Literaturquellen
hierzu von Werner Heisenberg: Über quantentheoretische Umdeutung kinematischer und mechanischer Beziehungen (1925); Die physikalischen Prinzipien der Quantentheorie (1930); Wandlungen in den Grundlagen der Naturwissenschaft (1935).
2) Quark-Ära(10-43s bis 10-7s) |
(I) Geschlossener, elliptischer Raum. Die Expansion führt zu einer bestimmten Zeit zu einem maximalen Weltradius. Darauf geht die Expansion in Kontraktion über. Sie endet u.U. in einem Big Crunch. |
(II) Euklidischer, parabolischer Raum. Die Expansionsgeschwindigkeit nimmt ab und strebt in unendlich ferner Zeit dem Wert Null zu. Der Weltradius erreicht dann einen endlichen Wert. |
(III) Offener, hyperbolischer Raum. Die zunächst sehr rasche Expansion wird zwar in ferner Zukunft etwas langsamer, hört aber niemals auf. Der Weltradius geht gegen unendlich. |
Welcher der 4 Fälle ist wahrscheinlicher? |
Welcher Fall vorliegt, geht aus der mittleren Materiedichte im Universum hervor, die oberhalb (I), gleich (II), unterhalb (III) oder aber sogar unabhängig von (IV) der kritischen Dichte sein kann. Diese kritische Dichte beträgt (unter der Annahme einer Hubble-Konstante von 75, falls es eine solche Konstante überhaupt gibt): 10-29g/cm3. So wäre bei einer höheren Dichte der I. Fall, bei einer der kritischen Dichte entsprechenden Dichte der II. Fall, bei einer niedrigeren Dichte der III. Fall und bei einer völligen Unabhängigkeit von der Dichte der IV. Fall erfüllt. Für den IV. Fall spricht, daß die Expansion des Universums in immer rascherem Tempo fortgesetzt wird, daß die Dichte der Materie dabei egal ist, obwohl es schon merkwürdig ist, wenn die Expansion so stark beschleunigt wird, daß sie dabei sogar immer mehr Energie gewinnt - vergleichbar z.B. mit einer Bombe, die bei ihrer Explosion sogar noch an Energie gewinnt, also immer mehr explodiert. (Eine interessante Variante ist auch die Theorie vom Großen Rückprall bzw. Big Bounce von H.-J. Blome und W. Priester, gemäß der es keinen Urknall gab, sondern ein bereits expandiertes materiefreies Universum sei zu einem Minmimaldurchmesser geschrumpft, danach sei durch Quantenfluktuationen [] auch die Materie entstanden und das Universum wieder expandiert, das in Zukunft wieder materiefrei sein werde [und sehr wahrscheinlich dann auch wieder schrumpfen werde u.s.w. u.s.w. u.s.w. - ein Kreislauf] - diese Theorie erfordert einen positiven Wert für die kosmologische Konstante und ein Weltalter von rund 32 Milliarden Jahren). Für ein offenes Univerum, wie es der III. Fall vorsieht, spricht vor allem, daß der beobachtbare Wert für die mittlere Materiedichte bei 10-30g/cm3 liegt - das ist rund 1/10 der kritischen Dichte. Doch dürfte es eine größere Menge unsichtbarer Massen geben; dann ist unser Universum näher am II. Fall oder vielleicht sogar mit ihm identisch. Vermutlich hat die Inflation des Universums 10-35s nach dem Urknall diese Glättung in einen euklidischen Raum bewerkstelligt. (). Weil ja alle diese kosmologischen Theorien von der glatten und ziemlich flachen Raumzeit ausgehen, zerbrechen sie am Urknall, denn anfangs muß die Krümmung der Raumzeit unendlich gewesen sein, und eine Raumzeit mit unendlicher Krümmung ist eben nicht oder nur schwerlich als ziemlich flach zu bezeichnen. Alle diese kosmologischen Theorien scheitern an Anfang und Ende. Gegenwärtig weiß also niemand etwas über Anfang und Ende des Universums, noch nicht einmal, ob das Universum überhaupt zu Ende gehen wird, ob es endlich oder unendlich ist. Erstaunlich ist aber, daß die mittlerer Dichte des Universums doch ziemlich nahe an der kritischen Dichte liegt. Es könnte ja eine sehr viel stärkere Abweichung vorliegen. In dem Fall käme es aber nicht zur Entstehung von Sternen und Planeten. Wäre die Dichte deutlich größer, so würde die Expansion des Universums so schnell in eine Kontraktion übergehen, daß die Zeit zur Entstehung von Sternen nicht ausreicht. Wäre die Dichte deutlich kleiner, so würde die Expansion fast ungebremst vor sich gehen. Die ohnedies dünnen Materiewolken würden sich so schnell zerstreuen, daß es ebenfalls nicht zur Bildung von Sternen kommt. (). Diese Antworten sind also falsch. Eine richtige Antwort ergibt sich wohl nur dann, wenn man auch bedenkt, daß Quantenfluktuationen im Vakuum bei der Bildung eines Universums ganz unterschiedliche Ergebnisse liefern (), und daß es |
(a) unzählige Universen mit unterschiedlichen Materiedichten und anderen physikalischen Daten gibt (), und |
(b) wir deswegen in diesem Universum leben, weil es physikalisch günstige Ausgangsbedingungen zur Bildung von Sternen lieferte. |
Gibt es andere wichtige Vorhersagen? |
Was wird aus dem werden, was das Universum beinhaltet? |
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Weil für unser Universum gilt, daß ein sehr dichter Anfangszustand auch mit sehr hohen Temperaturen einhergehen muß, war also der Beginn des Kosmos ein dichter, heißer Feuerball, und sein Licht, gleichsam als Nachhall des Urknalls (), erfüllt noch heute als schwaches Raunen langwelliger Strahlung den Raum. Es existieren drei tragende Pfeiler für den Nachweis der Urknall-Theorie: die Messung der Galaxienflucht, die Übereinstimmungen der vorhergesagten Heliumhäufigkeit mit der tatsächlich beobachteten, der Nachweis der kosmischen Hintergrundstrahlung (). Bei Rauschpegelmessungen an einem Radioteleskop wurde die kosmische Hintergrundstrahlung 1964/65 entdeckt, die Vermessung des Rauschens danach fortgesetzt und daraus die Temperatur des Strahlungshintergrundes errechnet: -270,5 Grad = 2,7 Grad über dem absoluten Nullpunkt (= -273,2 Grad). Seitdem ist die Mehrheit der Astronomen vom Urknall überzeugt. Aus der Rate der Expansion - der Radius des Universums dürfte etwa 18 Miliarden Lichtjahre betragen () - läßt sich zurückrechnen, daß die Welt vor ca. 18 Miliarden Jahren ihren Beginn genommen hat. Und durch den Doppler-Effekt ** bei fernen Galaxien war ja die Expansion des Universums tatsächlich gefunden worden (vgl. Hubble-Effekt **). Aus der heutigen Temperatur der Hintergrundstrahlung lassen sich die physikalischen Bedingungen in den ersten Jahren, Minuten oder gar Sekunden des Kosmos ermitteln. Je jünger und kleiner das Universum, desto größer die Temperatur und die Energie. In dem Maße, in dem die Größe des Universums zunahm, verringerten sich die Temperatur und die Energie. Je weiter man in die Vergangenheit zurückrechnet, desto höher wird die Temperatur der Strahlung und desto größer die Energie der der Strahlungsquanten, der Photonen.Feuerwand Bei den hohen Temperaturen, die noch bei den ersten Kernfusionsprozessen (Nukleosynthesen) während der Strahlungs-Ära (auch Plasma-Ära genannt) herrschten, konnten sich noch keine Elektronenhüllen um die Atomkerne bilden. Jedes Elektron, das von einem Kern eingefangen wurde, konnte sofort wieder von einem hochenergetischen Strahlungsteilchen befreit werden. (). Die Materie war also zu der Zeit vollständig ionisiert (), sie bildete ein Plasma (), in dem die Elektronen sich frei bewegen konnten. Erst ca. 300000 Jahre nach dem Urknall fiel die Temperatur der Strahlung unter 3000 Grad, und da reichte die Energie der Photonen plötzlich nicht mehr aus, um Wasserstoff zu ionisieren. Aus Kernen und Elektronen konnten sich endlich vollständige Atome bilden. Und noch etwas geschah zu dieser Zeit: das Weltall wurde durchsichtig! Erst nach dem Verschwinden der frei umherschwirrenden Elektronen konnte sich die Strahlung im All ungehindert ausbreiten. Wenn also die Astronomen in die Vergangenheit schauen, können sie nur diesseits der Feuerwand etwas sichtbar erkennen, denn jenseits der Feuerwand ist ihnen die Sicht versperrt, ist das Weltall undurchsichtig. Die Feuerwand selbst ist wahrnembar, ihre Strahlung ist nämlich die kosmische Hintergrundstrahlung () ! Wer sie beobachtet, blickt zurück in eine Zeit, in der das Weltall ca. 300000 Jahre alt war und nur ein Tausendstel seiner heutigen Größe hatte. Laut Urknall-Theorie () hat die damals befreite, seither abgekühlte, den Raum durcheilende Strahlung ein ganz bestimmtes Spektrum, nämlich das der sogenannten Hohlraumstrahlung (oder: Strahlung Schwarzer Körper), denn eine solche Strahlung tritt - daher der Name - unter den idealisierten Bedingungen eines völlig isolierten Hohlraums auf, dessen Wände schwarz sind und eine konstante Temperatur haben. Im November 1989 bewies der Cosmic Background Explorer (Cobe) die perfekte Übereinstimmung der Hohlraumstrahlung mit dem Spektrum der Hintergrundstrahlung. Selbst im Labor läßt sich kein exakteres Spektrum eines Schwarzen Körpers herstellen. Die genaue Temperatur des Strahlungshintergrunds wurde von Cobe auf 2,726 Kelvin bestimmt, mit einer Unsicherheit von nur 0,005 Grad! Cobes Bilder zeigen, daß die Hintergrundstrahlung aus allen Richtungen kommt, also isotrop ist. Die Schwankungen der Temperatur betragen weniger als 0,001 Prozent. Doch gerade so winzige Abweichungen von der perfekten Gleichmäßigkeit interessieren die Kosmologen besonders. Gegenüber dem kosmologischen Strahlungsfeld ist der irdische Beobachter in ständiger Bewegung: die Erde kreist um die Sonne, die Sonne um das Zentrum der Milchstraße, und die Milchstraße bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit durch das All. Durch den Doppler-Effekt ** erscheint die kosmische Hintergrundstrahlung deshalb in Bewegungsrichtung kurzwelliger (wärmer), in der Gegenrichtung langwelliger (kühler). Unter Abzug aller bekannten Bewegungen läßt sich aus der winzigen Asymmetrie errechnen, daß unsere lokale Galaxiengruppe () sich mit 630 km/h bewegt, und zwar in Richtung des Sternbildes Centaurus (14 h, südlicher Sternhimmel). Dort befindet sich eine gewaltige Ansammlung von Galaxien, die unsere Galaxis anzieht und deshalb Großer Attraktor genannt wird. Der Hauptstern im Sternbild Centaurus ist Alpha Centauri (). Er ist mit 4,3 Lichtjahren unser nächster Stern. Allerdings besteht er aus drei Komponenten: A, B, C, und C steht uns ein kelin wenig näher als das A-B-Paar, weshalb C auch Proxima Centauri heißt. Wir bewegen uns also in Richtung Centaurus, und das wissen wir dank der strahlenden Feuerwand (vgl. Abbildung ). |
Alles AusdehnungUnser All expandiert. Es war der Deutsche Carl Wilhelm Wirtz, der zuerst behauptete, daß der Raum selbst sich ausdehnt und nicht die Galaxien vor unserer Galaxie als der Zentralgalaxie des Universums fliehen, wie z.B. vor allem Edwin Powell Hubble und Vesto M. Slipher meinten, denn sie glaubten, unsere Galaxie sei der Mittelpunkt des Universums. Slipher stieß aber 1923 auf den Befund, daß sich von 41 nahen Spiralgalaxien 36 von uns fort und lediglich 5 auf uns zu bewegen. Bald darauf gelang es Howard Robertson, aufgrund von Sliphers Messungen und weiteren, sehr genauen Entfernungsbestimmungen von Hubble, zu zeigen, daß die Rotverschiebung gleichmäßig mit der Entfernung zunimmt - genau wie bei einer Expansion des Raumes zu erwarten ist. Hubble untermauerte dies ein Jahr später mit neuen Messungen - und heimste schließlich alle Lorbeeren ein: Hubblesches Gesetz heißt der Zusammenhang zwischen Entfernung und Rotverschiebung heute. Robertsons Fehler war, daß er seine Ergebnisse in einer von Astronomen wenig gelesenen Physik-Zeitschrift publiziert hatte und nicht, wie Hubble, in einer Astronomie-Zeitschrift. |
Für die Klassifikation
der Galaxien ist die von E. P. Hubble **
(1889-1953) eingeführte auch heute noch am bekanntesten. Hier gibt es zunächst
die normalen Spiralnebel mit dem Buchstabensymbol S. Ein angehängter
Buchstabe a, b oder c weist darauf hin, in
welcher Weise die Spiralarme und der Kern des Systems ausgebildet sind (Sa, Sb,
Sc). |
Es
gibt allerdings einige Vorbehalte gegenüber dieser Statistik, wie im Text
bereits erwähnt! |
Galaxien-Statistik: |
Ellipsen (E) | 18 % |
Normale
Spiralen (S) (Sa 15 %) (Sb 20 %) (Sc (28 %) | 63 % |
Balkenförmige
Spiralen (SB) (SBa 4 %) (SBb 5 %) (SBc 6 %) | 15 % |
Irreguläre Nebel (Ir) | 4 % |
Galaxienhaufen |
Die bedeutendsten Mitglieder unserer lokalen Gruppe (Nebelgruppe) | ||||
Name des Systems | Typ | Entfernung | Durchmesser | Rg in km/s |
Milchstraße | Sb | 100 000 Lj. | ||
Große Magellansche Wolke | Ir oder SBc | 165 000 Lj. | 21 000 Lj | + 280 |
Kleine Magellansche Wolke | Ir | 165 000 Lj. | 9 500 Lj. | + 167 |
Draco-System | E | 195 000 Lj. | 1 000 Lj. | - |
Ursa-Minor-System | E | 260 000 Lj. | 1 000 Lj. | - |
Sculptor-System | E | 360 000 Lj. | 2 300 Lj. | - |
Ursa-Maior-System | E | 390 000 Lj. | - | |
Sextans C | E | 460 000 Lj. | - | |
Pegasus-System | E | 550 000 Lj. | - | |
Fornax-System | E | 750 000 Lj. | 5 200 Lj. | + 40 |
Leo-II-System | E1 | 750 000 Lj. | 1 000 Lj. | - |
Leo-I-System | E4 | 750 000 Lj. | 2 000 Lj. | - |
NGC 6822 | Ir | 1 600 000 Lj. | 6 800 Lj. | - 40 |
IC 1613 | Ir | 2 150 000 Lj. | 6 500 Lj. | - 240 |
Andromeda-Nebel (M 31) | Sb | 2 250 000 Lj. | 150 000 Lj. | - 270 |
NGC 185 | E3 | 2 250 000 Lj. | 3 300 Lj. | - 340 |
NGC 147 | E5 | 2 250 000 Lj. | 3 300 Lj. | - |
Dreiecksnebel (M 33) | Sc | 2 350 000 Lj. | 45 00 Lj. | - 190 |
Wolf-Lundmark-System | Ir | 2 800 000 Lj. | 4 200 Lj. | - 80 |
Sextars A | Ir | 3 260 000 Lj. | 4 900 Lj. | - |
Leo-III-System | Ir | 3 600 000 Lj. | - | |
Ic 10 | SB | 4 100 000 Lj. | 4 200 Lj. | - |
Rg
= Radialgeschwindigkeit (Geschwindigkeit eines Himmelskörpers längs
der Sehlinie zur Erde): + (positiv) bedeutet, daß das Gestirn sich von uns weg bewegt (Rotverscheibung); - (negativ) bedeutet, daß das Gestirn sich auf uns zu bewegt (Blauverschiebung). Vgl. Doppler-Effekt ** |
Milchstraße (Galaxis) |
Einige Daten zur Milchstraße | Lebensgürtel |
Gesamtmasse | Durchmesser | Mittlere Dichte | Halo-Durchmesser | |
200 Milliarden Sonnenmassen | 100 000 Lichtjahre | 0,1 Sonnenmassen pro Kubikparsec | 160 000 Lichtjahre | |
Dicke
im Kernbereich | Dicke
im Außenbereich | Offene Sternhaufen | Kugel- Sternhaufen | |
16 000 Lichtjahre | 3 000 Lichtjahre | 15 000 (geschätzt) | 200
bis 2 000 (geschätzt) | |
Assoziationen | Distanz GZ-S | Distanz GE-S | Alter | |
ca. 700 (geschätzt) | 28 000 Lichtjahre | 45 Lichtjahre | 10
bis 14 Milliarden Jahre | |
Geschwindigkeit beim Umlauf | Dauer eines Umlaufs ums Zentrum | Mittlere Distanz zwischen den Spiralarmen | ||
z.B. der Sonne: 225 km/s | z.B. der Sonne: 237 Millionen Jahre | 4 000 Lichtjahre |
Galaktische
Koordinaten |
Diese Koordinaten beziehen sich auf die Ebene der Milchstraße (Galaxis) als Äquator. sie werden in galaktischer Länge und Breite angegeben. |
Der Nullpunkt für die Zählung der Länge ist die Richtung zum galaktischen Zentrum im Sternbild Schütze bei 28°55' (1950.0) bzw. 17h42m4. |
Vom galaktischen Zentrum aus wird sie weiter Richtung Norden von 0° bis 360° gezählt. Das sogenannte alte System hatte seinen Nullpunkt beim Schnittpunkt des galaktischen Äquators mit dem Himmelsäquator (l=33°) |
Galaktisches Zentrum |
Schütze |
**) Oppenheimer-Volkoff-Grenze Bezeichnung der oberen Massengrenze für einen Neutronenstern (= hauptsächlich aus Neutronen bestehender Stern, der am Ende seiner Entwicklung steht). Oberhalb von etwa 3 Sonnenmassen (999 000 Erdmassen bzw. 3000 Jupitermassen) reicht der Elektronen- und Neutronendruck nicht mehr aus, einen solchen Stern stabil zu halten. In einem Gravitationskollaps stürzt das Objekt zu einem Schwarzen Loch zusammen.
Der Radius eines extrem dichten Körpers, an dessen Oberfläche die Fluchtgeschwindigkeit gleich der Lichtgeschwindigkeit ist (). Derartige extreme Zustände können bei einem Schwarzen Loch auftreten. Die Oberfläche wird als Ereignishorizont bezeichnet (). Der Schwarzschild-Radius beträgt 2 G M / c². Dabei ist G die Gravitationskonstante, M die Masse und c die Lichtgeschwindigkeit. Für unsere Sonne würde der Schwarzschild-Radius 2,9 km, für die Erde 0,9 cm betragen, falls diese Körper zu einem Schwarzen Loch degenerieren könnten. Allerdings dürften sich solche massearmen Körper wohl nicht in ein Schwarzes Loch verwandeln. |
Die oft superdichten Kerne der Galaxien, besonders die der Quasare (punktförmig erscheinende Objekte mit meist starker Radiostrahlung) und aller sogenannter aktiven Galaxien dürften vermutlich aus Schwarzen Löchern von vielen Mio. Sonnenmassen bestehen. Derartige Riesenmonster hätten demzufolge - gerechnet bis zum Schwarzschild-Radius ** - nahezu die Ausdehnung unseres Planetensystems und eine Dichte, die in der Nähe von 1 g/cm³ liegt!
Schwarze Löcher können sich auch wieder auflösen. Möglicherweise gibt es auch restliche Schwarze Löcher aus den Anfängen unseres Universums, die im Laufe der Zeit wieder zerfallen. In der Theorie könnten Schwarze Löcher über eine oder mehrere Einstein-Rosen-Brücken (Wurmlöcher) mit anderen Schwarzen Löchern (bzw. Weißen Löchern) zwei verschiedene, weit entfernte Teile unseres Universums oder zwei ganz verschiedene Universen verbinden. Ob es aber diese Brücken in der Realität gibt, entzieht sich unserer Erkenntnis. Es ist auch schwer vorstellbar, daß diese Brücken für Zeit- und Raumreisen im großen Stil nutzbar gemacht werden können. Theoretisch aber ist dies möglich.
Der endlose Raum - ist er angefüllt von ineinander verschachtelten und hierarchisierten Universen, die blasenförmig strukturiert sind? Ist der (selbstproduzierende) Kosmos ein Verzweigungsbaum eines Geflechts inflationärer Blasen, wobei jede Blase einem Urknallsystem entspricht?
Denn: Es widerspricht nicht den gängigen Theorien über die Entstehung des Universums, daß sich aus dem Quantenschaum des Vakuums fortwährend Blasen abschnüren, die zu neuen Universen expandieren. (). Jedem dieser Universen liegen vermutlich andere Anfangsbedingungen zugrunde, und in jedem bestimmen andere Gesetzmäßigkeiten und Naturkonstanten die Entwicklungsgeschichte. Bei einer riesigen, vielleicht sogar unendlichen Anzahl von Paralleluniversen muß zwangsläufig auch eines dabei sein, dessen Feinabstimmung der Parameter genau der unseren entspricht. Da wir jedoch prinzipiell nicht über den Rand unserer Blase hinaussehen können - und in Anbetracht der andersartigen Gesetzmäßigkeiten -, werden wir über diese Universen leider nie etwas in Erfahrung bringen. Vielleicht muß man analog zur biologischen Evolution die spezielle Einstellung der Parameter unseres Universums als das Ergebnis einer Evolution der Naturkonstanten betrachten: Aus einem Universum könnten »Tochteruniversen« hervorgehen, wobei sich die Naturkonstanten leicht verändert vererben. Universen mit »schlechten Genen«, zum Beispiel einer zu großen Gravitationskonstante, würden schnell wieder kollabieren, von der Bühne verschwinden und aussterben. Andere mit »besseren Genen« würden sich weiter »fortpflanzen«. Wie in der Biologie würden schließlich die Arten dominieren, welche die größte Anzahl von Nachkommen hervorbringen. Doch wie soll man sich den Mechanismus der Fortpflanzung bei einem Universum vorstellen? Der Quantenphysiker Lee Smolin glaubt die Lösung in der Entstehung Schwarzer Löcher am Ende des Lebens massereicher Sterne gefunden zu haben. Seiner Meinung nach sind die Zustände in einem Schwarzen Loch nicht von denen des Urknalls zu unterscheiden. In beiden Fällen handelt es sich um eine Singularität, einen Zustand extremer Dichte, Temperatur und Energie. Könnte es aufgrund dieser Analogie nicht sein, daß hinter dem Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs ein neues Universum entsteht? Smolin hält es für möglich. Wenn die Parameter des neuen Universums die Bildung von Sternen begünstigen, wird es viele neue Schwarze Löcher hervorbringen und sich weiter fortpflanzen, andernfalls aber aussterben. Anders ausgedrückt: Nur Parameterkombinationen, die zahlreiche Sterne hervorbringen, werden auch zahlreiche Nachkommen haben. Das entspricht dem Prinzip der Evolution und Auslese, wie wir es aus der Biologie kennen, nur daß hier die Naturkonstanten die Rolle der Gene übernehmen. Laut dieser Hypothese wäre eine Vielfalt von Universen möglich, die unentwegt neue Sterne hervorbringt, welche sich weiterentwickeln, zu Schwarzen Löchern kollabieren und wiederum neue Universen entstehen lassen. Die Sternentwicklung wird zwar aufgrund der jeweiligen Parameterwerte jedesmal etwas anders verlaufen, aber es ist nur eine Frage der Zeit, bis irgendwann einmal ein Universum auftaucht, dessen Naturkonstanten die Bildung von Elementen, Molekülen und schließlich auch die Existenz von Leben ermöglichen, ein Universum mit »unseren« Naturkonstanten. Damit wäre die Entstehung von Leben auch auf der kosmischen Ebene das zwangsläufige Ergebnis einer langen natürlichen Entwicklungsreihe. Weder der Zufall noch eine übergeordnete Macht hätten dem Leben auf die Beine geholfen, sondern dies wäre einer Reihe physikalisch bedingter Ausleseprozesse zu verdanken gewesen. Und was ist mit den vielen anderen Universen ? Unter ihnen gäbe es sicher einige, die unserem Universum sehr ähnlich wären, vielleicht auch mit einer gleichartigen Form von Leben. Leider werden wir nie erfahren, wie das »Parallel-Leben« aussieht, geschweige denn, was sich wirklich in einem Schwarzen Loch abspielt oder beim Urknall geschah. (Harald Lesch, Big Bang, zweiter Akt, 2003, S. 401-403).
Das
elektromagnetische Spektrum reicht also von den unendlich kurzen Wellen der kosmischen
Strahlung bis zu den unendlich langen Wellen.
Nanometer Je
kürzer eine elektromagnetische Welle, desto stärker die Wirkung der
Strahlung. Bei den längeren Wellen wird meistens die Frequenz angegeben -
schwingt die Welle pro Sekunde z.B. nur einmal, so schwingt sie mit einem Hertz
(1 Hz). Bei den kürzeren Wellen wird meistens die Energie angegeben, die
ein Strahlungsteilchen (sprich: Photon) transportiert; diese Energie ist nämlich
gleich der Frequenz der Strahlung multipliziert mit der vom deutschen Physiker
Max Planck **
entdeckten Naturkonstante, dem Planckschen Wirkungsquantum ().
Als Energieeinheit benutzt man das Elektronenvolt (eV).Spektralklassen, Spektraltypen, Leuchtkraftklassen und absolute visuelle Helligkeiten der Sterne
Der Mond ist fast ebenso alt wie die Erde und dürfte kurz nach seiner Geburt der Erde fast 20mal näher gestanden haben als heute (384403 km), da er sich seitdem von unserem Heimatplaneten entfernt. (Heute z.B. mit fast 4 cm pro Jahr). Der Mond könnte nach dem Zusammenstoß eines anderen jungen Planeten (Orpheus) mit der jungen Erde (Protoerde) gebildet worden sein, und zwar zu einer Zeit, in der sich im Innern der beiden jungen Planeten bereits eine Differentiation vollzog: das schwere Material sank zum Zentrum ab, das leichtere Material stieg auf. Die Kollision riß die äußeren, leichteren Schichten, den Mantel und die Kruste, beider Planeten auf. Ein Teil des weggerissenen Materials sammelte sich darauf in Gestalt unseres Mondes. Das schwere Material des fremden Planeten (Orpheus) sank dagegen zum Erdkern und vereinigte sich mit diesem. Eine solche Theorie wird jedenfalls auch von Computerimulationen unterstützt: So gesehen brachten vor etwa 4,6 Milliarden Jahren die Kollision der beiden Planeten und im weiteren Verlauf die Bildung des Mondes der Erde ein ungeheures Ungleichgewicht und beendeten erst einmal das bereits existierende primitive Leben, es sei denn, daß das Leben erst durch eben diese Kollison entstanden ist (), durch die unser Planet zur Hölle auf Erden wurde: Vulkane spuckten Feuer, die Erde kochte, die Lavaströme füllten Ozeane. Unser Mond wäre nicht entstanden, sondern von den Gezeitenkräften zerissen worden, wenn er sich nicht außerhalb, sondern innerhalb der sogenannten Roche-Grenze (2,9 Erdradien = ca. 18500 km) befunden hätte. (Ist z.B. die Dichte des umlaufenden Körpers gleich der des Zentralkörpers, dann liegt die Roche-Grenze beim 2,456fachen des Radius des Zentralkörpers). Unser Mond hätte die für sein Überleben notwendige Roche-Grenze von 2.9 Erdradien nicht erreicht, wenn z.B. zuvor bei der Kollision der Planet Orpheus im rechten Winkel auf die Erde eingeschlagen wäre. Aber durch Zufall oder Schicksal entstand der Mond eben doch außerhalb der Roche-Grenze und wurde deshalb eben nicht von den Gezeitenkräften zerissen, um dann als Erdring (vergleichbar mit anderen Planetenringen) noch einige Zeit zu bestehen und anschließend von der Erde wieder vereinnahmt zu werden. Also betrug nach der Kollision die Entfernung des Mondes zur Erde mindestens 18500 km! Durch die Anziehungskraft des Mondes, die anfangs etwa 4000mal stärker war als heute, wurden sogar Geröll und Magma den Gezeiten unterworfen. In den Meeren bildeten sich gigantische Flutwellen. Im Laufe der folgenden 4,5 Milliarden Jahre kühlte sich die Erde langsam ab, sie beruhigte sich - die anfänglich gewaltigen Gezeitenkräfte führten dazu, daß sich der Mond schnell von der Erde entfernte, während gleichzeitig die Eigendrehungen beider Körper immer langsamer wurden. Unser Tag verlängerte sich von 4 auf 24 Stunden. Die Gezeitenkräfte führen auch heute noch zu einer ständigen, wenn auch geringen, Verlangsamung der Eigendrehungen und zu einer zunehmenden Entfernung des Mondes von der Erde. Genau gesagt: wegen der Wechselwirkung der Gezeiten zwischen Erde und Mond verringert sich der Eigendrehimpuls der Erde, so daß die Tage länger werden; die Erde hat ihren Eigendrehimpuls zum Teil auf den Bahndrehimpuls des Mondes übertragen, weshalb die Entfernung zwischen Erde und Mond pro Jahr um etwa 3,8 cm zunimmt. In einem abgeschlossenen System kann der Drehimpuls eines Körpers entweder ganz oder teilweise auf einen anderen Körper übertragen werden, aber der ursprüngliche (Gesamt-) Drehimpuls des Systems bleibt erhalten. Diese Eigenschaft bezeichnet man auch als Drehimpulserhaltung. Also: Drehimpuls kann nicht verloren gehen! Weder ganz noch teilweise! Er kann aber übertragen werden!
-
Gezeiten (Tiden) -
Gezeiten (Tiden) sind zu verstehen als das gesetzmäßige
Heben und Senken der Wasserrmassen in den Ozeanen, der Gase in der Atmosphäre
und des festen Erdkörpers. Die vom Mond verursachten Gezeiten auf der Erde
gehen auf das Wechselspiel zwischen der Anziehungskraft des Mondes und der Fliehkraft
zurück, die beim Umlauf der Erde um das gemeinsame Schwerezentrum des Systems
Erde-Mond entsteht. Dasselbe gilt auch für die Beziehung zwischen Erde und
Sonne. Doch sind die Gezeitem von seiten des Mondes etwa 21mal stärker als
die Gezeiten der Sonne. Die Anziehungskraft des Mondes und die Fliehkraft bei
dem erwähnten Umlauf der Erde heben sich nur für den Erdmittelpunkt
gerade auf. Auf der dem Mond zugewandten Seite überwiegt die Mondanziehungskraft,
so daß dort ein Flutberg entsteht. Auf der dem Mond abgewandten Seite ist
die Mondanziehungskraft kleiner als die Fliehkraft, so daß die Letztere
dort ebenfalls zur Entstehung eines Flutbergs führt. In den um 90° dazwischenliegenden
Bereichen herrscht Ebbe. Bei der Rotation der Erde laufen die beiden Flutberge
innerhalb eines Tages um unseren Planeten. Wegen des Mondumlaufs um die Erde folgen
die Flutzeiten aber nicht in 12 Stunden, sondern in durchschnittlich 12,25 Stunden
aufeinander. Dabei wird zunächst nur auf die Flutberge, die durch den Mond
hervorgerufen werden, geachtet. Fallen aber Mondflut und Sonnenflut zusammen,
so verstärken sich die Fluten zur sogenannten Springflut. Sie tritt dann
ein, wenn Sonne, Mond und Erde etwa auf einer Linie hintereinander stehen, also
bei Neumond und Vollmond. Fallen jedoch Mondflut und Sonnenebbe aufeinander, dann
reduziert sich die Höhe der Flut und es entsteht Nippflut. Diese ist beim
ersten und letzten Viertel des Mondes zu erwarten. Auf dem freien Ozean beträgt
die Fluthöhe im Durchschnitt nur etwa 35 cm. Die Gezeiten machen sich daher
in den offenen Weltmeeren überhaupt nicht bemerkbar. Anders ist es dagegen
an den Meeresküsten, wo durch Stau der Wassermassen wesentlich größere
Fluthöhen entstehen. Der Zeitpunkt, zu dem die Flut oder Ebbe an einem bestimmten
Ort zu erwarten ist, fällt aus demselben Grund auch meist nicht mit der oberen
oder unteren Kulmination des Mondes zusammen. Vielmehr hat jeder Ort seine eigene
sogenannte Hafenzeit (Mondflutintervall). Es ist der Zeitunterschied zwischen
dem Meridiandurchgang des Mondes und dem Eintritt des Hochwassers. Der Unterschied
zwischen dem mittleren Wasserstand bei Flut und Ebbe ist der sogenannte Tidenhub.
Er kann sogar in einigermaßen ausgedehnten Binnenseen festgestellt werden,
ist dann aber außerordentlich gering.
Die sich durch die Gezeiten ständig bewegenden Wassermassen verursachen vor allem in Randmeeren und Flachmeeren eine Gezeitenreibung. Sie führt, wie schon erwähnt, zu einer allmählichen Verlangsamung der Rotationsgeschwindigkeit der Erde. Dadurch wird die Länge des Tages pro Jahrhundert um durchschnittlich 0,0016 Sekunden länger. Die Gezeitenreibung hat bei anderen Gestirnen schon zu einer weitgehenden Reduzierung ihrer Rotationsgeschwindigkeit geführt. Am auffälligsten ist diese Erscheinung bei unserem Mond, der durch die Wirkung der Gezeitenreibung seine Rotationsgeschwindigkeit soweit abbremste, daß seine Rotationszeit seit langem gleich seiner Umlaufzeit um die Erde ist; dadurch weist der Mond unserer Erde stets dieselbe Seite zu. Entsprechendes gilt auch für Satelliten anderer Planeten, für alle Satelliten, für alle Körper, für alle Systeme, die um etwas kreisen. Auch bei engen Doppelsternen können Gezeiten dazu führen, daß sich die beiden Komponenten eines solchen Systems stets dieselbe Seite zukehren. Darüber hinaus bewirken Gezeiten auch eine Deformation eng beieinander stehende Doppelstern-Komponenten. Sie unterliegen also einer Gezeitendeformation.Was für das System Planet-Mond gilt, gilt für alle Systeme, also auch für das System Stern-Planet (in dem ja - laut Regel - das System Planet-Mond enthalten ist). Da sich die Gezeitenkräfte umgekehrt proportional zur dritten Potenz des Abstands Stern-Planet verändern - eine Halbierung des Abstands hat achtmal so große Gezeitenkräfte zur Folge -, wirkt sich eine Verringerung der Entfernung zwischen Stern und Planet ziemlich drastisch aus. Bei einem 0,2-Sonnemassenstern, den ein Planet mit der Masse unserer Erde in der Entfernung von 0,1 AE umkreist, dauert es nur etwa 25 bis 30 Millionen Jahre, bis der Stern die Korotaion des Planeten erzwungen hat. Aber Korotation ist nicht gut für das Leben. Wenn ein Planet seinem Stern stets dieselbe Seite zuwendet, heizt sich diese so stark auf, daß das Leben dort praktisch gegrillt wird, wogegen die abgewandte Seite durch Wärmeabstrahlung in den Weltraum abkühlt und das Leben dort zu Eis erstarrt. In einem sehr schmalen Übergangsbereich kann sich vielleicht eine für das Leben noch akzeptable Temperatur einstellen. Wenn der Planet aber eine Atmosphäre besitzt, entwickeln sich aufgrund der hohen Temperaturdifferenz zwischen den beiden Hemisphären extrem starke Winde, die mit Geschwindigkeiten von 1000 Kilometern pro Stunde und mehr über den Planeten fegen. Daß weder das eine noch das andere eine gute Voraussetzung für die Enststehung von Leben ist, liegt auf der Hand. (Harald Lesch, Big Bang, zweiter Akt, 2003, S. 235-236).Erdmagnetfeld, Magnetosphäre, StrahlungsgürtelIm wesentlichen hat das Erdmagnetfeld seine Ursache in elektrischen Strömen, die im Erdinnern verlaufen; aber auch Ströme in der Ionosphäre () spielen eine Rolle. Der Sonnenwind ist verantwortlich für die Entstehung der Magnetosphäre (), die innen von der Ionosphäre, außen von der Magnetopause abgegrenzt wird. Erdmagnetische Störungen und Stürme werden durch besondere Ereignisse auf der Sonne ausgelöst, bei denen elektrisch geladene Teilchen ausgeschleudert werden und das Magnetfeld der Erde beeinflussen. Der Einfang solcher elektrisch geladenen Partikel erzeugt in der Magnetosphäre die Strahlungsgürtel der Erde, die auch Van-Allen-Gürtel genannt werden: zwei um die Erde angeordnete Zonen, in denen elektrisch geladene Teilchen durch das Magnetfeld der Erde eingefangen worden sind. Die Höhe der Strahlungsgürtel beträgt 1000 bis 6000 km bzw. 15000 bis 25000 km, erleidet jedoch im Laufe der Zeit leichte Schwankungen. Der innere Strahlungsgürtel besteht hauptsächlich aus Protonen und Elektronen. Sie stammen im wesentlichen aus dem Sonnenwind, bewegen sich auf spiralarmigen Bahnen um die Feldlinien des Erdmagnetfelds zwischen dem magnetischen Nord- und Südpol hin und her und werden dabei immer mehr beschleunigt. Maximal wird eine 1cm²-Fläche von ca. 50000 Teilchen pro Sekunde durchstoßen. Ein schwacher dritter Srahlungsgürtel liegt zwischen den Hauptgürteln und wird von Teilchen der kosmischen Strahlung (Primärstrahlung) aus dem interstellaren Raum gefüllt. Die Magnetosphäre ist der äußere Bereich um die Erde (oder einen anderen Planeten mit Magnetfeld). Bei der Erde erstreckt sich die Magnetosphäre bis in einen Entfernungsbereich, der von der Richtung der Sonne abhängt, denn unter der Wirkung des Sonnenwinds reicht die Magnetosphäre auf der der Sonne zugewandten Seite nur bis etwa 10 oder 12 Erdradien in den Raum hinaus, aber auf der der Sonne abgewandten Seite zeigt der geomagnetische Schweif eine Länge von über 1000 Erdradien.Die Magnetosphäre ist also dadurch gekennzeichnet, daß sich in ihr praktisch ausschließlich elektrisch geladene Partikel befinden, die sich unter der Wirkung des Erdmagnetfelds bewegen. Innerhalb der Grenzen der Magnetosphäre liegen die Strahlungsgürtel. Auf der der Sonne zugewandten Seite befindet sich knapp außerhalb der Magnetosphäre ein Bereich mit turbulenter Struktur des interplanetaren Magnetfelds und noch etwas dahinter eine Stoßfront (ein Bugschock). Bei höherer Sonnenaktivität wird die Magnetosphäre tiefer zusammengedrückt als bei geringerer Aktivität. Die geladenen Teilchen des Sonnenwinds werden abgelenkt und gelangen nur zum kleinen Teil in den geomagnetischen Schweif. Eigentlich verfügen alle Planeten über eine Magnetosphäre. Die Veuns z.B. verfügt allerdings allenfalls über ein extrem schwaches Magnetfeld.Durch von Sonneneruptionen und Sonnenwind verursachte magnetische Stürme wird die Stärke des Erdmagnetfeldes kurzzeitig verändert, jedoch nur im Bereich von einigen 100 bis 1000 nT (Nanotesla). Zusätzlich führt die Sonneneinstrahlung auf der Tagseite zu einer stärkeren Ionisation in den oberen Atmosphärenschichten. Die hiermit verbundenen elektrischen Stromsysteme beeinflussen das Erdmagnetfeld ebenfalls in der Größenordnung von einigen 10 nT. Physikalisch werden immer magnetische Flußdichten, welche in Tesla gemessen werden, angegeben. Der Zusammenhang mit der magnetischen Feldstärke, welche in Ampere pro Meter gemessen wird, ergibt sich über die magnetische Leitfähigkeit. Die magnetische Feldstärke ist im leeren Raum (Vakuum) und einigen speziellen Materialien direkt proportional der magnetischen Flußdichte, der Zusammenhang kann aber in Materie wie im Erdinneren mit magnetisch nichtlinearen und nichtisotropen Verhalten auch komplexere Verknüpfungen aufweisen. Historisch und umgangssprachlich hat sich für die magnetische Flußdichte meist der etwas unpräzise Begriff des Magnetfeldes etabliert. Aufgrund der unterschiedlich guten magnetischen Leitfähigkeiten von Materie für den magnetischen Fluß treten innerhalb der Erdkruste kleine lokale Abweichungen (Anomalien) des Feldes auf.Über die Entstehung des Erdmagnetfeldes gibt es verschiedene Theorien. Es handelt sich um ein bisher noch ziemlich unvollständig formuliertes Problem aus der Magnetohydrodynamik. Sicher ist, daß im äußerlichen Erdmagnetfeld eine Energie (der Größenordnung 1018 Joule) gespeichert ist und vermutlich die Energie im inneren Feld (innerhalb des Erdkörpers) um zwei Größenordnungen höher liegt. Das Erdmagnetfeld speichert auch einen Drehimpuls. Nach der gängigen Theorie geht das Magnetfeld der Erde vom Erdkern aus (). Für die Entstehung von planetaren Magnetfeldern müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:
Einer anderen unbestätigten Theorie zufolge tragen auch die besonders vom Mond, aber auch von der Sonne und anderen Himmelskörpers ausgehenden Gezeitenkräfte zur Entstehung des Erdmagnetfeldes bei. Durch sie wird die Erde in ihrer Rotation allmählich abgebremst (vgl. das eben erwähnte Beispiel zu den Gezeiten ). Die Gezeitenkräfte wirken dabei auf den Erdmantel stärker als auf den Erdkern, denn der größere Radius des Erdmantels führt zu einem größeren Unterschied der Anziehung durch den Mond, da die dem Mond zu- und abgewandten Bereiche des Erdmantels weiter voneinander entfernt sind als die entsprechenden Bereiche des Erdkerns. In der Konsequenz bedeutet die stärkere Abbremsung des Erdmantels, daß der innere Erdkern ein wenig schneller rotiert als der Erdmantel, was nicht zuletzt durch die Wirkung des äußeren flüssigen Erdkerns als reibungsarmes Medium ermöglicht wird. Durch die schnellere Rotation des festen Erdkerns gegenüber dem Erdmantel wird ein elektrischer Strom induziert, der das Erdmagnetfeld hervorruft. Mittlerweile kann man diese als Superrotation bezeichnete schnellere Drehung des Erdkerns auch nachweisen. Erdbebenwellen zeitlich verschiedener Erdbeben vom selben Entstehungsort, die durch den Erdkern laufen, werden mit wachsendem Zeitabstand immer unterschiedlicher im Erdkern abgelenkt. Der unterschiedliche Ankunftspunkt auf der gegenüberliegenden Erdseite kann dabei gemessen werden. Die Ablenkungsunterschiede rühren sehr wahrscheinlich von Inhomogenitäten des inneren festen Kerns her, die durch eine leicht schnellere Drehung des Kerns ihren Ort ändern. Aus diesen Analysen ergibt sich, daß der innere Erdkern 0,3° bis 0,5° pro Jahr schneller als der Erdmantel und die Erdkruste rotiert. Damit macht er etwa alle 900 Jahre eine zusätzliche Drehung. Man geht jedoch aktuell davon aus, daß diese Superrotation durch den Geodynamo selbst und nicht durch die Gezeiten angetrieben wird, das heißt, daß die Superrotation eine Folge, aber nicht die Ursache des Geodynamos ist.Venus und Erde im VergleichIm Gegensatz zur Erde hat die Venus ein nur schwaches Magnetfeld, außerdem dreht sich die Venus viel langsamer - ein Venustag dauert 243 Erdtage (!) - und anders herum (retrograd = rückläufig), ihre Neigung gegen die Bahnebene beträgt 177,4 Grad, während die der Erde mit 23,45 Grad im Vergleich dazu als gering erscheint, obwohl sie das nicht ist, denn die sehr außergewöhnliche Neigung der Venus und ihre ebenso sehr außergewöhnliche Umdrehung um die Sonne gehören eben zum Ausnahmefall, nicht zum Normalfall. Doch Venus und Erde haben auch Ähnlichkeiten, sogar ziemlich viele - nur geringfügig unterschiedlich sind z.B. die Entfernung zur Sonne, die Umlaufzeit, die Masse, die Dichte, der Durchmesser, die Bahngeschwindigkeit, die Entweichgeschwindigkeit, die Schwerebeschleunigung, die Bahnexzentrizität. Doch wieso ist die Venus der Erde so ähnlich und dennoch ganz anders? Liegt es an der Nähe zur Sonne, machen 45 Millionen Kilometer so viel aus? Hat es mit der fehlenden Eigendrehung zu tun? Berechnungen haben ergeben, daß dort ein uns nur zu bekanntes Phänomen, der Treibhauseffekt, die entscheidende Rolle gespielt hat. Auf der Venus hat er einen katastrophalen Verlauf genommen, weil die Atmosphäre so viel Kohlendioxid enthält. Auf den ersten Blick war dieser Befund überraschend, denn ursprünglich enthielten sowohl die Venus als auch die Erde die gleichen Gase mit annähernd gleichen Häufigkeiten. Beide Planeten hatten ja eine Uratmosphäre aus Wasserdampf, Kohlendioxid und Stickstoff, freigesetzt im Wesentlichen durch vulkanische Aktivität. Auf der Erde aber wurde ein Großteil des Kohlendioxids in den Wassern der Meere gelöst, zur Bildung der Karbonatgesteine verbraucht und durch die Photosynthese der Pflanzen der Atmosphäre entzogen. Könnte man den gesamten in den Karbonatgesteinen und organischen Bestandteilen gebundenen Kohlenstoff in Kohlendioxid rückverwandeln, so würde man das Hunderttausendfache von dem erhalten, was heute in der Erdatmosphäre vorhanden ist. Diese Menge entspricht ungefähr dem Kohlendioxidgehalt der Venus. Erde und Venus unterscheiden sich also nicht hinsichtlich des Gesamtgehalts an Kohlendioxid, sondern nur bezüglich seiner Verteilung. Bei der Venus sind die Prozesse unglücklicherweise anders abgelaufen als auf der Erde. Ohne den Treibhauseffekt läge die Lufttemperatur der Venus bei höchstens 70 Grad Celsius. (Harald Lesch, Big Bang, zweiter Akt, 2003, S. 197).Als zukünftiger Zufluchtsort kommt die Venus nicht in Frage, denn das, was ihr schon in der Vergangenheit passiert ist, wird wahrscheinlich der Erde in Zukunft passieren. Wenn wir Menschen unseren Planeten Erde wirklich verlassen wollen und irgendwann in der Zukunft ja sogar dazu gezwungen sein werden (falls wir dann noch leben werden), dann kommen für uns nur diejenigen Planeten oder Monde in Frage, die sich außerhalb der dann größer, heißer und bedrohlicher gewordenen Sonne befinden. Wir brauchen wie alle Lebewesen eine bewohnbare Zone, eine Lebenszone, und im Sonnensystem wird sich aus den gerade genannten Gründen der Lebensgürtel () in Zukunft bis zum Mars und sogar darüber hinaus verschieben.Gute Sterne sind G-Sterne»Gute« Sterne sind G-Sterne, und das ist nicht einmal falsch, denn unsere Sonne ist ein G-Stern () - und daß sich unter ihr relativ gut leben läßt, davon können wir uns jeden Tag aufs Neue überzeugen. Doch dieses »G« steht für etwas anderes: Die Astronomen teilen die Sterne in Klassen ein, die sie mit O, B, A, F, G, K und M bezeichnen. (). O-Sterne gehören zu den massereichen und sehr heißen Sternen, wogegen die M-Sterne das andere Ende der Skala bilden, also eine sehr kleine Masse besitzen und relativ kühl sind. Im Vergleich zur Sonne haben O-Sterne bis etwa 100-mal mehr Masse, wogegen sich M-Sterne mit rund einem Zehntel der Sonnenmasse begnügen. (Harald Lesch, Big Bang, zweiter Akt, 2003, S. 227). Wir wissen ja, daß die Entwicklung von Leben sehr viel Zeit braucht, und die Entwicklung von Leben auf der Erde lehrt ja, daß sich diese Zeit in Milliarden von Jahren bemißt. Das irdische Leben brauchte also einen Stern geeigneter Masse, der während dieser langen Zeit Energie liefern kann. Als in unserer Sonne das Wasserstoffbrennen () einsetzte, da begann ihre habitable Zone in einer Entfernung von 0,8 AE und reichte bis 1,2 AE in den Raum hinaus. Unsere Erde liegt gegenwärtig genau in diesem Bereich (siehe Abb.). Doch mit fortschreitendem Alter eines Sterns dehnt sich die ursprünglich nur auf das Sternzentrum beschränkte Waserstoffbrennzone aus, die Leuchtkraft nimmt zu, und der Durchmesser des Sterns schwillt an. Damit dehnt sich auch die habitable Zone, sie wird breiter und entfernt sich vom Stern. Je größer die Masse des Sterns, desto schneller entfernt sich die bewohnbare Zone. (Harald Lesch, ebd., S. 228). Beispielsweise wird die bewohnbare Zone (Lebensgürtel) in zwei bis drei Milliarden Jahren bei einem Sonnenabstand von 1,2 AE beginnen und bei einem Sonnenabstand von etwa 1,7 AE enden. Dann wird die Erde (1 AE) diese Zone bereits verlassen haben, während der Mars (1,524 AE) sie bereits erreicht haben wird.
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