WELTMODELLE 89940 Mythen und Wissenschaft

WELTMODELLE
Mythen und Wissenschaft
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15 Minuten, Produktionsjahr 2000
DAS ZUKUNFTSMINISTERIUM
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Begleitmaterial zu „Weltmodelle – Mythen und Wissenschaft“
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KOMMENTARTEXT
In der Urzeit hatten die Menschen ihre eigenen Vorstellungen vom Universum. Sie waren voller
Mythen und hatten mit der Wirklichkeit wenig zu tun
Einige glaubten, die Erde werde von sechs Elefanten getragen, die am Rücken einer
Riesenschildkröte stünden.
Andere stellten sich vor, unser Planet sei flach wie eine Scheibe und zur Gänze von Wasser
umgeben. Dieser Stein ist der Überrest einer babylonischen Weltkarte. Er ist stummer Zeuge
einer längst vergangenen Kultur.
Als Erster erkannten ein Grieche vor ca. 3.000 Jahren, dass die Erde keine Scheibe sondern eine
Kugel ist. Aus Beobachtungen mit dem bloßen Auge schloss er richtig auf das uns heute
bekannte Sonnensystem - mit der Sonne im Zentrum, um die sich unser Heimatplanet dreht.
Doch diese Beschreibung galt als gottlos und wurde verworfen.
Die Kirche glaubte, dass Gott im Himmel auf uns Menschen herabsehe und die Erde daher das
Zentrum des Universums sei, um das sich Sonne, Mond und Sterne bewegen. Gegen diese
Lehrmeinung wurde kein Widerspruch geduldet, bis mit der Erfindung des Fernrohrs Anfang des
17. Jahrhunderts neue Entdeckungen möglich wurden.
Die Geräte boten anfangs nur mangelnde Qualität. Trotzdem enthüllten sie Details, die die
Menschen überraschten.
Die Umlaufbahnen der Himmelskörper und ihre Entfernungen konnten jetzt exakt vermessen
werden. Und schon bald fanden sich unwiderlegbare Beweise dafür, dass doch nicht die Erde,
sondern die Sonne im Zentrum sitzt und die Planeten um sie kreisen.
Es wurden immer größere Fernrohre gebaut.
Die optische Qualität verbesserte sich.
Die Astronomen konnten tiefer ins All blicken.
Trotz aller technischen Fortschritte ließen die Geräte aber immer noch nur verschwommene
Abbildungen zu, die mittels Handzeichnungen festgehalten wurden.
Das Aufkommen der Fotografie beschleunigte die Entwicklung der Astronomie. Lange
Belichtungszeiten sammeln mehr Informationen auf dem Film, als das bloße Auge sehen kann.
Die weißen Lichtpunkte entpuppten sich schließlich als farbenfrohe Objekte mit komplexen
Strukturen.
Mitte des 20. Jahrhunderts begann eine neue Ära.
Die Astronomen drangen ins All vor. Sie schossen ihre Instrumente in Erdumlaufbahnen, um
oberhalb der störenden Erdatmosphäre Messungen vorzunehmen.
Die gewonnenen Daten offenbarten einen neuen, ganz anderen Kosmos. Sie machten deutlich,
dass unsere Erde nur eine unbedeutende Rolle in ihm spielt.
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Man erkannte, dass sich im All Dimensionen auftun, die jenseits aller menschlichen Erfahrungen
liegen.
Allein unser Sonnensystem hat schier unglaubliche Ausmaße. Die Entfernung Erde Sonne
beträgt 150 Mio. Kilometer. Eine Strecke, für die Licht etwas mehr als 8 Minuten benötigt.
Der Durchmesser der Sonne ist 100 Mal größer als der der Erde. Sie hat 1000 Mal mehr Masse
als alle neun Planeten zusammen.
Ihr Alter beträgt etwa 4,5 Milliarden Jahre. Entstanden ist sie aus einem Nebel aus Gas und
Staub. Ihre Oberfläche ist daher nicht fest wie die der Erde, sondern gasförmig.
War ursprünglich unsere Erde vom Mittelpunkt der Welt an den Rand des Sonnensystems
gerückt, so gilt längst auch unsere Sonne nicht mehr als Zentrum, sondern nur als ein Stern, der
mit einer großen Zahl weiterer Sterne ein weitläufiges System, die Milchstraße, bildet.
Auch wenn es den Anschein hat, dass wir das schmale Lichtband von außen betrachten, sind wir
doch Teil von ihm. Von seiner Schwerkraft angezogen, umkreisen wir den hellen Kern in einer
Entfernung von etwa 25.000 Lichtjahren.
Der nächste Stern, Proxima Centauri, ist 38 Billionen Kilometer, das sind 38 Millionen Millionen
Kilometer entfernt. Solch astronomische Distanzen werden in Lichtjahren angegeben. Die
Entfernung Proxima Centauri Erde beträgt 4,3 Lichtjahre. Sein Licht benötigt 4 Jahre und 4
Monate, bis es die Erde erreicht.
Er ist kleiner und leuchtschwächer als unsere Sonne und hat eine kühlere Oberfläche. Proxima
Centauri ist ein so genannter Zwergstern.
Er wird von Alpha Centauri, einem Doppelsternsystem, in eine Umlaufbahn gezwungen. Er
umkreist die beiden Sterne in so großer Entfernung, dass er 2 Millionen Jahre braucht, um sie
einmal zu umrunden.
Die Räume zwischen den Sternen sind so gut wie leer. Mit durchschnittlich einem einzigen Atom
pro cm3 gibt es zwar Materie, doch ist sie extrem dünn verteilt. Auf große Distanzen summieren
sich die wenigen Atome jedoch zu einer solchen Dichte, dass sie als Nebel sichtbar werden, wie
im Zentrum der Milchstraße: Dort ist die Materiekonzentration noch höher. Die hellen Gas- und
dunklen Staubwolken in der Scheibe sind so dicht, dass sie den direkten Blick auf das galaktische
Zentrum verdecken.
Alle Himmelskörper sind ständigen und dramatischen Veränderungen unterworfen. Da sich diese
Prozesse über lange Zeiträume erstrecken und in großen Entfernungen ablaufen, können wir sie
von der Erde aus nicht wahrnehmen. Die Objekte wirken daher statisch und unveränderlich.
Aber der Schein trügt. Wie beim Adlernebel. Aus einer Entfernung von 7.000 Lichtjahren wirkt
er klein wie ein Punkt. Doch seine Ausmaße sind riesig. Seine Materie ist großräumig verteilt. An
den Rändern beträgt sein Durchmesser etwa 70 Lichtjahre. Damit ist er über einhunderttausend
Mal größer als unser Sonnensystem.
Sein schwaches Leuchten wird von der Strahlung der Sterne angeregt, die sich in seinem Inneren
befinden. Es sind junge Sterne, die sich erst vor wenigen Millionen Jahren aus seinem Gas
gebildet haben. Ihr ultraviolettes, hochenergetisches Licht ist so intensiv, dass es den Nebel
zerstört. Es frisst sich tief in seine Materieschichten und zersetzt deren molekulare Struktur. So
ist der riesige, höhlenartige Innenraum entstanden.
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Noch sind die Prozesse der Sternentstehung im Adlernebel nicht abgeschlossen. Neben den
bereits fertig gebildeten Himmelsobjekten gibt es eine Vielzahl von Protosternen, die sich im
Frühstadium ihrer Entwicklung befinden. Die meisten von ihnen sitzen in den drei Türmen im
Zentrum.
Nur die größten und hellsten von ihnen machen sich als schwach schimmernde Lichtpunkte
bemerkbar.
Die Protosterne wachsen unaufhaltsam, indem sie mit ihrer Schwerkraft große Mengen des
Materials an sich ziehen, das sich hauptsächlich aus gasförmigem Wasserstoff und mikroskopisch
kleinen Staubpartikeln zusammensetzt. Das ist der Rohstoff, den die Sternenembryos für ihre
Entwicklung brauchen, an deren Ende viele von ihnen solch gigantische Ausmaße besitzen
werden wie unsere Sonne.
Während sie zu immer größeren Gaskugeln heranwachsen, fressen sie die Türme von innen her
auf.
Diese Prozesse gehen langsam vor sich, denn jeder der Türme hat das Ausmaß von etwa einem
Lichtjahr und besitzt große Mengen an Gas und Staub.
Von außen sind die Nebel der aggressiven Strahlung der fertigen Sterne ausgesetzt. Obwohl sie
mehrere Lichtjahre weit entfernt sind, ist ihr Licht so energiereich, dass es die äußeren Schichten
der bizarr geformten Molekülwolken aufheizt: das bewirkt, dass der Wasserstoff seine
Verbindung mit dem Staub löst und verdampft.
Bis sich die Protosterne fertig gebildet haben, dauert es noch mehrere Millionen Jahre. Sie
befinden sich heute in jener Frühphase, die unsere Sonne vor etwa 4,5 Milliarden Jahren
durchlaufen hat.
Die Milchstraße ist eine Spiralgalaxie. Sie besteht aus 100 Milliarden Sternen. Ihr Durchmesser
beträgt 100.000 Lichtjahre. Das System rotiert mit 220 Kilometer pro Sekunde.
Jeder Lichtpunkt außerhalb unserer Milchstraße ist eine weitere Galaxie. Jede von ihnen umfasst
ebenfalls Hundert Milliarden Sterne und mehr. Heute schätzen wir die Zahl der Galaxien im
gesamten Universum auf über 100 Milliarden. 100 Milliarden Galaxien mal 100 Milliarden Sterne.
Wo die Grenzen des Kosmos tatsächlich liegen, wissen wir noch nicht.
Abspann:
Buch und Regie:
Gerald Kargl
Wissenschaftliche Beratung:
Dr. Jörg Colberg
Max-Planck-Institut, Garching
Univ. Prof. Dr. Hans Michael Maitzen
Univ. Prof. Dr. Maria Gertrude Firneis
Dr. Hans Göbel
Institut für Astronomie
Universitäts-Sternwarte Wien
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Didaktische Beratung:
Prof. Mag. Hertha Craigher
Redaktion:
Mag. Walter Olensky
Animationen:
k-Effects
Digital Matte Paintings: Robert Kriegler
CG Supervisor: Ron Moreland
Artistic Consultation Services – re: Sources
Archivmaterial:
NASA Johnson Space Center
Space Telescope Science Institute
Hubble Heritage Project
Yuuji Kitahara
Gerald Rheemann
Prof. Mag. Wolfgang Wöss
European Southern Observatory
Very Large Telescope
National Optical Astronomy Observatories
National Science Foundation
Archivsuche:
Reinhard Lomberger
Angelika Romauch
Photografische Reproduktion:
Karl Pany
Schnitt:
Robert Oberbichler
Michael Goles
Musik:
Hermann Langschwert
Gerald Kargl
Sound Design:
Tonstudio Saturn
Sprecher:
Rolf Schult
Hergestellt von
Gerald Kargl Ges.m.b.H. Filmproduktion, Vienna
Im Auftrag des
Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft und Kultur
© 2000
ENDE
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1) Was weißt die über die früheren Vorstellungen der Menschen bezüglich des
Universums?
Bevor ich den Film gesehen habe:
Nachdem ich den Film gesehen habe:
2) Wann erkannte man erstmals, dass die Erde eine Kugel ist, und dass die Sonne im
Zentrum steht?
Bevor ich den Film gesehen habe:
Nachdem ich den Film gesehen habe:
3) Was konnte man am Anfang des 17. Jahrhunderts mit Hilfe des Fernrohrs erkennen?
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4) Welchen Vorteil brachte die Entwicklung der Fotografie?
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5) Welchen weiteren Vorteil brachte die Entwicklung der Raumfahrt?
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6) Wie lange braucht das Licht von der Sonne zur Erde?
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7) Die Entfernung Sonne – Erde beträgt daher
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8) Welchem Himmelsobjekt gehört unser Sonnensystem an?
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9) Welche Entfernung (in Lichtjahren) hat der sonnennächste Stern?
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10) Wie dicht ist die Materie zwischen den Sternen?
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11) Warum wirken Sterne und Galaxien statisch und unveränderlich?
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12) Wie weit ist der Adlernebel entfernt?
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13) Wie groß ist der Durchmesser des Adlernebels?
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14) Vergleiche die Größe des Adlernebels mit der unseres Sonnensystems.
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15) Wie entsteht das Leuchten des Adlernebels?
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16) Wie wächst ein Protostern?
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17) Vor wie vielen Jahren hatte die Sonne ihre Frühphase?
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18) Welche Form hat unsere Milchstraße?
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19) Wie viele Sterne gibt es in unserer Milchstraße?
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20) Welchen Durchmesser hat unsere Milchstraße?
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21) Vergleiche den Durchmesser unserer Milchstraße mit dem des Adlernebels.
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22) Wie bewegt sich unsere Milchstraße?
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23) Wie viele Galaxien gibt es?
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(mit Antworten)
1) Was weißt die über die früheren Vorstellungen der Menschen bezüglich des
Universums?
Bevor ich den Film gesehen habe:
Nachdem ich den Film gesehen habe:
2) Wann erkannte man erstmals, dass die Erde eine Kugel ist, und dass die Sonne im
Zentrum steht?
Bevor ich den Film gesehen habe:
Nachdem ich den Film gesehen habe:
3) Was konnte man am Anfang des 17. Jahrhunderts mit Hilfe des Fernrohrs erkennen?
Planeten bewegen sich um die im Zentrum stehende Sonne
4) Welchen Vorteil brachte die Entwicklung der Fotografie?
Man konnte mehr Information sammeln.
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5) Welchen weiteren Vorteil brachte die Entwicklung der Raumfahrt?
Messungen oberhalb der störenden Erdatmosphäre
6) Wie lange braucht das Licht von der Sonne zur Erde?
ca. 8 Minuten
7) Die Entfernung Sonne – Erde beträgt daher
8 Lichtminuten.
8) Welchem Himmelsobjekt gehört unser Sonnensystem an?
der Milchstraße
9) Welche Entfernung (in Lichtjahren) hat der sonnennächste Stern?
4,3 Lichtjahre
10) Wie dicht ist die Materie zwischen den Sternen?
ca. 1 Atom/cm³
11) Warum wirken Sterne und Galaxien statisch und unveränderlich?
Prozesse erstrecken sich über lange Zeiträume
12) Wie weit ist der Adlernebel entfernt?
7000 Lichtjahre
13) Wie groß ist der Durchmesser des Adlernebels?
70 Lichtjahre
14) Vergleiche die Größe des Adlernebels mit der unseres Sonnensystems.
Der Adlernebel ist 100 000 mal größer als unser
Sonnensystem.
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15) Wie entsteht das Leuchten des Adlernebels?
durch das Leuchten junger Sterne in seinem Inneren
16) Wie wächst ein Protostern?
durch die Anziehung von Wasserstoff (H 2) und Staub
17) Vor wie vielen Jahren hatte die Sonne ihre Frühphase?
vor ca. 4,5 Milliarden Jahren
18) Welche Form hat unsere Milchstraße?
Sie ist eine Spiralgalaxie.
19) Wie viele Sterne gibt es in unserer Milchstraße?
ca. 100
Milliarden Sterne (10 11 Sterne)
20) Welchen Durchmesser hat unsere Milchstraße?
ca. 100 000 Lichtjahre
21) Vergleiche den Durchmesser unserer Milchstraße mit dem des Adlernebels.
Milchstraße ca. 1500 mal so groß wie Adlernebel
22) Wie bewegt sich unsere Milchstraße?
Sie rotiert mit ca. 220km/s.
23) Wie viele Galaxien gibt es?
ca. 100 Milliarden (10 11 Galaxien)
(erstellt von Prof. Mag. Hertha Craigher)
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