Natur: Geschichte
- Carl Friedrich von Weizsäcker
„Die Natur ist älter als der Mensch. Er ist aus der Natur hervorgegangen und untersteht ihren Gesetzen. ... Der Mensch ist älter als die Naturwissenschaft. Die Natur war nötig, damit es Menschen geben konnt, der Mensch war nötig, damit es Begriffe von der Natur geben konnte.“
Der Urknall
Bearbeiten- Stephen Hawking (in einem Vortrag in Berlin)
„Was vor der Entstehung unseres Universums und unserer Zeit gewesen war, entspricht der Frage: "Was liegt südlich vom Südpol?" Sie hat keinen Sinn. Raum und Zeit sind ein Gewebe, das nicht trennbar ist von Masse und Energie - sie sind zusammen entstanden, miteinander verwoben und formen einander gegenseitig. Auch wir sind letztlich das Produkt von Quantenfluktuationen des Universums - denn Gott würfelt doch.“
Augustinus:
Was tat Gott bevor er Himmel und Erde schuf ? Er machte die Hölle für diejenigen die solche Fragen stellen.
Standardmodell
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Nach dem heutigen Standardmodell der Astronomie entstand der Weltraum aus einer Singularität in Form des Urknalls. Was eine Singularität genau ist, ist schwer zu verstehen. Eine Vorstellung von einer Singularität ergibt sich aus der Zurückrechnung verschiedener physikalischer Formeln bis an die Grenze ihrer Gültigkeit.
Ein Beispiel zweier leicht zu verstehenden Singularitäten sind der Nordpol und der Südpol. An beiden Punkten laufen die Koordinaten der Längengrade der Erde in einem Punkt zusammen. Astronomisch sind beide Punkte durch die Achse der Erddrehung definiert. Ansonsten unterscheiden sich die Punkte nicht von ihrer nächsten Umgebung.
Mit dem Urknall beginnt nicht nur die Existenz von Strahlung und Materie. Erst mit dem Urknall entstehen auch Raum und Zeit.
Die Urknalltheorie erklärt insbesondere folgende experimentelle Beobachtungen:
- Die Rotverschiebung der Galaxien und damit die derzeitige Expansion des Universums
- Das Spektrum der Hintergrundstrahlung des Universums
- Die Grenze in der Altersverteilung der Sterne bei etwa 13 Milliarden Jahren
- Die Häufigkeit der Elemente im Weltraum.
Aus den Daten des Satelliten WMAP der seit 2001 die räumliche und spektrale Verteilung der kosmischen Hintergrundstrahlung sehr genau vermisst , berechnen sich mehrere fundamentale kosmologische Größen mit bisher unerreichter Genauigkeit:
- Das Alter des Kosmos: 13,7×10 hoch 9 Jahre.
- Der Zeitpunkt der Entkopplung der Strahlung: 397.000 Jahre nach dem Urknall.
- Die Hubble-Konstante: 71 km/s/Mpc. Sie gibt Auskunft über die Expansion des Weltraums
- Die materielle Zusammensetzung des Kosmos: 4,4% baryonischer Materie, 22% Dunkle Materie und 73% Dunkle Energie (kosmologische Konstante).
Die Entwicklung der Materie erfolgte nach heutiger Ansicht in 3 Phasen:
- Während des Urknalls entstanden Wasserstoff, Helium und Lithium.
- In Sonnen werden die Elemente bis zum Eisen fusioniert.
- Während der Explosion einer Sonne entstehen die schwereren Stoffe durch Neutroneneinfang.
Im Vergleich zu früheren Ansichten über die Entstehung der Welt (siehe Kosmogonie ) ergibt sich heute ein viel genaueres Bild. Auffällig ist vor allem die ungeheure zeitliche und räumliche Dimension unserer heutigen Vorstellungen des Weltraums. Alle früheren Schätzungen waren meist viel zu kurz oder zu klein.
Die wissenschaftlichen Vorstellungen von der Entstehung und Entwicklung werden in der Kosmologie zusammengetragen.
Die Entwicklung der Sterne
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Erstaunlich ist aus heutiger Sicht, dass bereits prähistorische Menschen recht genaue Kenntnisse der Astronomie besaßen. Viele Kultstätten, die sich nach astronomischen Gegebenheiten ausrichten, zeugen von diesen frühen Kenntnissen der Menschen.
In der alten Astronomie gab es eine einfache Einteilung der astronomischen Objekte, die auch heute noch eine gewisse Gültigkeit hat. Man teilte die Himmelsobjekte in drei Kategorien ein:
- Die Fixsterne
- Die Wandelsterne (Planeten)
- Die Schweifsterne (Kometen)
In welche Kategorie dabei die Sonne und der Mond, die für den Menschen beherrschenden astronomischen Objekte, einzuteilen waren, darüber herrschte lange Zeit Unklarheit. Es dauerte sehr lange, bis die Menschen begriffen haben, dass auch die Sonne ein Fixstern ist. Noch länger dauerte es bis man verstanden hat, wie die Sonne ihre unglaubliche Energieabstrahlung bewerkstelligen kann.
Die ersten Sterne entwickeln sich etwa 400 Millionen Jahre nach dem Urknall. Unsere Sonne entsteht erst nach 9 Milliarden Jahren.
Siehe Sternentwicklung
Die Sonne
BearbeitenSiehe die Sonne
Etwa 9 Milliarden Jahre nach dem Urknall bildet sich unser Sonnensystem am Rande der Milchstraße aus einer Materiewolke.
Eine interessante Tatsache ist, dass die Sonne allein durch ihr abgestrahltes Licht (Gesamtleistung ca. 3,7 · 1026 W) in jeder Sekunde rund 4 Millionen Tonnen (4 · 109 kg) Masse verliert (verglichen mit der Sonnenmasse von rund 2 · 1030 kg ist dieser Anteil jedoch vernachlässigbar gering).
Das Sonnensystem
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| Sonne | ||
|---|---|---|
| Innere Planeten | (Vulkanoiden) | |
| 1. Merkur | ||
| 2. Venus | ||
| Aten-Typ-Asteroiden | ||
| 3. Erde | Mond | |
| Erdbahnkreuzer | ||
| Apollo-Typ-Asteroiden | ||
| 4. Mars | Phobos, Deimos | |
| Mars-Trojaner | ||
| Amor-Typ-Asteroiden | ||
| Asteroidengürtel | Ceres, Pallas, Juno, Vesta | |
| Äußere Planeten | 5. Jupiter | Io, Europa, Ganymed, Kallisto |
| Jupiter-Trojaner | ||
| 6. Saturn | Tethys, Dione, Rhea, Titan, Iapetus | |
| Zentauren | Chiron | |
| 7. Uranus | Miranda, Ariel, Umbriel, Titania, Oberon | |
| 8. Neptun | Triton, Nereid | |
| 9. Pluto | Charon | |
| Transneptunische Objekte, Kuipergürtel | Plutinos | Ixion, Orcus |
| Quaoar, Varuna, 2003 UB313 | ||
| Sedna | ||
| Oortsche Wolke | ||
Die Entwicklung der Erde
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Nach heutiger gängiger Lehrmeinung ist der Vorläufer unserer Erde, die so genannte Proto-Erde, mit einem Mars-ähnlichen Himmelskörper zusammengestossen. Aus den Resten dieser Kollision entstand eine Scheibe um die Erde aus der sich der Mond bildete.
Siehe auch Erde
Der Aufbau der Erde
BearbeitenDer Aufbau der Erde wird von der Geophysik und der Geologie untersucht.
- Erdkruste , 30 km
- Erdmantel , 2900 km
- Erdkern
- Teil 1 etwa 5100 km
- Teil 2 etwa 6300 km
Die Erde besteht wie eine Zwiebel aus mehreren Schalen. Unter der etwa 30 km dicken Erdkruste befindet sich der Erdmantel, der sich bis in etwa 2.900 Kilometer Tiefe erstreckt.
Der Erdkern besteht aus Eisen. Er ist zweigeteilt. Der äußere Kern ist zähflüssig. Der innere Kern ist fest.
Wie wird das Erdinnerste untersucht ?
BearbeitenBohrungen
BearbeitenDas tiefe Loch in der Oberpfalz. Siehe Kontinentales Tiefbohrprojekt
Erdbebenmessungen
BearbeitenSiehe Seismologie
Der Mond
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Der Mond entstand nach heutiger Ansicht nur wenige Millionen Jahre nach Entstehung des Sonnensystems aus dem Zusammenstoß der Vorerde mit einem anderen Himmelskörper von der Größe des Mars. Das Alter des Mondes wurde über Messungen des Mondgesteins auf 4,527 Milliarden Jahre datiert.
In früheren Zeiten hatte der Mond eine schnellere Rotation. Durch die Gravitation der Erde hat der Mond seine Rotation seiner Umlaufzeit von etwa einem Monat angepasst. Bei einem Umlauf dreht er sich genau einmal um die eigene Achse. Daher weist er der Erde immer dieselbe Seite zu.
Der oft benutzte Ausdruck Die Dunkle Seite des Mondes ( The dark side of the moon) ist falsch. Er müsste eigentlich richtig Die von der Erde aus nicht sichtbare Seite des Mondes heißen, denn auch diese erdabgewandte Seite des Mondes wird von der Sonne beschienen.
Siehe dazu den exzellenten Wikipediaartikel über den Mond
