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Astronomie in Bonn

Das Universum für jedermann

Der Bereich um unsere Stratosphäre wirft viele Fragen auf, die bislang unbeantwortet blieben. Dank modernster Technik gibt es aber auch Antworten – Diese werden derzeit in einer Sonderausstellung des Bonner Universitätsmuseums präsentiert, wo Wissenschaftler interessierten Laien Einblicke in ihre Arbeit bieten. // Von Tobias Sluzalek

17.06.2015 // Wenige Minuten nach 19 Uhr lassen sich die letzten Besucher der Sonderausstellung auf ihren Sitzplätzen nieder. Der Kronleuchter im Ausstellungsraum erlischt. „Wundern sie sich nicht, dass der Raum sich verdunkelt hat. Es schien uns am besten und da es heute Abend auch um dunkle Materie geht, passt es doch ganz gut“, scherzt der Kurator Thomas Becker in seiner Ansprache. Titel der Auftaktveranstaltung  war „Unser Universum – Das größte Labor der Welt“, worüber Gastredner Mikolaj Borzyskowski vom Bonner Argelander-Institut für Astronomie referierte. Der Gastvortrage soll Interessenten  eine allgemeine Einführung in die Geheimnisse des Universums und damit auch in die Welt der Astronomie und Teilchenphysik bieten. Auch wenn es sich bei der Astronomie und der Teilchenphysik um zwei unterschiedliche wissenschaftliche Disziplinen handele, so würden sie doch demselben Ziel - nämlich der Erforschung des Ursprungs von Materie - folgen, erklärt Borzyskowksi.

 

Mikolaj Borzyskowski

Gastredner Mikolaj Borzyskowsk, Quelle: Tobias Sluzalek

 

Photonen bringen Licht ins Dunkle

Bei dieser Suche spiele das Licht eine ganz besondere Rolle, denn Lichtteilchen oder auch Photonen genannt, seien in der Lage weite Wege quer durch die Galaxie und das Universum zu überwinden, ohne dabei an Energie zu verlieren. Zudem ließen sich Photonen nur schwer von ihrer Laufbahn abbringen, da sie im Gegensatz zu Elektronen beispielsweise nicht von Magnetfeldern beeinflusst würden. Ihren Eigenschaften sei es zu verdanken, dass uns heute ein Modell unserer Galaxie vorläge, in dem alle bisher entdeckten Sterne und Planeten mit der jeweiligen Position verzeichnet seien, erläutert der 28-jährige Wissenschaftler.

Weit weg von der Mitte

Im Zentrum der Galaxie, die als Milchstraße besser bekannt ist, befindet sich ein massereiches schwarzes Loch. Dieses Zentrum übt auf seine Umgebung eine solche Anziehungskraft aus, dass alle Planeten und Sterne, darunter auch unsere Erde, dem geschlossenen System unserer Galaxie nicht entkommen können. „Wir selbst befinden uns weit weg vom Zentrum“, erklärt der Astronom und strahlt dabei mit dem Laserpointer auf den unteren Abschnitt eines Milchstraßenmodells, das auf die Leinwand projiziert wird. Um ein Gefühl für Entfernungen im Universum zu bekommen, sei eine spezielle Maßeinheit notwendig. „Wir Astronomen rechnen nicht in Kilometern, sondern in Lichtjahren“, erklärt Borzyskowski seinem Publikum. Ein Lichtjahr entspreche der Strecke, die beispielsweise ein Photon zurücklegt, wenn es sich ein Jahr lang in Lichtgeschwindigkeit bewege. Über 100.000 Jahre würde dieses Photon benötigen, um unsere Galaxie vollständig zu durchqueren.

Die Milchstraße – Eine Nadel im Heuhaufen

1929 hatte Edwin Hubble erstmalig den Beweis erbracht, dass es Objekte gibt, die sich unabhängig von unserer Galaxie bewegen und somit außerhalb liegen. Zudem stellte er fest, dass sich diese Objekte von uns immer weiter entfernen. „Das heißt, dass unser Universum nicht statisch ist, sondern expandiert", so Borzyskowski. Heute weiß man, dass sich über 100 Milliarden Galaxien im, für uns sichtbaren, Bereich des Universums befinden. Dabei ist es bislang unmöglich das Universum vollständig zu erfassen, da alle Objekte die mehr als 13,7 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt sind, im Verborgenen bleiben. Als Grund nennt der Wissenschaftler das Alter des Universums, was bei 13,7 Milliarden Jahren liegt. Sind nun Galaxien entstanden, die weiter entfernt sind, so hatte das Licht noch gar nicht die Zeit unsere Teleskope zu erreichen.

 


Borzyskowski erzählt von Hubbles Entdeckungen, die maßgeblich zu unserem heutigen Verständnis des Universums beitragen, Quelle: Tobias Sluzalek

 

Der Mythos um die dunkle Materie

Die Geburt des Universums bezeichnen Wissenschaftler als sogenannten Urknall, bei dem alle uns bekannten Teilchen und Kräfte entstanden sind. „Sie alle sind messbar. Es gibt nur eine Ausnahme“, sagt Borzyskowski. Folgendes Beispiel solle dies näher beschreiben: Der Mond kreist um die Erde, da er von der Gravitationskraft der Erdmasse angezogen wird. Dem entgegen wirkt die Zentrifugalkraft, die durch die Bewegung des Mondes entsteht. Beide Kräfte befinden sich in einem stabilen Gleichgewicht, sodass es zu keiner Kollision kommt. Die gleichen Kräfte wirken auch zwischen dem Zentrum der Milchstraße und den darum kreisenden Sternen. Ungewöhnlich ist hierbei, dass sich die Sterne deutlich schneller um das Zentrum bewegen, als es die berechnete Masse des Zentrums zulässt. In anderen Worten bedeutet es, dass die Sterne ihre Laufbahn aufgrund der hohen Geschwindigkeit theoretisch verlassen müssten.

Rechnung geht nicht auf

Da dies nicht zutrifft, gehen Wissenschaftler davon aus, dass sich im Zentrum eine zusätzliche Masse befinden muss, die sich jedoch mit herkömmlichen Methoden nicht bestimmen lässt. „Teilchenphysiker, darunter auch Mitarbeiter des LHC- und CERN-Teilchenbeschleunigers versuchen nun dieses neue Teilchen zu finden“, so Borzyskowski.

Dunkle Materie ist nur ein Themengebiet der, auf den ersten Blick unscheinbar wirkenden, Ausstellung "Detektoren: Die Augen der Teilchenphysik". Mikroprozessoren, Detektoren und viele Texte zieren sie, doch schnell wird deutlich, mit welch spannender Entdeckungsreise sie sich auseinandersetzt. Bei Interesse kann die Ausstellung noch bis Ende Juni 2015 von Mittwoch bis Sonntag zwischen elf und 16.30 Uhr besucht werden. 



Die Ausstellung erklärt unter anderem die Funktionsweise des ATLAS-Teilchendetektors, Quelle: Tobias Sluzalek

Tobias Sluzalek, 6.Semester Technikjournalismus

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