Dies ist ein weiterer Artikel zu „Geklemmte Astronomie mit der alpinen Sternwarte“. Die alpine Sternwarte ist ein Klemmbaustein-Set der Firma Lumibricks. Die Idee der Blockartikel entstand beim Bau dieses Sets. Denn man stößt fortwährend auf Elemente mit Themen, die für die beobachtende Astronomie relevant sind. Ich möchte daher Informationen zu diesen Themen mit der Erfahrungsbericht für dieses Set verknüpfen. Die bisherigen Beiträge sind:
- Startartikel: Klemmst Du noch oder astronomisierst Du schon?
- Thema 1: Licht in der Astronomie
- Thema 2: Voyager Raumsonden – Alles V’ger oder was?
- Thema 3: Beobachtungsnächte, Hobby-Astrofotografie und heiße Getränke
- Thema 4: Dieser Artikel
Der Blogartikel zum Thema 3 bezog sich auf das 1. Stockwerk der Sternwarte, welches sich zum Zeitpunkt des Schreibens noch im Bau befand. Nun ist dieses Stockwerk fertiggestellt. Ich greife für diesen Artikel aus den dort eingebauten Astronomiethemen den Urknall heraus. Natürlich gibt es auch hier eine Liste an weiteren astronomischen Inhalten, die Lumibricks in diesem Bauabschnitt vorsieht (honorable Mentions).
Inhalt dieses Artikels:
- Urknall und Entwicklung des Universums
- Weitere Elemente mit Astronomiebezug (honorable Mentions)
- Die Bauerfahrung
Urknall und Entwicklung des Universums
Lumibricks hat ein gängiges Diagramm zur Entwicklung des Universums als bedruckte und beleuchtete (siehe Bauerfahrung) Acrylplatte beigelegt.
Hier noch ein Link zu einer „offiziellen“ Darstellung des Diagramms: https://www.eso.org/public/germany/images/eso1620a/
Das Diagramm ist von links nach rechts „zu lesen“:
- Die Illustration verbindet Raum und Zeit zu einer gemeinsamen Darstellung („Raumzeit“).
- Die Längsrichtung steht für den zeitlichen Verlauf des Universums
- Der Querschnitt steht für den verfügbaren Raum zu einem bestimmten Zeitpunkt
- Links beginnt das Diagramm beim Urknall
- Nach rechts hin schreitet die kosmische Zeit voran
- Das weiße Gitternetz stellt den Raum dar
- Farbig markierte Punkte: Galaxien bzw. Materiestrukturen
Ablesbare Informationen:
- Das Universum wird immer größer
- Die wachsenden Abstände im Gitter visualisieren die Expansion des Universums
- Die Punkte stehen für Galaxien oder Galaxienhaufen
- Die Galaxien und Galaxienhaufen bleiben an festen Positionen im Gitter (sogenannte komovierende Koordinaten). Das zeigt: Galaxien „ruhen“ im Raum, während der Raum selbst wächst
- Wichtig: Der Raum dehnt sich. Wenn man von ihrer Eigenbewegung absieht, bewegen sich die weit entfernten Galaxien nicht aktiv auseinander.
- Es gibt keine Mitte des Universums
- Kosmologische Hintergrundidee
- Die Darstellung basiert auf der Annahme eines homogenen und isotropen Universums.
- Das bedeutet: Im großen Maßstab ist das Universum überall gleich aufgebaut.
- Warum diese Grafik so wichtig ist
- Sie macht anschaulich, warum die beobachtete Rotverschiebung entsteht.
- Sie erklärt, weshalb weiter entfernte Galaxien sich scheinbar schneller entfernen.
- Die Grafik ist eine zentrale Visualisierung für das Standardmodell der Kosmologie.
Meilensteine der Entwicklung des Universums bis heute:
- Urknall (vor ca. 13,8 Milliarden Jahren): Beginn von Raum, Zeit, Energie und Materie. Das Universum ist extrem heiß und dicht.
- Kosmische Inflation (Bruchteile einer Sekunde später): Das Universum dehnt sich in extrem kurzer Zeit gewaltig aus und wird sehr gleichmäßig.
- Abkühlung & Entstehung von Teilchen: Energie wandelt sich in Elementarteilchen (z. B. Quarks, Elektronen), später in Protonen und Neutronen.
- Erste Atomkerne (nach wenigen Minuten) Wasserstoff- und Heliumkerne entstehen – die Grundbausteine späterer Sterne.
- Kosmische Hintergrundstrahlung (nach ca. 380 000 Jahren): Elektronen binden sich an Atomkerne → das Universum wird durchsichtig; dieses „Nachleuchten“ messen wir heute noch.
- Dunkle Zeiten: Es gibt noch keine Sterne – Materie sammelt sich langsam unter dem Einfluss der Schwerkraft.
- Erste Sterne und Galaxien: Schwerkraft formt Sterne und Galaxien; in Sternen entstehen schwere Elemente.
- Strukturwachstum: Galaxien ordnen sich zu Gruppen, Haufen und großräumigen Filamenten.
- Beschleunigte Expansion (bis heute): Das Universum dehnt sich immer schneller aus – angetrieben durch dunkle Energie.
Ich verweise auf einige Webseiten und einen Podcast, welche das Standardmodell der Kosmologie und somit die Annahme eines Urknalls und die Entwicklung des Universums beschreiben:
- Physikerinnen.de: Urknall-Theorie – Die Entstehung des Universums
- Sternengeschichten Postcast: Dreiteiler zum Thema kosmische Inflation
- Sternengeschichten Podcast: Folge 573: Die ewige Inflation
- Wikipedia: Lambda-CDM-Modell ist ein kosmologisches Modell, das mit wenigen – in der Grundform sechs – Parametern die Entwicklung des Universums seit dem Urknall beschreibt.
- Wikipedia: Expansion des Universums
- Sternengeschichten Podcast: Folge 578: Das Lamda-CDM-Modell
- Deutschlandfunk: Wie endet das Universum?
Weitere Elemente mit Astronomiebezug (honorable Mentions)
Tellurium
Besonders hervorgehoben sei das Tellurium Modell (roter Pfeil), welches mitten im Raum platziert ist:
Ein Tellurium stellt die Bewegung von Erde und Mond zur Sonne. Ich hatte vor einiger Zeit den Artikel „Update zum meinem Blogartikel Lego Bauprojekt – Das Tellurium“ über ein Tellurium geschrieben, welches von CADA als Klemmbaustein Modell angeboten. Dieses Mini-Tellurium ist sogar beweglich:
Wurmloch
Ich interpretiere Darstellung auf der Klemmbaustein-Fliese als schematische Darstellung eines Wurmlochs. Wurmlöcher sind bisher rein theoretische Gebilde. Sie ergeben sich als mathematische Lösungen aus Feldgleichungen der speziellen Relativitätstheorie von Albert Einstein. Dieses Konstrukt ist fester Bestandteil von Science Fiction Geschichten. In der realen Forschung hingegen sieht es (noch) sehr mau aus. Denn nur weil etwas mathematisch berechnet werden kann, heißt nicht, dass es auch im Kosmos existiert. Mathematik ist „nur“ eine formale Sprache mit bestimmten Regeln. Anders herum lassen sich aber interessanterweise von uns formulierte physikalische Gesetze mathematisch beschreiben. Wurmlöcher werden von der Fachwelt auch Einstein-Rosen-Brücken genannt
- MDR Wissen: „ASTROPHYSIK ODER FANTASIE? Was sind Wurmlöcher und wie kann man sie entdecken?“
- Scieneblogs – Florian Freistetter: „Wie man ein Wurmloch (nicht) entdecken kann“
Buch: Alien Theory
Im Bücherregal, dessen unterer Inhalt es in den vorigen Blogartikel geschafft hat, steht noch weitere interessante Lektüre: Das Buch „Alien Theory – The Alien as Archetypw in the Science Fiction Short Story“ von Patricia Monk. Patricia untersucht, wie außerirdische Wesen in der Science-Fiction-Kurzgeschichte als Archetyp des „Anderen“ fungieren. Die Autorin argumentiert, dass die Darstellung von Aliens nicht losgelöst von uns Menschen ist. Sie ist vielmehr eine Reflektion unserer eigenen Selbstbilder, Ängste und Potenziale. Die Autorin zeigt, dass die Person bzw. Figur des Außerirdischen konkrete Einsichten in menschliche Identität und seine Beziehungen eröffnet.
Oder wie ich es mit meiner simplen Art ausdrücken würde: jede Science Fiction Geschichte ist ein Kind seiner Zeit, in der sie entstand. Ganz egal wieviel Jahre in der Zukunft die Geschichte angesiedelt ist. Ein Beispiel ist die Star Trek Serie „Next Generation“ mit Captain Picard aus den 80-ern. Die Föderation ist sehr fortschrittlich mit Computer Tablets ausgerüstet. Aber zu der Zeit der Serienproduktion war eine Computer Cloud noch nicht bekannt bzw. realisiert. Daher wurden Tablets mit Ergebnissen und Berichten in den Episoden noch persönlich an den führenden Offizier zur Kenntnisnahme und Unterschrift gegeben. 😀 Oder die Serie Mond Basis Alpha Eins aus den 70-ern mit dem sehr fortschrittlichen Computer. Dieser gab seine Ergebnisse aber ganz als Lochstreifen aus.
Die Bauerfahrung
Es handelt sich noch um das gleiche Stockwerk vom vorigen Blogartikel. Meine dort beschriebene Bauerfahrung setzt sich hier fort. Aus diesem Grund belasse ich es weitestgehend bei einer Bildergalerie. Erwähnenswerte Aspekte sind in den Bildern vermerkt.
Verlegung der Stromkabel
Im vorigen Blogartikel habe ich schon beschrieben, dass Lumibricks spezielle Steine für die Kabelführung hat. Die folgenden drei Bilder zeigen, dass hierdurch Kabel entweder „in der Wand“
Beleuchtetes Stockwerk
Weitere Impressionen
