
Science Busters
Rosetta: Startmasse. 3.000 kg, Flügelspannweite: 32 m
Rosetta-Mission
Eine der größten technischen Leistungen der Menschheit
Erstmals menschliche Raumsonde auf Kometen gelandet
Wichtigste wissenschaftliche Errungenschaft des Jahres 2014
Flugzeit zu Komet: 10 Jahre
Zurückgelegte Distanz Erde – Komet: 500 Mill. km
Entfernung Erde – Komet: 500 Mill. km
Ferarri mit 200 km/h: 300 Jahre zum Kometen unterwegs
Komet Tschurjumow-Gerasimenko („Tschuri“)
über Wien
Größe: 4 km x 3,5 km x 3,5 km
Komet beschreibt Bahn um Sonne
Sonnenferne:
Brocken aus 2/3 Eis, 1/3 Staub
Kohlrabenschwarz
Sonnennähe:
Eis mit Staub
verdampft
Durch Sonnenwind entsteht Kometenschweif
Landung auf Philae
12.11.2014: Landeinheit Philae auf Tschuri gelandet
Live-Übertragung, Riesiges Spektakel, Public Viewing
Landeeinheit Philae
Philae: 100 kg auf Erde, 1 g auf Tschuri
Anker und Düsen versagten. Sprünge: 455 m und noch ein paar Meter
x
Philae auf Tschuri
Landung von Philae in Felsspalt und Nähe Wand
Nur 1,3 von 12,4 Stunden Sonne
Akku nach 4 Tagen leer, Tiefschlaf
Wiederaufwachen bis August 2015?
Wissenschaftliches Ziele
Sonnensystem mit Sonne, Planeten, Kometen und Asteroiden ist aus
einer Gas- und Staubwolke vor 4,6 Milliarden Jahren entstanden
Kometen sind riesige Eischränke bestehend aus unveränderten
Material von der Entstehung des Sonnensystems
Wissenschaftliche Fragen:
Wie sind Kometen aufgebaut und welche Eigenschaften haben diese?
Haben die Kometen Wasser und organische Stoffe (Bausteine des
Lebens) auf die frühe Erde gebracht?
Durch die Rosetta-Mission haben wir dazu viele neue wertvolle Daten
Astrobiologie
Die Astrobiologie hat sich im letzten Jahrzehnt von einer
Ansammlung von Spekulationen zu seriösen Untersuchungen vor
allem wegen neuer Entdeckungen entwickelt.
Zu diesen Entdeckungen gehören:
1. Extrasolare Planeten
2. Leben auf der Erde unter extremen Bedingungen
3. Technischer Fortschritt
Wir werden wahrscheinlich innerhalb der nächsten 30 Jahre
außerirdisches Leben entdecken!
• Die acht Planeten unseres Sonnensystems werden in zwei Gruppen
unterteilt: Die vier inneren Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars und
die vier äußeren Planeten Jupiter, Saturn, Uranus, und Neptun.
• Die vier inneren Planeten sind erdähnliche Planeten, das heißt sie haben
eine feste Oberfläche wie die Erde.
• Die vier äußeren Planeten werden als Jupiter-ähnlich bezeichnet, da sie
weitaus größer als die Erde sind und hauptsächlich aus Gas bestehen.
Die Planeten
Vergleich der Größen
der Sonne und
der Planeten
• Astronomen haben schon tausende extrasolare Planeten entdeckt.
Exoplaneten sind Planeten, die um andere Sonnen und nicht um unsere
eigene Sonne kreisen.
• Jede zehnte Sonne hat einen
• erdähnlichen Planeten mit fester
• Oberfläche und lebensfreundlichen
• Temperaturen.
• Nur auf Planeten ist Leben
• möglich, auf Sonnen ist es mit
• mehreren tausend Grad viel zu heiß.
Extrasolare Planeten
Leben unter extremen Bedingungen
Man hat Bakterien auf der Erde in extrem lebensfeindlichen Bedingungen
gefunden:
• Ausgetrocknete Salzseen
• Gletschern
• Eisbedeckte antarktische Seen
• Gestein bis 5 km unter der Erdoberfläche: Dunkles Leben
• Tiefsee in ewiger Dunkelheit und höchstem Druck: Schwarze Raucher
Hat große Bedeutung für die Astrobiologie: Wissenschaft vom
außerirdischen Leben.
Mein Lieblingsbakterium
• Das Bakterium „Deinococcus radiodurans“ überlebt die 1000- fache,
für Menschen absolut tödliche, radioaktive Strahlung.
• Es kann Schäden durch radioaktive Strahlung selbst reparieren.
Dieses Bakterium lebt sogar in Kernreaktoren!
Conan, das Bakterium
• Das Bakterium „Deinococcus
radiodurans“ wird auch „Conan, das
Bakterium“ genannt.
• Es gab einmal einen Film
„Conan, der Barbar“ mit unserem
Auslands-Österreicher Arnold
Schwarzenegger in der Hauptrolle. In
diesem Film war Conan auch durch
nichts umzubringen.
Meine Alpakas
Auf meinem kleinen Bauernhof im Dunkelsteinerwald habe ich Alpakas.
Diese sind die kleine Form der Lamas und stammen aus Südamerika. Dort
haben die Ureinwohner die Alpakas 5000 Jahre lang wegen ihrer
einzigartigen Wolle („Edelhaar“) gezüchtet.
Alpakas im Winter
Alpakas im Haus
Alpakas mit Kindern
Nachwuchs-Alpaka Nilsi
Conan, das Bakterium, in den Bemmerln Das Conan-Bakterium befindet sich in den „Bemmerln“ der Alpakas.
Warum ist es so widerstandsfähig?
Warum hat aber das Conan-Bakterium eine so eine große Widerstandskraft
gegenüber radioaktiver Strahlung? Auf der Erde war die Radioaktivität nie
so stark, dass so etwas notwendig wäre.
Außerirdische am Alpakahof?
Manche Wissenschaftler nehmen an, dass sich einfache Bakterien
über große Distanzen eingeschlossen in Meteoren durch den
Weltraum bewegen. Auf diese Weise könnte auch das Leben aus
dem Weltraum von einem anderen Himmelskörper auf die Erde
gekommen sein: Panspermie.
Leben am Mars?
• Im Marssommer gibt es in manchen
Gegenden am Mars riesige
Methanausbrüche.
• Hinweis auf bakterielles Leben unterhalb
der Marsoberfläche. Das Methan könnte
auch von geo-chemischen Quellen
kommen.
Methanbildung auf der Erde
Gärungs- und Fäulnisbakterien:
Verdauung von Rindern, Reisfelder, Mist …
Marsrover „Curiosity“
Am 6. August 2012 ist der fast eine Tonne schwere
Marsrover „Curiosity“ am Mars gelandet. Dieses mobile
Labor hat alle Bausteine für Leben gefunden. Wasser,
Kohlenwasserstoffverbindungen, Schwefel, Stickstoff,
Wasserstoff, Sauerstoff, Phosphor.
SETI (Suche nach außerirdischer Intelligenz)
Radioteleskop
Aceribo-Teleskop Radioteleskop-Array
Square Kilometre Array (SKA)
Suche nach Radiosignalen von Aliens in Südafrika und Australien
James Webb Teleskop
Suche nach Hinweisen von Leben auf Exoplaneten ab 2018
European Extremely Large Teleskop (EELT)
Suche nach Hinweisen von Leben auf Exoplaneten ab 2024
Beginn des Universums
• Religionen behaupten ja, Gott hat alles aus dem Nichts
geschaffen. Aber ein Nichts, wo sich einfach gar nichts
befindet, gibt und hat es nirgendwo und niemals gegeben.
• Denn in der Quantenphysik gibt es immer und überall
Quantenfluktuationen. Das sind Schwankungen, bei der selbst
im besten Vakuum kurzfristig Energie und Teilchen entstehen
und gleich wieder verschwinden können.
• Beginn des Universums: Dadurch gibt es einen immer und
überall existierenden Quantenschaum
Quantenschaum
Vor dem Universum gab
es einen immer und
überall existierenden
Quantenschaum
Kosmische Inflation
• Eine mikroskopisch kleine Blase kann sich durch die so
genannte kosmische Inflation (vom lat. Aufblähung) zu einem
gigantischen Universum ausdehnen.
• Die Inflationstheorie gibt am besten die beobachteten
Eigenschaften unseres Universum am besten wieder:
• Entstehung von Raum, Zeit, Energie und Materie
Alle großen Strukturen im Universum:
Galaxienhaufen, Galaxien, Sterne,
Form der Hintergrundstrahlung
Multiversum
• Im Quantenschaum kann sich immer wieder Blase zu Universum
ausdehnen. Beliebig viele Paralleluniversen: Multiversum.
• Auch fortgeschrittenste Theorie (M-Theorie) sagt solches
Multiversum voraus.
• Immer mehr Kosmologen sind von Multiversums überzeugt.
Entwicklung des
Universums
Guglhupf-Modell: Ausdehnung des Universums von vor
13,8 Milliarden Jahren bis heute, dehnt sich sogar durch
Dunkle Energie immer schneller aus
Entwicklung des Universums
Quanten- Infla- Erste Ausdehnung des Universums Heute
Schaum tion Sterne
Zahl der Sterne
• Die Sterne, die wir am Himmel sehen, sind auch nur
Sonnen. Weil sie aber viel weiter weg sind als die Sonne,
erscheinen sie uns nur als Punkte und nicht als Scheibe
wie unsere Sonne.
• Es gibt so viele Sterne im Universum, wie Sandkörner auf
allen Stränden der Erde.
Sterne und Planeten
• Die Sonne scheint und die Sterne leuchten, weil tief in
ihrem Inneren durch Verbrennen von Atomkernen Energie
erzeugt wird. Daher ist auf der Sonne und den Sternen
mit einigen tausend Grad sehr heiß.
• Hingegen werden um die Sonnen kreisende Planeten
nur von der Sonne beleuchtet und erzeugen selbst nur
wenig Energie..
Entstehung der Elemente
• Eine halbe Milliarde Jahre nach dem Anfang des
Universums entstanden aus Gas- und Staubwolken die
ersten Sterne. Bis heute entstehen auf diese Weise
immer neue Sterne.
• In den Sternen entstanden alle Elemente vom Kohlenstoff
bis zum Uran.
• Sterne sind Kochtöpfe oder Hexenkessel in der die
Elemente des Lebens erzeugt werden.
• „Du bist mein Stern!“
Ende des Universums
Stephen Hawking, aber auch andere Kosmologen haben vor einem
katastrophalen Zerfall des Universums durch „Todesblase „ gewarnt.
Large Hadron Collider (LHC)
Teilchenbeschleuniger: CERN, Genf
4. Juli 2012, Higgs-Teilchen entdeckt
Standardmodell der
Teilchenphysik
32 Teilchen & Higgs Supersymmetrische Teilchen
Todesblase
Frage zerfällt Universum?
Berechnung Standardmodell:
Universum kann zerfallen,
weil zwei Energieniveaus.
„Zur ebenen Erde und im
ersten Stock“. Wir befinden uns
im ersten Stock. Können mit
kleiner Wahrscheinlichkeit ins
Erdgeschoß fallen.
Zerfall beginnt an einem Punkt mit gewaltiger Energiefreisetzung
Dehnt sich als Feuerball mit Lichtgeschwindigkeit aus
Werden davon aber nichts mitbekommen.
Unser Gehirn: Der große Schwindler
Die Bewusstseinsspaltung des Menschen:
Gänzlich unwichtig und doch von sich selbst eingenommen
Haben wir Menschen überhaupt eine Bedeutung?
Vielleicht sind wir Menschen doch nicht so bedeutungslos,
weil sie ja unser Universum beschreiben, analysieren und
erklären können.
Wissenschaftsbuch des Jahres
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