Erklär's mir, als wäre ich 5 - Komplizierte Sachverhalte einfach dargestellt

Erklär's mir, als wäre ich 5 - Komplizierte Sachverhalte einfach dargestellt

 

 

 

von: Anna Müller

riva Verlag, 2018

ISBN: 9783959717557

Sprache: Deutsch

208 Seiten, Download: 1860 KB

 
Format:  EPUB, auch als Online-Lesen

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Erklär's mir, als wäre ich 5 - Komplizierte Sachverhalte einfach dargestellt



Das Universum


Könnten die Menschen auswandern und auf dem Mond leben?


Seit dem Beginn der Raumfahrt war der Mond nicht nur erstes Ziel der Menschen, sondern stellt durch seine Nähe in gewissem Sinne den nächsten Planeten dar, auf dem die Menschen im Notfall Zuflucht finden könnten. Doch ist die ewige Faszination vom Leben auf dem Mond tatsächlich ein realistischer Gedanke, wenn es darum geht, einen weiteren bewohnbaren Planeten auszumachen?

Die Antwort darauf ist zwiespältig, denn grundsätzlich ist der Mond kein natürlicher Lebensraum für die auf der Welt bekannten Lebewesen. Das liegt an der fehlenden Schwerkraft. Dadurch, dass sie auf dem Mond nicht existiert, kann sich keine Atmosphäre entwickeln, und ohne Atmosphäre besteht keine Überlebensmöglichkeit für Lebensformen, wie wir sie kennen.

Auf der anderen Seite verfügt der Mond durchaus über grundlegende Rohstoffe wie Sauerstoff und Kohlenstoff. Sie können allerdings ohne Schwerkraft keine Verbindungen eingehen, die zur Bildung einer Atmosphäre nötig wären. Würde es der Mensch allerdings schaffen, bewohnbare Raumstationen auf dem Mond zu errichten, könnten dort tatsächlich dauerhafte, bewohnbare Siedlungen entstehen. Trotzdem müssten diese Siedlungen aber wahrscheinlich immer von der Erde aus versorgt werden. Abgesehen davon, dass dies technisch vielleicht sogar schon heute möglich wäre, ist es zumindest im Moment schlichtweg zu teuer, und es bleibt fraglich, ob sich das jemals ändern wird.

Was hat der Mond mit Ebbe und Flut zu tun?


Die Anziehungskraft des Mondes beeinflusst die Gezeiten (Ebbe und Flut) auf der Erde. Dadurch, dass der Mond um die Erde kreist und beide zusammen um die Sonne, entsteht zwischen den Himmelskörpern eine Anziehungskraft, ähnlich wie bei einem Magneten. Diese Anziehungskraft ist es, die das Wasser in den Meeren steigen und fallen lässt. Wenn der Mond also gerade über einem der Meere steht, ist er sehr nahe. Je näher er ist, desto stärker ist seine Anziehungskraft und das Wasser wird zu ihm »hingezogen«. Am Ufer herrscht dann Ebbe. Wandert er weiter, lässt seine Anziehungskraft nach und die Flut setzt ein, weil er das Wasser nicht mehr so stark zu sich hinzieht.

Wie kann die Sonne brennen, wenn es im All doch gar keinen Sauerstoff gibt?


In diesem Fall liegt ein kleines Missverständnis vor: Denn in Wirklichkeit »brennt« die Sonne keineswegs. Damit etwas brennen kann, braucht es Sauerstoff. Deshalb geht zum Beispiel eine Kerze aus, wenn man ein Glas darüber stülpt. Ohne Luft kann sich also keine Flamme entwickeln. Wenn man aber die Aufnahmen der Sonne betrachtet, sieht es wirklich aus, als wäre die ganze Kugel ein einziger Feuerball! Die Flammen, die man auf der Sonne sehen kann, entstehen aber nicht durch einen normalen Verbrennungsprozess, sondern durch Fusion.

Es gibt nämlich verschiedene Wege, auf denen Flammen entstehen können:

  1. 1. Chemische Flammen: Sie brauchen Sauerstoff, um zu brennen (Kerze und Co.).
  2. 2. Nukleare Flammen: Sie entstehen bei einer nuklearen Fusion. Doch was genau ist das nun wieder?

Eine Fusion ist etwas anderes als ein Brand, entwickelt aber auch enorme Energien. Diese entstehen, wenn die Kerne der Atome (Atom: der kleinste Baustein von allem, was fest, flüssig oder gasförmig ist) aufeinandertreffen und miteinander verschmelzen.

Ein Stern wie unsere Sonne benötigt also keinen Sauerstoff, um Hitze und Flammen entstehen zu lassen. Sie entwickelt die Energie sozusagen in sich selbst, weil auf ihr nukleare Fusionen stattfinden. Ein Nebenprodukt dieser unfassbaren Energie ist übrigens das Licht, das die Sonne ausstrahlt – und das wir bei uns auf der Erde sehen können.

Stimmt es, dass die Sonne in ungefähr 6 Milliarden Jahren explodieren wird?


Nein, die Sonne wird nicht in 6 Milliarden Jahren explodieren. Trotzdem kann man die Aussage kaum als gute Nachricht werten, denn das, was laut Astronomen in einigen Milliarden Jahren passieren wird, ist nicht gerade besser. Die Rede ist vom »Roten Riesen«, der letztlich alles Leben auf der Erde vernichten wird.

Laut Berechnungen der Wissenschaftler wird sich in den kommenden circa 6 Milliarden Jahren also Folgendes abspielen:

  • Die Sonne wird zuerst weiter brennen wie bisher. Allerdings wird sie im Laufe der Zeit immer stärker und heller brennen. Grund dafür ist die Kernfusion, die im Inneren der Sonne stattfindet. Dabei verschmilzt Wasserstoff, der sich auf der Sonne befindet, unter einem unfassbaren Druck mithilfe einer Innentemperatur des Planeten von ungefähr 15 Millionen Grad Celsius zu Helium. Eigentlich funktioniert das Ganze wie ein Ofen, der sich immer weiter selbst befeuert. Die immer wieder stattfindende Kernfusion ist dabei das Feuer, das die Sonne immer heller und stärker brennen lässt. Man konnte herausfinden, dass sie, seitdem sie existiert, schon um circa 40 Prozent heller geworden ist.
  • Schon in ungefähr einer Milliarde Jahren hat sich die Sonne dann um weitere 10 Prozent »erhitzt«. Für die Erde hat das zur Folge, dass die Kontinente zu diesem Zeitpunkt bereits nur noch aus Wüste bestehen werden.
  • Nach weiteren zwei Milliarden Jahren ist die Sonne noch heißer geworden, was auf der Erde dazu führt, dass sämtliche Meere verdampfen.
  • Nach den besagten sechs Milliarden Jahren ist auf der Erde schon lange kein Leben mehr und die Sonne hat den Wasserstoff, der die Kernfusion antreibt, verbraucht. Dadurch, dass der »Ofen« im Inneren der Sonne keinen Nachschub mehr bekommt, sinkt auch der Druck. Das hat wiederum zur Folge, dass der Planet letzten Endes sozusagen in sich zusammenstürzt. Doch durch diesen Zusammenbruch wird wieder neue Energie für eine gewaltige Kernfusion frei. Die Sonne bläht sich durch diese enorme Energiezufuhr auf das Hundertfache auf und wird damit zum »Roten Giganten/Riesen«.
  • Durch ihre Ausdehnung wird die Sonne dann zum Beispiel den Merkur in ihre Umlaufbahn ziehen und »auffressen«. Ob die Erde und andere Planeten dasselbe Schicksal ereilen wird, können die Forscher noch nicht genau berechnen. Man könnte sagen, dass das im Grunde auch schon egal wäre, denn jegliche Form von Leben wäre auf der Erde ja schon vorher nicht mehr möglich.
  • Eine Milliarde Jahre später, also in ungefähr sieben Milliarden Jahren, ist die Sonne dann so heiß geworden, dass sie ihre eigene Hülle abstößt. Das passiert mithilfe unglaublich großer Ausbrüche an der Oberfläche, bis am Ende nur noch der kleinste Teil der Sonne übrig ist: der Kern. Er ist dann ungefähr so groß wie die Erde heute. Also im Vergleich zu der davor gigantischen Sonne ein »Ministern«.
  • Nach einigen weiteren Milliarden Jahren wird dann auch dieser Kern verglüht sein und es bleibt nichts weiter als ein kleiner und erkalteter Stern.

Was ist eine Supernova?


Eine Supernova entsteht kurz vor dem Tod eines Sterns. Am Ende ihrer Lebensdauer haben Sterne ihren Brennstoff (siehe Seite 11: Brennt die Sonne?) komplett verbraucht und brechen dann unter ihrem eigenen Gewicht zusammen. Man kann auch sagen, der Stern explodiert. Den riesigen Feuerball, der kurz davor zu sehen ist, nennt man Supernova. Wie bei einem gigantischen Feuerwerk werden die Einzelteile des Sterns ins All versprengt. Aus diesen Bruchstücken können später wieder neue Sterne oder Planeten entstehen. Voraussetzung dafür ist allerdings das Gewicht des Sterns – ist er zu leicht, wie zum Beispiel unsere Sonne, reicht die Energie am Ende seines Lebens nicht aus, um das Lichter-Spektakel im Weltraum zu zünden.

Warum brauchen Raketen bei ihrer Rückkehr zur Erde Hitzeschutzschilder?


Die Erde ist von einer Art unsichtbarer Hülle umgeben, der Erdatmosphäre. Wenn bemannte Shuttles von ihren Reisen aus dem Weltraum zurück auf die Erde kommen, müssen sie und ihre Besatzungen jedes Mal den Moment des Wiedereintrittes in die Atmosphäre der Erde überstehen. Abgesehen davon, dass dieser Vorgang für die Astronauten an Bord nicht gerade zu den ruhigen Phasen einer Reise im All gezählt werden kann, ist auch die Raumfähre selbst hier gewaltigen Kräften ausgesetzt. Die Reibung beim Eintritt in eine Atmosphäre ist so stark, dass der Shuttle anfängt zu glühen. Seine äußere Hülle wird so heiß, dass sie das nur mithilfe von Hitzeschutzschildern überstehen kann.

Aber warum können die Shuttles nicht einfach bremsen, sodass der Übergang in die Atmosphäre langsamer und wesentlich unspektakulärer abläuft? Grundsätzlich wäre das möglich. Natürlich könnten die an Bord befindlichen Antriebe die Geschwindigkeit verringern und somit sozusagen bremsen. Doch dafür würde viel Treibstoff benötigt werden. Dieser ist sehr schwer und alles, was ein Shuttle mit in den Weltraum befördern muss, verbraucht zusätzliche Energie. Man würde also mehr Treibstoff mitführen, um die Rakete bei ihrer Ankunft abzubremsen. Doch um mehr Last zu befördern, wäre wiederum mehr Treibstoff nötig. Man bräuchte also noch mehr Treibstoff, um den zusätzlichen Treibstoff mitnehmen zu können. Deshalb lässt man lieber die Luft die Arbeit erledigen. Sie bremst die Rakete beim Eintritt in die Atmosphäre von selbst ab. Das Einzige, was man dazu benötigt, ist eine feuerfeste Schicht – ein Hitzeschutzschild, das aus extrem leichten Materialien besteht und somit wesentlich energiesparender ist als einige zusätzliche Tonnen Treibstoff.

Können Astronauten eigentlich im All waschen?


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