Wurde ein Alien in Mexiko gefunden und vor dem Parlament vorgestellt? Das ging vor Kurzem durch die Medien. Was hat es damit auf sich?
Im mexikanischen Parlament kam es zu seltsamen Szenen. Den Abgeordneten im hohen Haus des mittelamerikanischen Staates wurden vermeintliche Alien-Mumien vorgestellt. Zugeschaltet als Experte war sogar Avi Loeb, der Harvard-Professor, der bekannt geworden ist mit seiner These, dass der interstellare Komet Oumuamua ein Alien-Raumschiff gewesen sein sollte. Vorgestellt wurde der Fund vom Journalisten und selbsterklärten UFO-Experten Jaime Maussan, der sagte: „Es sind nicht-menschliche Wesen. Wir wollen sie aber nicht als Außerirdische bezeichnen, weil wir es nicht wissen.”
Gefunden habe er diese Mumien in Peru. Spezialisten der Nationalen Universität von Mexiko hätten sie mit Radiokarbonmessungen auf ein Alter von rund 1000 Jahren datiert. Außerdem sei DNA gefunden worden, wovon aber ein Drittel unbekannter Natur sei. Wurden da wirklich Alien-Mumien im mexikanischen Parlament vorgestellt? Die überraschende Antwort lautet: nein.
Die Alien-Mumie im mexikanischen Parlament (Jaime Maussan)
Fünf Argumente gegen die Alien-Mumien
Und hier kommen fünf Argumente, weshalb diese Story nicht echt ist. Erstens: Dass dies im Parlament Gehör gefunden hat, ist kein Beweis für irgendwas. Viele Leute haben geschrieben, dass das was Ernstzunehmendes sein muss, weil es bis ins Parlament gekommen ist. Außerdem wurde der Auftritt im Parlament in diesem Fall allein vom Abgeordneten Sergio Gutiérrez, ein guter Freund von Maussan, „im Namen des öffentlichen Interesses“ initiiert. Es ist nicht dazu gekommen, weil man es allgemein für ein Thema nationaler Tragweite hielt, sondern weil ein Abgeordneter es vorgeschlagen hat.
Zweitens: Die Radiokarbonmessungen sagen nichts aus. Die Messung wurde zwar tatsächlich vorgenommen, aber die Universität veröffentlichte danach direkt eine Erklärung, dass die Arbeit des Nationalen Labors für Massenspektrometrie mit Beschleunigern, kurz LEMA, nur dazu diente, das Alter der Proben zu bestimmen. „In keinem Fall ziehen wir Rückschlüsse auf die Herkunft der Proben“, heißt es in der Erklärung. Anders gesagt: Natürlich findet man irgendwo in Peru etwas, das 1000 Jahre alt sein kann und kann das dann so zusammenformen. Die Angabe der Uni bezieht sich rein auf das Alter des Materials, auf nichts anderes.
Drittens: Dass hier von DNA gesprochen wird, entlarvt die ganze Geschichte. Wer davon ausgeht, dass außerirdische Lebensformen DNA besitzen, macht sehr deutlich, dass er sich noch nie mit Exobiologie beschäftigt hat. Wir wissen nicht, wie außerirdisches Leben aufgebaut ist. Aber DNA ist eine Nukleinsäure, die Erbinformation aller irdischen Lebewesen trägt. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass eine extraterrestrische Spezies, die über Millionen und Milliarden Jahre auf einem anderen Planeten entstanden ist, genau denselben Mechanismus verwendet, um Erbinformationen zu speichern. Zufälligerweise sind die Alien-Gene auch auf Nukleinsäure gecodet, wie auf der Erde. Das ist ja praktisch.
Viertens: Diese Aliens, die hier vorgestellt wurden, sehen schlechter aus als bei einem Schulprojekt von Fünftklässlern. Sie sehen so generisch E.T.-mäßig aus, dass man Stephen Spielberg schon prophetische Fähigkeiten zuschreiben müsste, wenn er zufälligerweise seinen Alien E.T. genauso designt hätte, wie Aliens wirklich aussehen.
Mehr Science-News? Dann hol dir unseren Newsletter!
Wird verarbeitet …
Erledigt! Du bist auf der Liste.
Ups! Es ist ein Fehler aufgetreten und deine Abonnement-Buchung konnte nicht bearbeitet werden. Bitte Seite neu laden und erneut versuchen.
Fünftens: Jaime Maussan ist bereits berühmt-berüchtigt, da er schon mal mit so einem Hoax aufgeflogen ist. Vor acht Jahren, 2015, führte er eine vergleichbare Präsentation durch. Er präsentierte Aufnahmen eines kleinen Körpers, der angeblich beim legendären Absturz eines UFOs in Roswell gefunden wurde. Damals wurde Maussan von mexikanischen Wissenschaftler Jesús Zalce Benitítez unterstützt, der auch in dieser Woche anwesend war und die Röntgenaufnahmen vorstellte. Damals konnte allerdings zweifelsfrei nachgewiesen werden, dass der kleine Körper eine menschliche Kindermumie aus dem 19. Jahrhundert war. Bei Twitter werden Beiträge dazu jetzt schon mit Community Notes versehen. In diesem Fall sagt die Community Note: „Der mexikanische Journalist und bekannte UFO-Betrüger Jaime Maussan ist kein Neuling in Sachen angeblicher Alien-Mumien. Die Alien-Mumie aus Peru ist ein Schwindel und ein Betrug, der schon vor einigen Jahren aufgedeckt wurde.”
Ihr wollt mehr über das Alien in Mexiko erfahren? Dann schaut mal in das Video von Astro-Tim rein:
Astronautennahrung, Eisenmeteorite und Plüschplaneten: In unserem Weltraum-Shop bleibt kein Wunsch offen. Kommt vorbei und stöbert in unseren Weltraum-Produkten.
Neue James-Webb-Daten über die Expansion des Kosmos haben enthüllt: Irgendetwas stimmt nicht mit dem Universum. Oder mit unseren Theorien. Was hat James Webb entdeckt? Und was hat das mit der Hubble-Spannung zu tun?
Die Welt der Kosmologie wurde vor mehr als einem Jahr gehörig auf den Kopf gestellt. Seitdem beobachtet das James-Webb-Teleskop den Kosmos. Wir können damit noch tiefer und noch detailreicher in die Anfangszeit des Alls gucken als mit dem Hubble-Teleskop.
Um die Unterschiede zwischen der optischen Beobachtung von Hubble und der Infrarotbeobachtung von James Webb deutlich zu machen, findet ihr unten ein Vergleichsbild der sogenannten kosmischen Klippen. Oben Hubble, unten James Webb. Deutlicher Unterschied, oder? Schreibt mal einen Kommentar, welche Aufnahme ihr rein ästhetisch schöner findet und warum. Hubble oder James Webb?
Kosmische Klippen: Vergleich Hubble vs James Webb
Was ist die Hubble-Konstante?
Nun haben aktuelle Daten von James Webb eine Krise der Kosmologie hervorgerufen. Um zu verstehen, weshalb, müssen wir erstmal einen Begriff klären: die Hubble-Konstante. Stellt euch mal vor, ihr wärt ein physikbesessener Bäcker und wollt exakt berechnen, mit welcher Geschwindigkeit euer Rosinenkuchen im Ofen aufbackt. So ungefähr können wir uns die Hubble-Konstante vorstellen. Die Hubble-Konstanten beschreibt die Geschwindigkeit, mit der das Universum expandiert, und ist daher von grundlegender Bedeutung für unsere Vorstellung von Raum und Zeit.
Edwin Hubble, der berühmte amerikanische Astronom, nach dem das Hubble-Teleskop benannt wurde, trug entscheidend dazu bei, die Idee des expandierenden Kosmos überhaupt erst zu entwickeln, als er in den 1920er Jahren beobachtete, dass die meisten Galaxien sich von uns entfernen. Diese Beobachtung führte zur Formulierung des Hubble-Gesetzes, das besagt, dass die Geschwindigkeit, mit der eine Galaxie sich von uns entfernt, proportional zu ihrer Entfernung ist. Oder wie man in der Bäcker-Ausbildung lernt: Die Geschwindigkeit, mit der eine Rosine sich vom Zentrum des Kuchens entfernt, ist proportional zu ihrer Entfernung zum Kuchenzentrum.
Astronomen verwenden die Hubble-Konstante, um zu berechnen, wie schnell sich das Universum ausdehnt, indem sie die Entfernungen zu weit entfernten Objekten im Weltraum messen. Und das ermöglicht es uns, das Alter des Universums abzuschätzen. Wenn wir die Geschwindigkeit kennen, mit der sich das Universum ausdehnt, und umgekehrt die Zeit zurückverfolgen, bis alles im Universum an einem Punkt konzentriert war, dann erhalten wir eine Schätzung für das Alter des Universums. Und die Berechnung hat ergeben, dass das Universum ungefähr 13,8 Milliarden Jahre alt ist.
Gut, das klingt noch alles unproblematisch. Weit gefehlt, denn ein dunkler Schatten liegt über der Kosmologie, die sogenannte Hubble-Spannung. Denn verschiedene Techniken zur Berechnung der Konstanten liefern unterschiedliche Ergebnisse, und diese Diskrepanz ist seit Jahren ein Rätsel in der Kosmologie. Es ist, als ob verschiedene Maßbänder unterschiedliche Ergebnisse für die Größe des Universums liefern würden.
Die Messungen der Hubble-Konstante führen also nicht zu einem eindeutigen Wert. Astrophysiker und Nobelpreisträger Adam Riess von der Johns-Hopkins-Universität sagt: „Hatten Sie schon einmal Mühe, ein Zeichen zu erkennen, das am Rande Ihrer Sichtweite lag? Was steht darauf? Was bedeutet es?“ Er wollte damit sagen, dass unsere Brillen, mit denen wir in den Kosmos geschaut haben, einfach nicht gut genug waren, um die Hubble-Konstante eindeutig aufzulösen. Doch nun haben wir letztes Jahr unsere kosmische Brille geupdatet und schauen nicht mehr nur mit Hubble ins All, sondern vor allem mit James Webb. Da müsste sich die Hubble-Spannung aufgelöst haben. Oder?
Was sind Cepheiden?
Nein, sie ist schlimmer geworden. Ein Forscherteam, angeführt vom eben erwähnten Adam Riess, nutzten das James-Webb-Teleskop, um dem Kosmos mal richtig auf den Zahn zu fühlen, indem sie Cepheiden in weit entfernten Galaxien beobachtet haben. Cepheiden sind eine Art Entfernungsmessstation im Weltraum. Es handelt sich um veränderliche Sterne, das bedeutet, dass sie regelmäßige Perioden der Helligkeitsänderung durchlaufen.
Darstellung der Cepheiden-Messung
Und jetzt kommt‘s: Je heller ein Cepheidenstern in seiner hellsten Phase leuchtet, desto länger ist die Dauer seiner Helligkeitsperiode. Das ist ein eisernes Gesetz, das für alle Cepheiden immer gilt. So als könnte man sagen: Je heller ein Handy leuchtet, desto länger hält sein Akku. Oder so. Und diese wirklich bemerkenswerte Beziehung zwischen der Helligkeit und der Periodendauer von Cepheiden ermöglicht es Astronomen, die Entfernung zu diesen Sternen sehr präzise zu berechnen. Und deswegen sind Cepheiden für die Astronomen zuverlässige Leuchttürme im Universum, mit denen Astronomen die Entfernungen zu weit entfernten Galaxien messen können.
Und die Hoffnung war jetzt, dass, wenn James Webb sich diese Leuchttürme anschaut, die Unklarheiten über die Hubble-Konstante aufgelöst werden könnten. Weil James Webb im Infrarotbereich klarer durch galaktische Staubwolken und Nebel hindurchsehen kann als Hubble im Optischen Bereich und somit die Cepheidenmessungen so exakt wie nie zuvor geschehen könnten. Adam Riess sagt: „Weil die Cepheiden so weit weg sind, erscheinen sie von unserem entfernten Standpunkt aus auf engstem Raum zusammengedrängt, sodass uns oft die Auflösung fehlte, um sie von ihren Nachbarn auf der Sichtlinie zu unterscheiden.”
Hubble-Konstante ist korrekt
Und das Ergebnis, das James Webb nun geliefert hat, hat es in sich. Es lautet: Die bisherigen Messungen von Hubble waren… korrekt. Unser Verständnis der Hubble-Konstante geht grundsätzlich in die richtige Richtung, heißt, der Kosmos dehnt sich aus, und zwar immer schneller. Aber die Hubble-Spannung, die Widersprüche in der Messung bleiben ebenfalls bestehen.
Diese Erkenntnisse zeigen uns aber, dass die Hubble-Spannung keineswegs dadurch zu erklären war, dass unsere kosmische Brille zu schlecht gewesen wäre, also dass wir nur nicht gut genug nachgucken konnten. Sie zeigen auch, dass die Hubble-Spannung real ist und irgendetwas mit unserem Verständnis der kosmischen Expansion definitiv nicht stimmen kann. Adam Riess sagt: „Damit bleiben die interessanteren Möglichkeiten auf dem Tisch und das Geheimnis der Spannung vertieft sich. Die aufregendste Möglichkeit ist, dass die Spannung ein Hinweis auf etwas ist, das wir in unserem Verständnis des Kosmos vermissen.”
Mehr Science-News? Dann hol dir unseren Newsletter!
Wird verarbeitet …
Erledigt! Du bist auf der Liste.
Ups! Es ist ein Fehler aufgetreten und deine Abonnement-Buchung konnte nicht bearbeitet werden. Bitte Seite neu laden und erneut versuchen.
Aber was? Was übersehen wir? Was ist das Puzzleteil, das wir bräuchten, um einen einheitlichen Wert für die Expansion des Kosmos herausfinden zu können? Nachdem Hubble und James Webb zu denselben Ergebnissen kamen, können wir Messfehler wohl eher ausschließen. Bleiben, wie Adam Riess gesagt hat, die wirklich interessanten Möglichkeiten.
Was verursacht die Hubble-Spannung wirklich?
Und das sind vor allem zwei Stück: Erstens Dunkle Energie. Dunkle Energie ist eine mysteriöse, bisher unidentifizierte Energieform, die eine Art negativen Druck im Raum ausüben könnte und dazu führen würde, dass das Universum beschleunigt expandiert. Einige Wissenschaftler glauben, dass es möglicherweise eine Veränderung in der Dunklen Energie im Laufe der Zeit gibt, die die Expansionsrate des Universums beeinflusst. Dies könnte die Diskrepanz zwischen den Messungen erklären.
Zweitens: Unsere Vorstellung der Gravitation ist falsch. Immer mehr Astrophysiker denken, dass unsere derzeitige Vorstellung von Gravitation möglicherweise nicht ausreicht, um die Bewegungen der Galaxien auf großen Skalen genau zu beschreiben. Eine Modifikation der allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein oder das Vorhandensein von bislang unbekannten subtilen Gravitationswechselwirkungen könnten die unterschiedlichen Messungen der Hubble-Konstanten erklären – aber das wäre natürlich schon eine massive wissenschaftliche Revolution.
Ihr wollt mehr über die Hubble-Spannung erfahren? Dann schaut mal in das Video von Astro-Tim rein:
Astronautennahrung, Eisenmeteorite und Plüschplaneten: In unserem Weltraum-Shop bleibt kein Wunsch offen. Kommt vorbei und stöbert in unseren Weltraum-Produkten.
Diese neuen Daten bereiten Wissenschaftlern Sorgen und zeigen, dass wir wohl mitten in einem Terminationsereignis der Eiszeit stecken! Der Grund sind hohe Methanmengen in der Atmosphäre. Wie konnte es dazu kommen, was bedeutet dieses Terminationsereignis für uns und was können wir dagegen tun?
Woran denkt Ihr, wenn Ihr den Begriff Eiszeit hört? Wahrscheinlich an Manny und Sid aus den witzigen Filmen. Was aber die wenigsten Leute wissen: Wir leben in einer Eiszeit. Richtig gehört, das globale Klima ist im Vergleich zu vergangenen Erdepochen kühl. Denken wir mal an die Dinosaurier-Zeit, in der es viel wärmer war, und die CO2-Level bis zu viermal höher waren und dadurch die Artenvielfalt explodierte.
Heute ist es wesentlich kühler. Aber es ist auch nicht der Peak einer Eiszeit. Vor 20.000 Jahren etwa reichten massive Gletscher bis weit nach Zentraleuropa herein, wie Ihr unten auf der Abbildung seht. Das heißt, man hätte in Mecklenburg-Vorpommern fantastischen Ski-Urlaub machen können. Heute würde man mit seinen Skiern in der Mecklenburgischen Seenplatte baden gehen und daher sprechen viele Wissenschaftler sprechen vom interglazialen Holozän. Eine temporäre Warmphase innerhalb einer größeren Eiszeit.
Europa vor 21000 Jahren (United States Geological Survey)
Das Methan in der Atmosphäre
Doch nun gibt es Hinweise darauf, dass diese Eiszeit ein Ende finden könnte, dass ein sogenanntes Termination-Event, oder auf Deutsch Terminationsereignis im Gange ist. Und das hat etwas mit Methan zu tun. Methan führt ein Schattendasein neben seinem viel öfter erwähnten Bruder CO2. Und das, obwohl Methan eine entscheidende Rolle für das Erdklima spielt. Methan ist sogar ein weitaus stärkeres Treibhausgas, aber seine Besonderheit liegt darin, dass es nur eine relativ kurze Verweildauer in der Atmosphäre besitzt.
Bei Methan sprechen wir von wenigen Jahren im Vergleich zu den Jahrhunderten, die CO2 in der Atmosphäre verweilen kann. Methan ist ein bisschen der krawalligere Bruder von CO2, dem aber schneller die Puste ausgeht. In der Erdgeschichte spielte Methan immer eine wichtige Rolle als Signal dafür, dass eine Eiszeit sich dem Ende zuneigt. Und diese Übergänge, bekannt als „Termination”, wurden immer durch scharfe Anstiege von Methan in der Atmosphäre gekennzeichnet.
Terminationsereignis: Methanlevel steigen an
Da fragt man sich, wie kann man das überhaupt überprüfen, welche Anstiege von welchem Treibhausgas es in der fernen Vergangenheit gab? Antwort: Diese Methan-Erhöhungen sind in Luftblasen in Eisbohrkernen dokumentiert und Geo- und Klimawissenschaftler können so den Übergang von einer eisigen Welt zu einer wärmeren datieren. Und jetzt kommt’s: Schaut euch mal die untenstehende Statistik an. Auswertungen von Daten haben gezeigt, dass seit dem Jahre 2006 die Methanlevel massiv ansteigen.
Anstieg des Methans in der Atmosphäre (NOAA_Nisbet et al.)
Dieser Anstieg des Methans in der Atmosphäre sieht aus wie bei vergangenen Terminationsereignissen der Erdgeschichte. Und wenn es aufgrund des Methananstiegs aussieht wie ein Terminationsereignis, dann ist es wahrscheinlich ein Terminationsereignis. Der Mensch ist daran nicht unbedingt schuld. Die Wissenschaftler sind sich noch unsicher, wo die Ursache liegt, aber auffällig ist, dass der starke Anstieg erst um das Jahr 2006 herum begann. Das spricht dagegen, dass hier die Aktivitäten der Menschheit der Hauptfaktor sind.
Schauen wir uns mal als Vergleichswert den weltweiten CO2-Ausstoß an, diese Kurve steigt schon seit Mitte des 20. Jahrhunderts massiv an und ab 2006 sehen wir eine leichte Abflachung mit Tendenz zur Plateaubildung. Wenn wir den CO2-Ausstoß als Indikator für menschliche klimarelevante Aktivitäten nehmen, dann sieht es nicht so aus, als könnte dies der Hauptfaktor für den Methananstieg sein. Außerdem wissen wir, dass die menschlichen Methan-Emissionen in den 80er Jahren mit dem Ausbau der Erdgasindustrie stark anstieg und sich bereits in den 90er Jahren wieder stabilisierte. Aber was ist es dann?
Was sorgt dafür, dass die Eiszeit terminiert wird?
Euan Nisbet, emeritierter Professor für Geowissenschaften an der Royal Holloway University of London hat eine Studie über das aktuelle Terminationsereignis veröffentlicht und sagt: „Innerhalb der Terminierung, die Tausende von Jahren dauert, gibt es diese abrupte Phase, die nur wenige Jahrzehnte dauert. Während dieser abrupten Phase steigt das Methan rapide an, und es wird wahrscheinlich von tropischen Feuchtgebieten angetrieben.”
Auch wenn es noch kontrovers diskutiert wird, scheinen also Feuchtgebiete, vor allem Afrika, die Methanquelle zu sein, die Treiber der Termination. Und warum passiert das? Steigender Niederschlag hat Feuchtgebiete in Afrika feuchter und größer gemacht, während steigende Temperaturen das Pflanzenwachstum gefördert haben, was zu mehr Zersetzungsprozessen und somit zu mehr Methan führt. Im Prinzip also genau die Effekte, die in ihrer Extremform dann zu Bedingungen wie in der Dinosaurierzeit geführt haben.
Auch das Abtauen des Permafrosts in Sibirien, das ja schon mehrere vereiste prähistorische Tierleichname hervorgebracht hat, trägt dazu bei. Und dann ist es ein selbstverstärkender Effekt, durch mehr Methan tauen die Permafrostböden ab und durch das Abtauen der Permafrostböden wiederum entsteht mehr Methan. Euan Nisbet sagt: „Auch wenn die Beweise noch nicht abschließend sind, lohnt es sich, über das Ausmaß einer solchen Klimaverschiebung nachzudenken. In der Vergangenheit haben Terminierungen große Teile der eisigen Tundra auf der Nordhalbkugel in tropische Graslandschaften verwandelt, in denen Flusspferde umherstreifen.”
Auftauender Permafrostboden in Kanada (Boris Radosavljevic _ Wikimedia Commons)
Die Veränderung der Klimabedingungen der Feuchtgebiete in Afrika ist natürlich auch bedingt durch den anthropogenen Klimawandel. Aber auch durch andere Prozesse, die wir noch nicht zu 100 Prozent verstehen wie etwa die Milankovic-Zyklen. Die relevante Frage ist jetzt: Was können wir dagegen tun? Gibt es irgendeinen Weg, den Methanausstoß wieder zu verringern?
Ein paar Punkte, an denen man ansetzen könnte, gibt es schon: In der Erdöl- und Erdgasindustrie gibt es oft Lecks, aus denen Methan ausströmt – hier könnte man genauer darauf achten, diese Lecks umgehend abzudichten. Außerdem sind Deponien eine bedeutende Quelle für Methanemissionen. Das Abdecken von Deponien mit Erde oder anderen Materialien kann verhindern, dass Methan in die Atmosphäre gelangt. Die Landwirtschaft mit ihren Viehbeständen ist ein großer Methanproduzent, aber natürlich auch wichtig für die Menschheit.
Mehr Science-News? Dann hol dir unseren Newsletter!
Wird verarbeitet …
Erledigt! Du bist auf der Liste.
Ups! Es ist ein Fehler aufgetreten und deine Abonnement-Buchung konnte nicht bearbeitet werden. Bitte Seite neu laden und erneut versuchen.
In Irland wird etwa gerade diskutiert, in den nächsten Jahren 200.000 Kühe zu schlachten, um die irischen Klimazielen zu erreichen. Unbestreitbar ist, dass das Umbringen von Lebewesen als CO2- und Methan-Emittenten eine Büchse der Pandora ist, die wir tunlichst geschlossen lassen sollten. Der richtige Weg wäre durch fortschrittliche Technologien die Methan-Emission in der Landwirtschaft zu senken. Schauen wir mal, wie sich das Terminationsereignis weiter entwickelt.
Ihr wollt mehr über das Terminationsereignis erfahren? Dann schaut mal in das Video von Astro-Tim rein:
Astronautennahrung, Eisenmeteorite und Plüschplaneten: In unserem Weltraum-Shop bleibt kein Wunsch offen. Kommt vorbei und stöbert in unseren Weltraum-Produkten.
Ein geheimer Planet wie die Erde in unserem Sonnensystem? Was Forscher behaupten, wäre absolut irre. Hier erfahrt ihr, ob es tatsächlich hinter dem Neptun einen neuen erdähnlichen Planeten gibt und ob damit das ewige Rätsel um Planet 9 gelöst ist.
Wer den Begriff „Planet 9” hört, muss wohl nicht selten an den kleinen Pluto denken, der bis 2006 noch der neunte Planet war. Es gab gute Argumente für seine Degradierung, da wir ansonsten nun zahlreiche weitere Himmelskörper zu Planeten hätten machen müssen. Aber trotzdem gibt es weiterhin eine Menge Pluto-Fans – kommentiert mal: Seid ihr auch noch Pluto-Fan?
Wenn man heutzutage von Planet 9 spricht, dann meint man allerdings einen hypothetischen weiteren Planeten in den Außenbereichen des Sonnensystems, den wir bislang noch nicht entdeckt haben, von dem aber viele Astronomen denken, dass er existiert. Wie kommen die Forscher darauf? Die Idee seiner Existenz entstand aus der Beobachtung von unerklärlichen Verhaltensweisen von transneptunischen Objekten, kurz TNOs, die sich jenseits des Neptuns befinden. Diese TNOs, zu denen Objekte wie Sedna und auch Eris gehören, zeigen sehr exzentrische Verhaltensweisen. Sie bilden seltsame Cluster und weisen oftmals eine extreme Neigung ihrer Umlaufbahn auf. Und da kommen einige Astronomen und sagen: Also muss da ein schwerer Planet sein, der diese Objekte durch seine Gravitation beeinflusst!
Und so war der Mythos von Planet 9 geboren. Natürlich steckt schon noch ein wenig mehr Wissenschaft dahinter. Man hat Computermodelle und Simulationen verwendet, um zu zeigen, dass diese Beobachtungen am besten durch die Existenz eines großen, bisher unentdeckten Planeten erklärt werden können. Und bisher ging man davon aus, dass Planet neun am ehesten ein Gasplanet sein müsste, der vielleicht mit dem Neptun vergleichbar wäre. Und das würde auch passen: Warum sollte sich neben den vier uns bekannten Gasplaneten nicht noch ein weiterer gebildet haben, damals als das Sonnensystem noch jung war und sich in einer primordialen Wolke aus Gas zu den Planeten zusammengepappt hat. Aber hätte man den Planeten dann nicht schon längst finden müssen!?
Verteilung der TNOs (Tom Ruen _ Wikimedia Commons)
Die Suche nach Planet 9
Man würde meinen, dass man so einen Planeten leicht finden könnte. Aber man darf nicht unterschätzen, wie weit entfernt diese Regionen des Sonnensystems sind. Selbst der Uranus und der Neptun waren den Menschen der Antike und des Mittelalters unbekannt und wurden erst mit besserer Technik vor rund zwei Jahrhunderten entdeckt. In dieser großen Entfernung ist es auch sehr dunkel, und das Licht von der Sonne so schwach, dass ein potenzieller Planet nur wenig Licht reflektieren würde und daher sehr schwierig aufzuspüren wäre.
Außerdem wäre Planet 9 echt eine lahme Ente. In dieser Entfernung hätte er eine so lange Umlaufbahn um die Sonne, dass es Jahre dauern könnte, bis er sich auch nur geringfügig am Himmel bewegt. Zum Vergleich: Der Neptun benötigt 165 Erdenjahre, um sie einmal zu umrunden. Bei Planet 9 würden wir also mindestens von 200 bis 300 Jahren sprechen. Und dieses gemächliche Verhalten würde es dann auch knifflig machen, ihn von den Sternen im Hintergrund zu unterscheiden. Astronomen sind nämlich ein bisschen wie T-Rexe, sie reagieren vor allem auf Bewegungen und wenn etwas stillsteht, können sie es nicht sehen.
Planet 9 ist erdähnlich
Und nun gab es eine echte Sensationsstudie in der astronomischen Community, ein Forscherteam behauptet nun: Planet 9 ist gar nicht der erwartete riesige Gasplanet, sondern tatsächlich ein erdähnlicher Planet. Also ein terrestrischer Steinplanet ähnlich unserer Erde, aber auch mit einigen massiven Unterschieden. Laut ihren Berechnungen hätte diese geheime Welt mindestens die anderthalbfache aber auf keinen Fall mehr als die dreifache Masse der Erde und wäre nicht weiter als 500 astronomische Einheiten von der Sonne entfernt. Das wäre verdammt weit weg, der Neptun etwa ist im Schnitt nur 30 astronomische Einheiten von der Sonne entfernt, also 4,5 Milliarden Kilometer. Was für ein faszinierender Gedanke, oder? Eine Art Super-Erde mit fester Oberfläche in den finsteren Weiten des Sonnensystems.
Künstlerische Darstellung von Planet 9 (Tom Ruen _ Wikimedia Commons)
In ihrer Studie schreiben die Forscher: „Ein erdähnlicher Planet, der sich auf einer entfernten und geneigten Umlaufbahn befindet, kann drei grundlegende Eigenschaften des entfernten Kuipergürtels erklären: eine herausragende Population von TNOs mit Umlaufbahnen jenseits von Neptuns gravitativer Einflusszone, eine bedeutende Population von Objekten mit hoher Neigung und die Existenz einiger extrem eigenartiger Objekte mit eigenartigen Umlaufbahnen.”
Seltsames Verhalten der TNOs
Anders gesagt: Simulationen und Berechnungen haben gezeigt, dass die beobachteten Clusterbildungen und Neigungen der TNOs besser mit einem erdähnlichen Planeten in der Nähe ihrer Umlaufbahnen erklärt werden können. Die Tatsache, dass wir Planet 9 bislang noch nicht entdeckt haben, deutet entweder daraufhin, dass es ihn gar nicht gibt oder dass er wirklich weit entfernt ist.
Mehr Science-News? Dann hol dir unseren Newsletter!
Wird verarbeitet …
Erledigt! Du bist auf der Liste.
Ups! Es ist ein Fehler aufgetreten und deine Abonnement-Buchung konnte nicht bearbeitet werden. Bitte Seite neu laden und erneut versuchen.
Das seltsame Verhalten der TNOs zeigt aber, dass da irgendwas sein muss. Also spricht mehr für die Variante, dass Planet 9 wirklich immens weit weg ist. So weit hinten im Sonnensystem gab es aber vermutlich nie genügend Gas für die Bildung eines neptungroßen Gasplaneten, aber was es dort in Hülle und Fülle gibt sind Asteroiden und Kometen. Und genau aus diesem Zeug könnte sich still und heimlich ein terrestrischer, also ein Gesteinsplanet gebildet haben. Und wie die Berechnungen aus der neuen Studie zeigen, würde ein solcher erdähnlicher Planet mit dieser Masse und mit dieser Entfernung perfekt das Verhalten der TNOs erklären.
Wäre Planet 9 also einfach nur ein Eisklumpen?
Kalt ist es dort hinten sicherlich. Aber es wäre denkbar, dass es auf Planet 9 Kryovulkanismus gibt, wie auf den Eismonden des Jupiters und des Saturns. Diese Monde werden durch Gezeitenkräfte der massereichen Gasplaneten durchgeknetet, wodurch trotz kalter Temperaturen das Eis schmilzt und in heißen Fontänen an der Oberfläche herausspritzt. Je nachdem welche geologischen Aktivitäten es auf Planet 9 gibt, wäre dies dort auch denkbar. Oder wenn diese kalte Super-Erde einen ausreichend massereichen Mond hätte, könnte auch dadurch der Kryovulkanismus ausgelöst werden. Ich weiß, es ist Spekulation, aber wir haben die realistische Möglichkeit, dass es einen erdähnlichen Planeten hinter dem Neptun gibt, der einen unterirdischen Ozean besitzt. Und wer weiß, was dann dort für Lebensformen existieren könnten.
Ihr wollt mehr über Planet 9 erfahren? Dann schaut mal in das Video von Astro-Tim rein:
Astronautennahrung, Eisenmeteorite und Plüschplaneten: In unserem Weltraum-Shop bleibt kein Wunsch offen. Kommt vorbei und stöbert in unseren Weltraum-Produkten.
Deutsche Wildschweine sind radioaktiv – gewagte These, oder? Forscher rätseln schon lange über das sogenannte Wildschwein-Paradoxon und nun haben wir es gelöst.
Versetzen wir uns zurück ins Jahr 1986, als die Nuklearkatastrophe von Tschernobyl geschah. Nach dieser Katastrophe stiegen die Strahlenwerte in weiten Teilen Europas, und Deutschland war keine Ausnahme. Radioaktives Cäsium-137 gelangte in die Umwelt und wurde von Pflanzen und Tieren aufgenommen.
In den Jahrzehnten nach der Tschernobyl-Katastrophe sank die radioaktive Belastung in vielen Tierarten, Pflanzen und Pilzen. Das geschah, weil der Regen das radioaktive Material aus der Umwelt spülte, es sich in Mineralien band und sich tief in den Boden verlagerte. Dadurch nahm die Belastung für Menschen und Tiere ab, und die Lebensmittel konnten wieder als sicher betrachtet werden. So weit, so gut, aber eine Sache stellte die Wissenschaftler vor ein Rätsel.
Das Wildschwein-Paradoxon
Während die Kontamination in Pilzen, Pflanzen aber auch Wildtieren wie Hirschen und Rehen im Laufe der Zeit abnahm, blieben die Wildschweine mysteriöserweise stark radioaktiv belastet. Proben von Wildschweinfleisch aus Mitteleuropa enthalten teilweise eine Cäsiumbelastung, die den europäischen Grenzwert um das 25-fache überstieg. Warum sind die Wildschweine immer noch so stark kontaminiert, obwohl Cäsium-137 eine Halbwertszeit von etwa 30 Jahren hat? Nach dieser Zeit sollte die Kontamination erheblich abnehmen und Tschernobyl ist jetzt schon 37 Jahre her.
Ein Teil der Antwort ist, dass nicht nur die Tschernobyl-Strahlung verantwortlich ist, sondern dass auch die Radioaktivität von Kernwaffentests im 20. Jahrhundert im deutschen Boden schlummert. Obwohl Tschernobyl die Hauptquelle für Cäsium in Wildschweinen ist, wies etwa ein Viertel der Proben einen so hohen Anteil an Radioaktivität aus Kernwaffentests auf, dass der Grenzwert schon so überschritten wurde, ohne dass der Beitrag von Tschernobyl berücksichtigt wurde.
Jetzt fragt man sich, woher man überhaupt wissen will, welche Strahlung aus welcher Quelle stammt. Ganz einfach: Die Isotope unterscheiden sich. Durch Tschernobyl stieg vor allem die Menge an Cäsium-137 an. Aber ein wesentlich stabileres Isotop – Cäsium-135, das übrigens eine Halbwertszeit von über zwei Millionen Jahren hat, wurde auch gemessen. Nach früheren Forschungsergebnissen lässt sich anhand des Verhältnisses von Cäsium-135 zu Cäsium-137 feststellen, woher das Cäsium stammt; ein hohes Verhältnis deutet auf Kernwaffenexplosionen hin, während ein niedriges Verhältnis auf Kernreaktoren als wahrscheinliche Quelle hindeutet.
Radioaktive Wolke nach dem Tschernobyl-Unglück (Bundesamt für Strahlenschutz)
Das Forscherteam hat nun genau dieses Cäsium-Verhältnis in 48 Proben besten bayerischen Wildschweinfleischs getestet. Und anhand des Cäsium-Verhältnisses ermittelten die Forscher, dass Atomwaffentests für zwölf bis 68 Prozent der Kontamination in den Proben verantwortlich waren, die den sicheren Grenzwert für den Verzehr überstiegen. Relativ ungenauer Wert, aber klar ist, dass Tschernobyl hier nicht das alleinschuldige Ereignis ist. Die Forscher schreiben: „Alle Proben zeigen Signaturen der Vermischung. Kernwaffenfallout und Tschernobyl haben sich im bayerischen Boden vermischt, wobei die Freisetzungsmaxima etwa 20-30 Jahre auseinander lagen.“
Diese Kernwaffentests fanden nicht in Deutschland statt, aber haben trotz dieser immensen Distanz Einfluss auf die Natur hier. Jetzt stellt sich aber immer noch die Frage, warum gerade die Wildschweine in Tschernobyl davon so betroffen sind.
Trüffel als Quelle für Radioaktivität
Querschnitt eines Hirschtrüffels (Michael Castellano _ Wikimedia Commons)
Wer schon mal Wildschweine beim Fressen beobachtet hat, weiß, dass sie mit ihren Rüsselnassen tief im Boden wühlen, um Nahrung zu finden. Und ihre Leibspeise sind Hirschtrüffel. Doch dass Wildschweine solche Gourmets sind, bezahlen sie mit erhöhter Radioaktivität. Denn in diesen weit unter der Erde wachsenden Pilzen reichert sich das radioaktive Cäsium erst mit großer Verzögerung an. Es kann Jahrzehnte dauern, bis die radioaktiven Isotope so weit nach unten vorgedrungen sind und sich dann in den Pilzen anreichern, weil die meisten Hirschtrüffel in 20 bis 40 Zentimetern Tiefe liegen.
Und andere Tierarten graben nicht so tief nach Nahrung wie die Connaisseure des Tierreichs, die Wildschweine. Der beteiligte Forscher Georg Steinhauser von der Technischen Universität Wien sagt: „Das Cäsium wandert sehr langsam durch den Boden nach unten, manchmal nur rund einen Millimeter pro Jahr. Wenn man all diese Effekte addiert, lässt sich erklären, warum die Radioaktivität der Hirschtrüffel – und in weiterer Folge der Schweine – größenordnungsmäßig relativ konstant bleibt.”
Mehr Science-News? Dann hol dir unseren Newsletter!
Wird verarbeitet …
Erledigt! Du bist auf der Liste.
Ups! Es ist ein Fehler aufgetreten und deine Abonnement-Buchung konnte nicht bearbeitet werden. Bitte Seite neu laden und erneut versuchen.
Die Wildschweine werden wohl nicht aufhören zu strahlen, denn das Tschernobyl-Cäsium erreicht gerade erst diese tieferen Schichten, wo sich die Trüffel befinden. Das Wildschwein-Paradoxon ist also gelöst, doch bedeutet das, dass Ihr auf euer Wildschweingulasch, Rotkohl und Klöße verzichten müsst? Nein, denn Wildschweinfleisch, das in den Handel gelangt, wird in Deutschland getestet und man muss nicht davon ausgehen, ein radioaktiv belastetes Stück Gulasch am Weihnachtsabend zu verzehren.
Ihr wollt mehr über Wildschweine erfahren? Dann schaut mal in das Video von Astro-Tim rein:
Astronautennahrung, Eisenmeteorite und Plüschplaneten: In unserem Weltraum-Shop bleibt kein Wunsch offen. Kommt vorbei und stöbert in unseren Weltraum-Produkten.
Ist das die Entdeckung, auf die wir so lange gewartet haben? Könnte das endlich der Nachweis von außerirdischem Leben auf einem Exoplaneten sein? James Webb hat Biomarker in der Atmosphäre von K2-18b entdeckt und wenn sich das bewahrheitet, wäre es wohl die größte wissenschaftliche Entdeckung des Jahrzehnts.
Der Beweis für außerirdisches Leben steht weiterhin aus. Das ist mysteriös, denn bei der schieren Größe unserer Galaxis muss es eigentlich irgendwo Leben geben. Zur Erinnerung: Wir sprechen von mindestens 100 Milliarden Sternsystemen mit mindestens 200 Milliarden Planeten, wahrscheinlich eher mehr. Also müsste es eigentlich Aliens geben, aber gefunden haben wir sie noch nicht.
Das Fermi-Paradoxon
Diesen Umstand bezeichnet man als das Fermi-Paradoxon. Doch das könnte sich jetzt geändert haben. Die neueste Entdeckung könnte die größte News in der Astronomie überhaupt sein. Seit letztem Jahr beobachten wir mit den Infrarot-Augen des James-Webb-Teleskops den Kosmos. Es ist das leistungsstärkste Weltraumteleskop, das die Menschheit jemals konstruiert hat. Und bereits das erste Bild von James Webb, das im Juli 2022 veröffentlicht wurde, hatte es in sich.
Es gibt zum Beispiel das Bild „James Webb Deep Field“, das den 4,6 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxienhaufen SMACS0732 zeigt. Durch den sogenannten Gravitationslinseneffekt dieser Galaxien wird ein Blick auf noch weiter dahinterliegende Objekte ermöglicht. Das sind Objekte in unfassbarer Entfernung tief versteckt in Raum und Zeit, doch James Webb kann natürlich auch nähere Objekte begutachten und genau das hat es nun getan.
James Webb und der Exoplanet K2-18b
James Webb hat den Exoplaneten K2-18b unter die Lupe genommen. Dieser Planet hat es wirklich in sich. Er liegt in nur 110 Lichtjahren Entfernung zur Erde. Das ist in kosmischen Maßstäben ein Katzensprung, quasi direkt vor der Haustüre. Er ist 8,6-mal so massereich wie die Erde und umkreist den kühlen Zwergstern K2-18 in der habitablen Zone. Die habitable Zone ist der Bereich eines Sternsystems, in dem erdähnliche Bedingungen möglich sind, also vor allem flüssiges Wasser aufgrund der richtigen Temperaturen.
Künstlerische Darstellung von K2-18 b (ESA_Hubble)
Bei einem Zwergstern wie K2-18 ist diese habitable Zone wesentlich näher am Stern als bei unserer Sonne, da er weniger Energie und Wärme ausstrahlt und man für angenehme Temperaturen näher dran sein muss.
Methan und Kohlendioxid in Atmosphäre von K2-18b
Mithilfe seiner hochauflösenden Instrumente hat James Webb Methan und Kohlendioxid in der wasserstoffreichen Atmosphäre auf K2-18b eindeutig identifiziert. Und es kommt noch dicker: Die Forscher haben auch ein anderes, schwächeres Signal im Spektrum von K2-18b identifiziert. Das deutet wahrscheinlich auf das Molekül Dimethylsulfid hin. Auf der Erde wird Dimethylsulfid nur von Lebewesen produziert, hauptsächlich von Mikroorganismen wie Phytoplankton. Der Hauptautor der neuen Studie Professor Nikku Madhusudhan von der Universität Cambridge sagt: „Traditionell konzentrierte sich die Suche nach Leben auf Exoplaneten hauptsächlich auf Gesteinsplaneten, aber Hycean-Welten sind deutlich besser für atmosphärische Beobachtungen geeignet.”
Was sind Hycean-Welten?
Hierbei handelt es sich um eine eigene Klasse von Planeten mit wasserstoffreicher Atmosphäre und einer komplett von heißem Wasser bedeckten Oberfläche. Habt Ihr mal Star Wars „Knights of the old republic“ gespielt? Da gibt es den Planeten Manaan mit seinen amphibischen Bewohnern, den Selkath, ein perfektes Beispiel für eine Hycean Welt.
Für uns Menschen nicht optimal, aber für die grundsätzliche Bildung von Leben perfekt. Wir müssen uns klar machen, was dieser Fund bedeutet: Methan und Kohlendioxid müssen zwar nicht zwingend auf Leben hindeuten, aber von der Erde wissen wir, dass sie auch durch biologische Prozesse entstehen. Methan etwa wird auf der Erde hauptsächlich durch biologische Prozesse wie die Aktivität von Methan bildenden Mikroorganismen erzeugt. Kohlendioxid, CO2, kennt jeder, das atmen wir alle aus.
Spektrum vom Exoplaneten K2-18b
Da es nun so aussieht, als wäre K2-18b bedeckt von einem globalen Ozean, kann man schon optimistisch sein, dass diese Gase biologischen Ursprungs sein könnten. Der Schlüssel zum Beweis für außerirdisches Leben ist aber wohl das Dimethylsulfid, denn das wäre, nach allem, was wir wissen, ein eindeutiger Biomarker. Während das Kohlendioxid und Methan zweifelsfrei nachgewiesen wurden in der Atmosphäre, ist das beim Dimethylsulfid noch nicht ganz sicher. Professor Madhusudhan sagt: „Weitere Beobachtungen sind erforderlich, um festzustellen, ob es sich tatsächlich um DMS handelt. Die Möglichkeit von DMS in der Atmosphäre ist äußerst vielversprechend, aber wir planen, noch einmal genau hinzusehen, um seine Existenz endgültig festzustellen.”
Transitmethode hilft bei Atmosphärenbeobachtung
Bald wissen wir mehr, denn Webb wird nun einen weiteren Transit von K2-18b beobachten. Man analysiert dann das Licht des Muttersterns von K2-18b, wenn es durch die Atmosphäre des Exoplaneten fällt und von James Webb aufgefangen werden kann. Mit dieser Transitmethode können wir dann Angaben über Exoplanetenatmosphären machen. Und wie unfassbar leistungsstark James Webb ist, sieht man daran, dass eine Transitbeobachtung mit Webb eine vergleichbare Präzision liefert wie acht Beobachtungen mit dem Hubble Weltraumteleskop, die über mehrere Jahre in einem kürzeren Wellenlängenbereich durchgeführt wurden. Vielleicht haben wir also beim nächsten Transit schon den definitiven Beweis für Dimethylsulfid – und wenn wir die Bestätigung haben, würde das unsere Rolle im Universum für immer verändern.
Mehr Science-News? Dann hol dir unseren Newsletter!
Wird verarbeitet …
Erledigt! Du bist auf der Liste.
Ups! Es ist ein Fehler aufgetreten und deine Abonnement-Buchung konnte nicht bearbeitet werden. Bitte Seite neu laden und erneut versuchen.
Stellt euch das mal vor: Wenn auf diesem einen Exoplaneten organische Prozesse existieren, dann müssen wir davon ausgehen, dass es das überall in der Milchstraße gibt. Wir können optimistisch sein, denn K2-18 bietet – nach allem, was wir jetzt wissen – die perfekten Voraussetzungen für Leben. Eine Supererde in der habitablen Zone, ein heißer Ozean, also die perfekte Ursuppe und Biomarker in der Atmosphäre. Viel mehr geht nicht. Professor Madhusudhan sagt: „Unser ultimatives Ziel ist die Identifikation von Leben auf einem bewohnbaren Exoplaneten, was unser Verständnis unseres Platzes im Universum verändern würde. Unsere Ergebnisse sind ein vielversprechender erster Schritt in diese Richtung.”
Ihr wollt mehr über den Exoplaneten K2-18b erfahren? Dann schaut mal in das Video von Astro-Tim rein:
Astronautennahrung, Eisenmeteorite und Plüschplaneten: In unserem Weltraum-Shop bleibt kein Wunsch offen. Kommt vorbei und stöbert in unseren Weltraum-Produkten.
Die Erdachse hat sich verschoben – und Schuld daran haben… wir! Was ist mit der Erdachse geschehen und welche Auswirkungen hat das auf das Leben auf der Erde?
Eine schnurgerade Achse bei Planeten ist die Ausnahme. Auch unsere Erde ist schief. Wenn Ihr eine Linie vom Südpol bis zum Nordpol ziehen würdet, wäre diese Linie gemessen an der Umlaufebene der Erde zur Sonne um 27,27 Grad geneigt. Das liegt daran, dass die Erde in der Vergangenheit einige heftige Kollisionen einbüßen musste, die größte davon mit dem Protoplaneten Theia, durch die letztendlich der Mond entstanden ist.
Für uns eine gute Entwicklung, denn ohne die Erdachsenneigung sähe das Leben auf der Erde komplett anders aus. Das wichtigste Ergebnis dieser Neigung sind die Jahreszeiten. Während der Sommermonate ist die Hemisphäre, die zur Sonne geneigt ist, der Sonneneinstrahlung stärker ausgesetzt und erwärmt sich entsprechend. In den Wintermonaten neigt sich die andere Hemisphäre von der Sonne weg und erhält weniger direktes Sonnenlicht, was zu kälterem Wetter führt.
Drehung der Erdachse (Silver Spoon _ Wikimedia Commons)
Dieser Effekt ist so stark, dass er sogar die Auswirkungen der Entfernungen der Erde zur Sonne übertrifft. Wenn wir auf der Nordhalbkugel Winter haben, ist die Erde der Sonne am nächsten, denn die Erde befindet sich immer Anfang Januar an ihrem sonnennächsten Punkt, dem sogenannten Perihel. Und trotzdem ist dann bei uns Winter, weil durch die Erdachsenneigung unsere Hemisphäre von der Sonne weggeneigt ist.
Weitere Effekte der Erdachsenneigung
Aber die Erdachsenneigung ruft tatsächlich noch mehr Effekte hervor als bloß die Jahreszeiten. So beeinflusst die Neigung der Erdachse auch die Länge der Tage. In den Sommermonaten, wenn die Hemisphäre geneigt und der Nordpol zur Sonne hin ausgerichtet ist, sind die Tage dort länger, während in den Wintermonaten die Tage kürzer sind. Das führt dann in der extremen Ausprägung zum Polartag, wenn die Sonne gar nicht mehr untergeht und zur Polarnacht, wenn sie nicht mehr über dem Horizont zu sehen ist.
Die Funktionsweise der Jahreszeiten, Tageslänge, Menge an Licht, die verschiedene Regionen der Erde zu bestimmten Zeitpunkten erhalten und damit auch Flora und Fauna – all das wird direkt beeinflusst durch den Neigungswinkel der Erdachse. Und nun das: Die Erdachse hat sich verschoben und wir sind es schuld!
Die Erdform bezeichnet man auch als Geoid (ESA_HPF_DLR)
Warum hat sich die Erdachse verschoben?
Wie kann es denn nun sein, dass die Erdachse sich verschiebt? Tatsächlich geschieht das unter anderem auch durch natürliche Zyklen, die Teil der sogenannten Milankovic-Zyklen sind. Die Erdachse ist jedenfalls nicht fest und unbeweglich. Sie unterliegt kleinen Veränderungen und Schwankungen im Laufe der Zeit. Eine dieser Bewegungen wird als Polwanderung bezeichnet, oder auch als wahre Polwanderung, um sie von der Bewegung der magnetischen Pole abzugrenzen.
Bei der wahren Polwanderung verschiebt sich die Erdachse und damit die Position der geographischen Pole. Das kann geschehen aufgrund verschiedener Faktoren, wie der Bewegung der Kontinente, dem Abschmelzen von Gletschern, der Verschiebung von Massen im Inneren der Erde, dem Einfluss von Meeresströmungen oder eben kosmischen Einflüssen wie der Gravitationswirkung anderer Himmelskörper oder Kollisionen wie damals mit Theia. Oder es kann passieren, weil wir Grundwasser abpumpen. Kein Witz, eine neue Studie hat herausgefunden, dass sich durch das Abpumpen von Grundwasser durch uns Menschen die Erdachse verschoben hat.
Was das Grundwasser mit der Erdachse zu tun hat
Wir Menschen pumpen große Mengen Grundwasser aus dem Boden, um es für Bewässerungszwecke in der Landwirtschaft oder für den Hausgebrauch zu nutzen. Dieses abgepumpte Wasser wird nicht immer in ausreichendem Maße wieder aufgefüllt, was nach und nach zu einer Absenkung des Landes führt. Logischerweise können diese Landabsenkungen erhebliche Auswirkungen haben, indem sie Schäden an Gebäuden und Infrastruktur verursachen und den verfügbaren Raum für die Speicherung von Wasser unter der Erde verringern.
Das sind natürlich sehr langwierige Prozesse, die sich aber schon länger deutlich machen und die man kennt. Doch dass es sogar Auswirkungen auf die Erdachse hat, das war bislang nicht bekannt. Die neue Forschungsarbeit zeigt, dass das Absaugen von Grundwasser eine ähnliche Wirkung auf die Verschiebung der Erdachse hat wie das Abschmelzen der Polkappen und der Gletscher.
Das Grundwasser dient als eine Art Gewicht, das auf bestimmte Regionen der Erde drückt. Wenn große Mengen Grundwasser abgepumpt werden, ändert sich die Verteilung der Massen um die Welt und beeinflusst die Rotationsachse der Erde. Und das Ausmaß der Verschiebung, die durch das Abpumpen von Grundwasser verursacht wird, ist wirklich beeindruckend. Zwischen 1993 und 2010 hat der Grundwasserabbau zu einer Verschiebung der Erdachse um etwa 80 Zentimeter geführt. Das klingt jetzt erst mal nicht viel, aber wenn man bedenkt, dass sich in globalen Maßstäben Dinge nur sehr langsam bewegen und verändern, dann ist 80 Zentimeter in wenigen Jahren verursacht durch uns Menschen schon wirklich allerhand.
Ki-Weon Seo, Geophysiker an der Universität Seoul in Südkorea und Leiter der Studie sagt: „Unsere Studie zeigt, dass neben klimabedingten Ursachen die Umverteilung von Grundwasser den größten Einfluss auf die Verschiebung der Rotationsachse hat. Fast 50 Prozent der Polwanderung wird durch unseren Wasserverbrauch beeinflusst.” Veränderungen der Erdachse gefährlich?
Nicht nur wird das Wasser ungleichmäßig abgesaugt, es wird dann auch an anderen Stellen wieder hinzugefügt. Denn das Grundwasser wird ja nicht zwingend dort genutzt, wo es abgepumpt wird. Und das hat dann nicht nur Auswirkungen auf die Erdachse. Zwischen 1993 und 2010 wurden laut der Studie mehr als zwei Billionen Tonnen unterirdisches Grundwasser abgepumpt und an anderer Stelle auf der Welt eingesetzt. Das Wasser hat sich daraufhin teilweise in die Ozeane verlagert – und den Meeresspiegel um 6,24 Millimeter ansteigen lassen. Also 80 Zentimeter Erdachsenverschiebung, sechs Millimeter Meeresspiegelanstieg.
Laut den Forschern besteht erst mal wenig Grund zur Sorge. Die jährlichen natürlichen Schwankungen der Erde sind bislang noch stärker ausgeprägt als die Polwanderung. Laut den koreanischen Forschern könnte das in ein paar Jahrtausenden allerdings anders aussehen, denn sollte sich die Erdachse irgendwann um mehrere Grad verschoben haben, dann hat das Folgen für das globale Klima und die Jahreszeiten.
Eine wichtige Rolle für die Eiszeit vor drei Millionen Jahren spielte beispielsweise die Neigung der Erdachse. Aber auch wenn es beachtlich ist, dass wir Menschen durch Grundwasserpumpen die Erdachse überhaupt verschoben haben, wird dies angesichts der eben erwähnten Milankovic-Zyklen keine nennenswerten Auswirkungen haben. Wir sind nicht mächtiger als kosmische Zyklen, die sich über Jahrtausende abspielen. Und mal davon abgesehen: Eine Zivilisation braucht nun mal Landwirtschaft und Wasser und es ist sicherlich keine Lösung, nun die Landwirtschaft zurückzubauen und damit weniger Menschen ernähren können.
Mehr Science-News? Dann hol dir unseren Newsletter!
Wird verarbeitet …
Erledigt! Du bist auf der Liste.
Ups! Es ist ein Fehler aufgetreten und deine Abonnement-Buchung konnte nicht bearbeitet werden. Bitte Seite neu laden und erneut versuchen.
Was allerdings eine Lösung ist, wäre mehr Gentechnik in der Landwirtschaft, um durch modifizierte Pflanzenarten mehr Menschen versorgen zu können und dabei weniger Wasser zu verbrauchen. Dahin muss die Reise gehen, wenn wir eine wirklich fortschrittliche, vielleicht irgendwann mehrere Planeten besiedelnde Spezies werden wollen.
Ihr wollt mehr über dieses Thema erfahren? Dann schaut mal in das Video von Astro-Tim rein:
Astronautennahrung, Eisenmeteorite und Plüschplaneten: In unserem Weltraum-Shop bleibt kein Wunsch offen. Kommt vorbei und stöbert in unseren Weltraum-Produkten.
Das radioaktive Abwasser von Fukushima soll in den Ozean abgelassen werden. Diese Maßnahme Japans ruft große Kritik hervor. Aber ist es wirklich gefährlich, das Wasser am Ort dieser Nuklearkatastrophe einfach in den Ozean fließen zu lassen?
Die meisten von euch werden sich noch erinnern. Am 11. März 2011 erschütterte ein verheerendes Erdbeben der Stärke 9 die japanischen Inseln. Dieses Beben löste einen Tsunami aus, der massive Zerstörung anrichtete und das Kernkraftwerk Fukushima Daiichi traf. Das war der Beginn einer der schwersten nuklearen Katastrophen in der Geschichte.
Das Erdbeben und der Tsunami führten zu schweren Schäden an den Reaktoren des Kernkraftwerks Fukushima. Die Sicherheitssysteme des Kraftwerks versagten, und es kam zu Kernschmelzen und Wasserstoffexplosionen in mehreren Reaktoren. Dies wiederum führte zur Freisetzung von radioaktiven Substanzen in die Umwelt. Tausende Menschen wurden evakuiert, ganze Städte wurden zeitweise unbewohnbar, und es kam zu einer erheblichen Freisetzung von radioaktivem Material in die Atmosphäre und das Meer.
Luftaufnahme des Kraftwerks Fukushima Daichi (Tokyo Electric Power Co., TEPCO)
Die Folgen von Fukushima
Die Folgen waren massiv. Landwirtschaftliche Flächen wurden kontaminiert, Lebensmittel wurden verseucht, und die Strahlung gefährdete die Gesundheit derjenigen, die in der Nähe des Unglücksortes lebten. In den folgenden Jahren wurden umfangreiche Aufräumarbeiten durchgeführt, um die Strahlung einzudämmen und die Region zu rehabilitieren. Natürlich nimmt die Strahlung auch auf natürlichem Wege mit der Zeit ab und aktuell gibt es im Umkreis von Fukushima kaum noch nennenswerte Strahlung in einem wirklich bedrohlichen Ausmaß.
Aber trotzdem, auch jetzt, knapp zwölf Jahre nach dem Unglück ergeben sich weiterhin Probleme. Seit 2011 ist dort kontaminiertes Wasser angefallen, das täglich im Kraftwerk erzeugt wurde. Denn Wasser war notwendig, um die beschädigten Reaktoren zu kühlen, und Grundwasser, das kontaminiert wurde, während es das Gelände durchdrang, musste abgepumpt und gelagert werden. Über 1000 Tanks wurden vor Ort errichtet, um über eine Million Tonnen radioaktives Wasser zu lagern.
Die Aufbewahrung und Verwaltung des Wassers in großen Tanks vor Ort ist zu einer Herausforderung geworden, denn das Wasservolumen ist mittlerweile so sehr gewachsen, dass kritische Kapazitätsgrenzen erreicht sind. Da stellt sich die drängende Frage: Wohin mit dem Fukushima-Wasser? Um hierfür eine Lösung zu finden und das auch langfristig zu klären, damit man nicht in ein paar Jahren wieder vor demselben Problem steht, hat die japanische Regierung den pragmatischen Plan gefasst, das aufbereitete Wasser einfach in den Ozean zu leiten.
Wassertanks im Kraftwerk Fukushima (IAEA Imagebank)
Radioaktives Wasser gefiltert
Die Tokyo Electric Power Company, kurz TEPCO, die Betreiberfirma von Fukushima, hat das aufbereitete Wasser durch ein fortschrittliches Behandlungssystem namens ALPS gefiltert, um die meisten radioaktiven Elemente wie Kobalt 60, Strontium 90 und Cäsium 137 zu entfernen. Tritium, eine radioaktive Form von Wasserstoff, bleibt jedoch zurück, denn es ist schwer Wasserstoff von Wasser zu trennen. Wenn eines der Wasserstoffatome im Wasser durch Tritium ersetzt wird, entsteht radioaktives sogenanntes tritiiertes Wasser. Tritiiertes Wasser ist chemisch identisch mit normalem Wasser, was seine Trennung vom Abwasser teuer, energieintensiv und zeitaufwendig macht. Und 2020 hatte man schon mal gecheckt, ob aktuelle Tritium-Trenntechnologien in der Lage wären, die hier benötigten großen Wassermengen zu verarbeiten. Sind sie leider nicht.
Mehr Science-News? Dann hol dir unseren Newsletter!
Wird verarbeitet …
Erledigt! Du bist auf der Liste.
Ups! Es ist ein Fehler aufgetreten und deine Abonnement-Buchung konnte nicht bearbeitet werden. Bitte Seite neu laden und erneut versuchen.
Wir werden das Tritium im Fukushima-Wasser also nicht los. Ist das schlimm? Nein, denn im Vergleich zu anderen radioaktiven Elementen ist Tritium relativ harmlos, und seine Existenz als tritiiertes Wasser verringert seine Umweltauswirkungen immens. Chemisch identisch mit normalem Wasser durchläuft tritiiertes Wasser normales Wasser einfach und reichert sich daher nicht stark im Körper lebender Wesen an. Tritiiertes Wasser akkumuliert sich kaum im Körper von Tieren und hat einen sogenannten Bioakkumulationsfaktor von etwa 1. Im Vergleich dazu besitzt zum Beispiel radioaktives Cäsium-137 einen Bioakkumulationsfaktor von ungefähr 100, da es sich in der Nahrungskette nach und nach anreichert.
Also stellt euch mal vor, Ihr seid ein Kugelfisch vor der Küste Fukushimas und freut euch, dass euch bisher noch keine japanischen Meisterköche in die Finger bekommen haben. Aufgrund des Bioakkumulationsfaktor von 1 könnt Ihr nicht mehr Tritium in euren Kugelfischkörper aufnehmen als im umgebenden Wasser drin ist. Im umgebenden Wasser ist aber natürlich quasi gar kein zusätzliches Tritium drin, weil sich das Fukushima-Abwasser fast bis zur Unkenntlichkeit verdünnt angesichts der Massen an Ozeanwasser. Also alle Kugelfische können aufatmen.
Der Ozean ist radioaktiv
Radioaktivität ist ein gutes Stichwort, denn der Ozean ist von Natur aus schon radioaktiv. Schaut euch mal die Grafik unten an. Dort seht Ihr das Ausmaß radioaktiver Aktivität durch verschiedene Nuklearunfälle und die radioaktive Aktivität der Stoffe, die ohnehin im Ozean gebunden sind. Die Einheit „Peta-Becquerel“ ist eine Maßeinheit für die Aktivität von radioaktiven Substanzen. Ein Becquerel verwendet man für die Anzahl der radioaktiven Zerfälle pro Sekunde und ein Peta-Becquerel entspricht 10 hoch 15 Becquerel. Ihr seht, dass Fukushima auf der Grafik wirklich klein ist. Und die Grafik zeigt sogar alle Freisetzungen aus dem Fukushima-Unglück vom ersten Tag an, nicht nur das stark gefilterte und verdünnte Tritium, das übrig geblieben ist, und das übrigens insgesamt nur ein Peta-Becquerel besitzt. Das natürlich im Ozean gebundene Potassium 40 ist auf der anderen Seite verantwortlich für schlappe 15 Millionen Peta-Becquerel. Oder um es anders zu sagen: Die radioaktive Aktivität des nun in den Ozean freigesetzten tritiierten Wassers aus Fukushima entspricht einem fünfzehnmillionstel der natürlichen Radioaktivität im Ozean allein durch Potassium 40. Wer es also für unverantwortlich hält, dass dieses Wasser nun freigesetzt wird, müsste konsequenterweise nach jedem Badetag am Strand Angst haben, dass er nun nuklear verseucht wurde.
Radioaktivitätsquellen im Ozean
Atomenergiebehörde: Keine Bedenken
Weil die Datenlage so eindeutig ist, hat die Internationale Atomenergiebehörde (IAEA) auf Anfrage der japanischen Regierung eine Sicherheitsbewertung des Plans durchgeführt und ihn für bedenkenlos durchführbar erklärt. Die maximal geschätzte radioaktive Dosis aus dem freigesetzten Wasser von Fukushima wird in dieser Bewertung auf 3,9 Mikrosievert pro Jahr geschätzt. Das ist ein Bruchteil der durchschnittlich 2400 Mikrosievert natürliche Strahlung, die Menschen jedes Jahr einfach so erhalten. Das Fukushima-Wasser kann also problemlos ins Meer freigesetzt werden und alle Argumente dagegen scheinen nicht besonders wissenschaftlich fundiert zu sein, sondern eher, ja, emotionaler Natur.
Ihr wollt mehr über dieses Thema erfahren? Dann schaut mal in das Video von Astro-Tim rein:
Astronautennahrung, Eisenmeteorite und Plüschplaneten: In unserem Weltraum-Shop bleibt kein Wunsch offen. Kommt vorbei und stöbert in unseren Weltraum-Produkten.
In Deutschland gibt es einen Supervulkan. Der Laacher Vulkan in der Eifel ist nicht erloschen. Und er steht unter strenger Beobachtung.
Hach, die Eifel. Was für eine idyllische Landschaft. Das war aber nicht immer so, vor 13.000 Jahren gab es hier heftige Explosionen, dicke schwarze Rauchsäulen und Chaos und Verwüstung. Die Ursache: Vulkanismus.
Die Eifel beherbergt ein beeindruckendes Netzwerk von Vulkanen und vulkanischen Strukturen und die Geschichte dieser Region ist voll von dramatischen Ausbrüchen. Die letzte große Eruption geschah vor etwa 13.000 Jahren und die veränderte das Gesicht der Eifel für immer.
Ausbruch des Laacher Vulkans
Während der Eruption des Laacher Vulkans spie das Vulkansystem eine gewaltige Menge an Asche und Gestein aus, die weite Teile Europas bedeckte. Aschewolken verdunkelten den Himmel, während pyroklastische Ströme die umliegende Landschaft begruben. Die Auswirkungen waren verheerend und hinterließen eine bis zu 60 Meter dicke Schicht vulkanischen Materials.
Blick auf den Laacher See (Bungert55 _ Wikimedia Commons)
Diese dramatischen Ereignisse sind bis heute in der geologischen Struktur der Eifel sichtbar und das ist auch kein Wunder, denn 13.000 Jahre ist in geologischen Maßstäben quasi ein Wimpernschlag. Auf den ersten Blick sieht ein unbedarfter Eifel-Tourist heute nicht mehr viel davon, außer einen sehr malerischen See. Den Laacher See. Der ist aber viel mehr als ein stinknormaler See, denn er ist das Ergebnis dieses gewaltigen Ausbruchs. Er befindet sich in einer Caldera, die durch den Einsturz des Vulkankraters nach der Eruption entstanden ist. Es ist doch faszinierend, dass man an einem so beschaulichen Seeufer stehen kann und in Wahrheit am Rande eines eingestürzten Vulkankraters steht, der noch vor kurzer Zeit für massive Zerstörung gesorgt hat?
Der Laacher Vulkan heute
Und wie sieht’s heute aus? Muss man sich bei einem Besuch der malerischen Abtei Maria Laach Sorgen machen, dass einem plötzlich die Jack-Wolfskin-Wanderstöcke durch einen pyroklastischen Schock fortgerissen werden? Vielleicht. Denn trotz der scheinbaren Ruhe an der Oberfläche des Lacher Sees brodelt es unter der Eifel weiterhin. Kleine CO2-Blasen, sogenannte Mofetten, am Ostufer des Laacher Sees deuten auf anhaltende magmatische Prozesse hin. Diese Gase entweichen aus großer Tiefe und lassen vermuten, dass der Vulkanismus in der Region ganz und gar nicht erloschen ist. Der Geophysik-Professor Torsten Dahmsagt: „Die CO2-Mofetten sagen uns, dass es aktuell magmatische Prozesse gibt – vor allem im Oberen Erdmantel. Die hier austretenden Gase kommen nachweislich aus großer Tiefe und sind magmatischen Ursprungs.”
Vulkankrater, Meteoritenkrater… wir lieben Krater! Hol dir jetzt dein Krater-T-Shirt!
Nicht nur die CO2-Mofetten sollten uns Sorge bereiten. Der Laacher Vulkan zeigt uns auch anderweitig, dass er noch quickfidel ist. Die gesamte Region hebt sich jährlich noch über die Fläche der Vulkanfelder hinaus an. Diese Hebungen sind zwar im Millimeterbereich, aber definitiv messbar und vorhanden. So als würde der Supervulkan leise atmen. Außerdem kann man in der direkten Umgebung des Sees erhöhte Werte an Kohlenstoffdioxid nachweisen, teilweise auch in Senken etwas entfernt vom See selbst. Lange Rede, kurzer Sinn: Der Laacher Vulkan ist aktiv und da stellt sich die Frage: Wann bricht er aus, wie hoch ist die Gefahr?
Laacher Vulkan: Large N
Diese Frage treibt auch Vulkanologen um und, um die unterirdischen Vorgänge besser zu verstehen, hat das Deutsche GeoForschungsZentrum, kurz GFZ eine aufwendige Messkampagne namens „Large-N“ gestartet. Projektleiter ist der eben schon erwähnte Professor Torsten Dahm. Diese Kampagne nutzt ein Netzwerk von Geofonen, eine Art Seismometer, um Erdbeben zu erfassen, die an der Erdoberfläche so schwach sind, dass sie normalerweise nicht spürbar sind. Diese Instrumente sind im Umkreis von zehn Kilometern um den Laacher See platziert und liefern wertvolle Informationen über die Aktivität im Erdinneren. Ganze 350 von diesen Geofonen wurden dafür um den See platziert.
Mofetten im Laacher See (Rolf Kranz _ Wikimedia Commons)
Es ist jetzt schon bekannt, dass die Region immer wieder von Tiefenbeben heimgesucht wird. So tief, dass es die Eifelbewohner aber gar nicht merken können. Diese Beben hat man bereits in einer Tiefe von bis zu 45 Kilometern gemessen. Professor Torsten Dahm sagt: „Das sind die tiefsten Beben, die wir in Deutschland überhaupt messen können. Dass sie auch im oberen Erdmantel auftreten, ist sehr ungewöhnlich.”
Tiefenbeben am Laacher Vulkan in der Eifel
Die genaue Ursache für diese Tiefenbeben ist noch unbekannt, aber Vergleichsdaten anderer vulkanischer Aktivitäten lassen die Geologen vermuten, dass aufgeschmolzenes Mantelgestein, das sich in einem Reservoir an der Kruste-Mantel-Grenze der Erde ansammelt, dafür verantwortlich sein könnte. So oder so, die Tatsache, dass es in einer derartigen Tiefe Beben gibt, zeigt wie mächtig und ausgeprägt das Vulkansystem unter der Eifel ist.
Die Geofone des Projekts Large-N um den Laacher See (Prof. Dr. Torsten Dahm _ GFZ)
Mehr Informationen werden wir nach Abschluss des Large-N-Projekts gewinnen. Die Geofone sammeln nun noch bis Ende diesen Jahres Daten, die dann ausgewertet werden. Es steht sicherlich nicht zu befürchten, dass der Laacher Vulkan in naher Zukunft hochgeht. Aber da er aktiv ist, wird es irgendwann wohl geschehen. Wie heftig könnte ein solcher Ausbruch sein?
Wenn er in etwa so stark wäre wie die Eruption von vor 13.000 Jahren, dann wäre das wohl ein Ereignis, das den gesamten Kontinent betreffen würde und für die unmittelbare Region verheerende Folgen hätte: Pyroklastische Ströme und Aschewolken, die sich mit hoher Geschwindigkeit den Vulkanhang hinab bewegen. Diese Ströme könnten weite Gebiete bedecken und schwerwiegende Schäden an Infrastruktur und Vegetation verursachen. Aschewolken könnten den Himmel verdunkeln und den Luftverkehr und das gesamte menschliche Leben in der Region beeinflussen.
Mehr Science-News? Dann hol dir unseren Newsletter!
Wird verarbeitet …
Erledigt! Du bist auf der Liste.
Ups! Es ist ein Fehler aufgetreten und deine Abonnement-Buchung konnte nicht bearbeitet werden. Bitte Seite neu laden und erneut versuchen.
Ein erheblicher Ausstoß von vulkanischem Material könnte außerdem zu Gesteinsablagerungen führen, die Flüsse blockieren und möglicherweise Schlammlawinen auslösen. Diese Lawinen könnten große Flächen überschwemmen und Siedlungen gefährden. Und die Freisetzung von großen Mengen Schwefeldioxid in die Atmosphäre könnte zu saurem Regen führen, der die Umwelt schädigen und die Wasserqualität beeinträchtigen könnte. Außerdem könnten die in die Atmosphäre eintretenden Partikel kurzfristig das Klima beeinflussen, indem sie Sonnenlicht blockieren und dadurch die globalen Temperaturen vorübergehend verringern.
Astronautennahrung, Eisenmeteorite und Plüschplaneten: In unserem Weltraum-Shop bleibt kein Wunsch offen. Kommt vorbei und stöbert in unseren Weltraum-Produkten.
Hat das Universum einen Rand oder ein Ende? Die Antwort darauf ist wirklich bizarr und wird euch aus den Socken hauen.
Es war einmal vor 13,8 Milliarden Jahren, als noch nichts existierte, keine Planeten, keine Galaxien, kein Raum, keine Zeit. Es gab lediglich eine Singularität, einen Punkt ohne Ausdehnung und diese kleine Singularität enthielt das Potential für einen gesamten Kosmos. Diese Singularität begann plötzlich zu expandieren. Der Kosmos war geboren, erst ganz klein und dann immer größer bis heute. Das nennt man die kosmische Expansion.
All das fasst man zusammen unter der Urknalltheorie. Theorie deswegen, weil niemand live dabei war und sich Ereignisse, die fast 14 Milliarden Jahre in der Vergangenheit liegen, sehr schlecht zu 100 Prozent beweisen lassen – aber alle Indizien sprechen dafür und unter Kosmologen ist diese Theorie die vorherrschende Meinung.
Die Expansion des Universums (NASA _ WMAP)
Immerhin können wir zweifelsfrei beobachten, dass der Kosmos wächst und die allermeisten Galaxien sich voneinander wegbewegen. Wenn alles expandiert, muss es ja wohl mal auf einem gemeinsamen Punkt begonnen haben – das ist ein sehr starkes Indiz für den Urknall. Aber dennoch stellen sich da einige Fragen: Was war denn vor dem Urknall, was ist neben dem Weltraum und was ist genau am Rand? Hat das Universum überhaupt einen Rand? Oder ist das Universum doch unendlich? Aber worein dehnt es sich dann aus.
Hat das Weltall eine Begrenzung?
Klären wir erstmal die Frage, ob das Weltall denn überhaupt einen Rand hat und ob wir diesen sehen können. Das Problem mit unserer Vorstellung des Alls ist, dass wir dreidimensionale Wesen sind, wir stellen uns den expandierenden Kosmos immer wie einen Fußball vor, der immer weiter aufgepumpt wird. Der Kosmos besitzt aber mindestens vier Dimensionen, einige Kosmologen gehen schon von über zehn Dimensionen aus und das übersteigt schlicht unseren Höhlenmenschen-Verstand.
Eine Möglichkeit besteht darin, das Universum als eine endliche, gekrümmte Fläche zu betrachten, vergleichbar mit der Oberfläche eines Ballons. Eine Ameise, die auf der Ballonoberfläche wandert, könnte in jede Richtung gehen und würde dennoch nie an ein Ende gelangen. Unser Universum ist aber kein dreidimensionaler Ballon, sondern ein multidimensionaler Raumzeitballon und daher könnte es, obwohl es wohl endlich ist, ohne sichtbaren Rand sein.
Ist das Universum ein Donut?
Einige Kosmologen haben diese Idee des unendlichen Ballons etwas ausgearbeitet und kamen zu dem Schluss, dass das Universum wohl eher ein Donut sein müsste. Dieses Konzepts eines mehrdimensionalen Donuts nennt man auch Poincaré-Donut, benannt nach dem französischen Mathematiker Henri Poincaré. Er stellte die Poincaré-Vermutung auf, die Kosmologen als Grundlage für das Donut-Universum genommen haben.
Die Idee hinter dieser Theorie ist, dass das Universum so gekrümmt sein könnte, dass es sich auf sich selbst zurückbiegt, ähnlich wie die Oberfläche eines Donuts. Der Raum wäre also nicht einfach flach und ausgedehnt, sondern würde sich auf eine Art und Weise krümmen, die in höheren Dimensionen verankert ist. Ein Donut-Universum wäre zwar endlich, aber ohne einen klaren Rand. Es müsste eine begrenzte Ausdehnung haben, aber diese Begrenzung würde auf eine Weise existieren, die für uns dreidimensionale Wesen kaum zu erfassen ist.
Und das ist der wichtige Punkt am Donut-Universum: Im Gegensatz zu den meisten anderen kosmologischen Theorien, wonach das Universum eher ein ewig weitergehender Pfannkuchen wäre, ist es nach der Donut-Theorie viel kleiner als bislang gedacht und eben eindeutig endlich, auch wenn das Ende nicht wirklich zu erfassen ist. Diese Theorie erscheint durch einige Beobachtungen sehr realistisch. Um zu überprüfen, ob der Kosmos ein Donut ist, könnte man nachschauen, ob er sich an gewissen Stellen wiederholt. Stellt euch mal vor, Ihr würdet an dieser Stelle im Weltall losrennen…
Mehr Science-News? Dann hol dir unseren Newsletter!
Wird verarbeitet …
Erledigt! Du bist auf der Liste.
Ups! Es ist ein Fehler aufgetreten und deine Abonnement-Buchung konnte nicht bearbeitet werden. Bitte Seite neu laden und erneut versuchen.
… und irgendwann kommt Ihr genau an dieser Stelle wieder raus. Das wäre der Beweis, dass das Universum ein Donut ist. Leider würde es wohl ziemlich lange dauern, einmal durch das gesamte Universum zu rennen und darauf haben Wissenschaftler keine Lust.
Deswegen suchen sie mit Teleskopen im Kosmos nach wiederkehrenden Elementen. Leider ist das in diesem gigantischen Kosmos noch erheblich schwierig als die Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Praktischerweise kann man aber bis zu einem Punkt zurückschauen, als der Weltraum noch sehr klein war, dadurch kann man also den zu durchsuchenden Heuhaufen im wahrsten Sinne des Wortes schrumpfen.
Das transparente Universum
Jeder Blick in den Himmel ist ein Blick in der Zeit zurück. Ihr seht die Objekte so, wie sie aussahen, als sich das Licht von ihnen auf den Weg gemacht habt. Die Sonne seht Ihr beispielsweise immer so, wie sie vor acht Minuten und 20 Sekunden aussah, da das Licht so lange von der Sonne bis zur Erde benötigt. Astrophysiker können noch viel weiter zurückschauen, und zwar bis zu einem Punkt, als das Universum erst einige Hunderttausend Jahre alt war.
Vor ungefähr 380.000 Jahren wurde das Universum durchsichtig, das bedeutet, dass plötzlich Strahlung ausgesendet wurde, genauer gesagt kosmische Mikrowellenstrahlung. Bis zu diesem Moment können wir zurückschauen und sehen dann eine gigantische uns überall umgebende Wand von eben dieser Mikrowellenstrahlung. Man nennt dies die kosmische Hintergrundstrahlung.
Die kosmische Hintergrundstrahlung (NASA _ WMAP Science Team)
Da damals das Universum viel kleiner war als heute, ist es für Kosmologen sehr viel praktischer, diese kosmische Hintergrundstrahlung nach wiederkehrenden Elementen zu untersuchen, um Beweise für den Donut zu finden. Denn wenn die Theorie stimmt, war das Universum auch 380.000 Jahre nach dem Urknall schon ein mehrdimensionaler topologischer Donut, nur eben viel kleiner. Ein kosmologischer Mini-Donut.
Wie die kosmische Hintergrundstrahlung weiterhilft Und genau das hat ein Forscherteam um Thomas Buchert von der Universität Lyon gemacht und es kam zu überraschenden Ergebnissen. Sie haben die kosmische Hintergrundstrahlung, kurz auch CMB für Cosmic Microwave Background, auf Unregelmäßigkeiten im großen Maßstab, vor allem der Temperatur, untersucht. Die These war, dass, wenn sich eine oder mehrere Dimensionen in unserem Universum donutmäßig wieder mit sich selbst verbinden würden, diese Unregelmäßigkeiten nicht größer sein könnten als der Abstand zwischen den Punkten, an denen das Universum sich wieder verbinden müsste. Thomas Buchert formuliert es so: „In einem unendlichen Raum existieren die Störungen in der Temperatur der CMB-Strahlung auf allen Skalen. Wenn der Raum aber endlich ist, dann fehlen jene Wellenlängen, die größer sind als die Größe des Raums.”
Das plüschigste Schwarze Loch aller Zeiten – jetzt kaufen!
Vereinfacht kann man sagen, dass es in der Temperaturverteilung des Kosmos weniger Unregelmäßigkeiten geben müsste, wenn er sich kringelförmig an mehreren Stellen wiederholt. Und tatsächlich haben die Untersuchungen von Thomas Burchert genau das gezeigt. Er sagt: „Wir finden eine viel bessere Übereinstimmung mit den beobachteten Fluktuationen, verglichen mit dem kosmologischen Standardmodell, von dem man annimmt, dass es unendlich ist. Die Antwort unserer Arbeit ist eindeutig, dass das endliche Universum besser zu den Beobachtungen passt als das unendliche Modell.”
Arbeiten wir also mal mit der Donut-Universum-Hypothese. Der Donut hat einen Rand, also müssten wir den doch irgendwie sehen können, oder? Leider nicht. Denn dieser Rand würde wohl jenseits unseres Beobachtungshorizonts liegen. Der Beobachtungshorizont ist die maximal erreichbare Entfernung, die das Licht seit dem Urknall zurücklegen konnte und die wir von der Erde aus sehen können. Alles, was jenseits dieses Beobachtungshorizonts liegt, ist für uns unsichtbar, da das Licht noch nicht genügend Zeit hatte, um uns zu erreichen. Und wie unglaublich ist der Gedanke, dass es große Teile des Kosmos gibt, die wir noch gar nicht erahnen können. Ein wenig so, wie wenn Ihr auf einem Schiff seid und um euch herum schon eine riesige Fläche des Ozeans seht, aber hinter der Erdkrümmung erwartet euch noch der ganze Rest, den Ihr aber erst sehen könnt, wenn Ihr über die Krümmung fahrt. Also wir sind Seefahrer in einem Meer aus Sternen.
Könnte das Universum ein mehrdimensionaler Donut sein_
Aber sehr wahrscheinlich wird das Licht des Rands auch nicht in ferner Zukunft auf der Erde ankommen, denn der Kosmos hält sich nicht an seine eigenen Spielregeln. Auf großen Skalen expandiert er schneller als Lichtgeschwindigkeit. Angenommen, zwei Galaxien in entgegengesetzten Richtungen am Himmel sind 20 Milliarden Lichtjahre voneinander entfernt. Bei der aktuellen Expansionsrate des Universums wird ihre Entfernung in einer Million Jahren um 0,007 Prozent zunehmen, was 1,4 Millionen Lichtjahre entspricht. 1,4 Millionen Lichtjahre in einer Millionen Jahren. Offensichtlich schneller als Licht.
Das führt übrigens nicht dazu, dass Einstein im Grabe rotieren würde, denn er hätte nichts dagegen. Seine kosmische Geschwindigkeitsgrenze bezieht sich nur auf die Bewegung physischer Objekte durch den Raum, von einem Punkt im Universum zu einem anderen. Im Allgemeinen hat die Ausdehnung des Raumes nichts mit der Bewegung von Objekten im Raum zu tun und wird in keiner Weise durch die Lichtgeschwindigkeit begrenzt. Die Physik kann also beruhigt aufatmen, aber wir nicht, weil das bedeutet, dass die Informationen vom Rande des Kosmos niemals zu uns dringen werden, weil sie sich langsamer bewegen als der Kosmos sich ausdehnt.
Ihr wollt mehr über dieses Thema erfahren? Dann schaut euch das neue Video von Astro-Tim an:
Astronautennahrung, Eisenmeteorite und Plüschplaneten: In unserem Weltraum-Shop bleibt kein Wunsch offen. Kommt vorbei und stöbert in unseren Weltraum-Produkten.
