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Vor dem Urknall

Vor dem Urknall

Titel: Vor dem Urknall Kostenlos Bücher Online Lesen
Autoren: Brian Clegg
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aus Pfählen und Leitern, die es erlaubte, es zu kippen und zu drehen und auf jeden beliebigen Punkt des Himmels zu richten.

Helligkeit als Entfernungsmaßstab
    Obwohl Herschel in erster Linie mit der Entdeckung des Uranus in Verbindung gebracht wird, sind seine späteren Versuche zur Messung der Größenordnung des Universums ebenfalls von großer Bedeutung. Dafür formulierte er eine völlig unbegründete Annahme, von deren Unrichtigkeit er nahezu überzeugt war – womit er richtig lag –, aber so hatte er einen praktischen Ansatz, um seine Übung durchzuführen. Er nahm also an, alle Sterne leuchteten gleich stark, sodass jede Helligkeitsschwankung auf unterschiedliche Entfernungen zurückzuführen sei. Obwohl dies eine grobe Vereinfachung ist und die Korrektheit der erzielten Werte nur auf wenige Größenordnungen beschränkt bleibt, ließ dieses Verfahren zumindest Mutmaßungen über die Größe des Universums zu.
    Wie viele Astronomen vor ihm hatte auch Herschel bemerkt, dass es eine Vielzahl von Sternen in einem Band am Himmel gab, das die Milchstraße darstellt und unsere Heimatgalaxie ist. Dieser Streifen verschwommenen Lichts beherbergt viel mehr Sterne, als man bei einem Blick im rechten Winkel auf den Streifen hinab oder zu ihm hinauf sieht. Daraus schloss Herschel, dass wir zu einer Scheibe gehören, die das Universum darstellt.
    Ausgangspunkt seiner Helligkeitsmessungen war Sirius, der Hundsstern, der bereits als hellster Stern der nördlichen Hemisphäre galt. Herschel nutzte Sirius als Leitstern und war sich gleichzeitig bewusst, dass die Lichtintensität mit dem umgekehrten Quadrat der Entfernung abnahm. Wenn von zwei identischen Sternen einer dreimal so weit entfernt ist wie der andere, wird die Helligkeit des ferneren Sterns nur ein Neuntel ( 1 / 3 2  = 1 / 9 ) der Helligkeit des näheren Sterns betragen. Mit diesem Wissen im Hinterkopf gelang es Herschel, zu einer Vorstellung über die Größe des Universums auf der Grundlage der Entfernung zu Sirius zu gelangen.
    Die Entfernung selbst war unbekannt, aber das störte ihn nicht. Er definierte den Abstand der Erde zu Sirius als seine Maßeinheit, die er Siriometer nannte, und verglich nun alles andere damit. Aus seinen Messungen schätzte er den Durchmesser des Universums auf 1000 Siriometer und seine Stärke auf 100 Siriometer. Sirius, auch bekannt unter dem Namen Alpha Canis Majoris, ist rund acht Lichtjahre von der Erde entfernt. Demnach hatte Herschels Universum einen Durchmesser von 8000  Lichtjahren. (Ein Lichtjahr ist eine der maßgebenden Entfernungseinheiten in der Astronomie – die Entfernung, die das Licht in einem Jahr zurücklegt, nämlich knapp 9 , 5  Billionen Kilometer.)
    Berücksichtigt man Herschels primitive Messverfahren, schneidet seine Berechnung im Vergleich zu heutigen Schätzungen des Durchmessers der Milchstraße von rund 100 000  Lichtjahren nicht allzu schlecht ab. Herschels Beobachtungen vermittelten, wenngleich sie nicht besonders akkurat waren, ein Gefühl für die relative Größe dessen, was man damals als das Universum betrachtete, aber sie sagten nichts darüber aus, wie groß die Dinge waren. Eine Weiterentwicklung seiner Vorstellung von relativen Entfernungen setzte sich schließlich durch (und gilt auch heute noch), aber ein Problem blieb bestehen: Wie konnte man die Ausgangsentfernung festlegen? Wie groß war ein Siriometer? Dazu bedurfte es der Parallaxe – ein Mechanismus, den die alten Griechen zwar schon gekannt, den sie jedoch beim Nachdenken über die Größe des Universums ignoriert hatten.

Die Rückkehr zur Parallaxe
    Wie wir bereits gesehen haben, gehört zur Parallaxe der Blick aus zwei unterschiedlichen Perspektiven auf ein entferntes Objekt. Je weiter das Objekt entfernt ist, das man betrachtet, desto weniger bewegt es sich, wenn man seine Position verändert. Astronomen können eine großmaßstäbliche Version der Beobachtung wählen. Man schaut von einander gegenüberliegenden Punkten der Erdumlaufbahn auf ein Objekt am Himmel. Das geht natürlich nicht unmittelbar nacheinander – man muss schon sechs Monate warten, bis sich die Erde zu dieser Position hin bewegt hat –, aber dann liegen 300  Millionen Kilometer zwischen den beiden Beobachtungen. Nicht schlecht für ein wissenschaftliches Instrument und eine viel größere Hebelwirkung als die zehn Zentimeter Abstand zwischen den Augen.
    Der Ansatz mit der Parallaxe trug zur Verwirrung bei, weil die Astronomen es nun mit einer

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