Prof. Dr. Harald Lesch. Sternwarte der LMU München & Hochschule für Philosophie (SJ)

Transkript

1 Prof. Dr. Harald Lesch Sternwarte der LMU München & Hochschule für Philosophie (SJ)

2 Erst kommt der Urknall und dann kommt die Moral Urknall Elementarteilchen Hintergrundstrahlung Quantentheorie Relativitätstheorie Galaxien/Sterne Bewusstsein Mensch/ Sprache Biologie Leben Neurowissenschaften DNS Erde Gesellschaft Chemie/Molekularbiologie Kultur Planetensystem Religion Kognitionswissenschaften Soziobiologie Moral

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5 Der Blick von draußen

6 Von der Milchstraße zum Virgo-Galaxienhaufen

7 M51 eine Spiralgalaxie Sterne und Staubwolken

8 Die größte Geschichte aller Zeiten Selbstentfaltung der Materie! Vom Einfachen zum Komplexen vom Urknall zum Gehirn!

9 Die größte Geschichte aller Zeiten Die Naturgesetze gelten überall im Universum! Kosmologie ist Innenarchitektur des Kosmos kein Davor und Außerhalb

10 Uns gibt es nur weil: die Sonne so heiß ist und das Universum so kalt ist! Lebewesen sind kosmische Durchlauferhitzer!

11 Das Rätsel des Anfangs

12 Quantenschaum ART Glatte räumliche Geometrie Gravitationsfeld ist Krümmung des Raumes Quantentheorie Quantenfluktuationen, alles unterliegt Unschärferelation Raum wird auf mikroskopischem Level verzerrt Längenskala: Plancklänge

13 log Radius [m] Name Jahr Größe Phänomen Aristoteles x10 7 m Himmelssphäre Kopernikus ~1500 2x10 11 m Sonnensystem Kapteyn et al x10 19 m Milchstraße Shapley/Hubble x10 26 m Horizont Guth/Linde m Inflation Perlmutter/Riess 1998 >10 86 m Beschleunigung Jahr (AD)

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15 Fluktuationsgenerator Kurze Geschichte des Universums Fluktuationsverstärker

16 Wenn das Universum heute 80 Jahre wäre ( Jahre 80 Jahre) Ein Neugeborenes, 19 Stunden alt. Erste Schritte mit 13 Monaten Schulanfang mit 6 Jahren Das Universum ist 80. Hat seit 5 Stunden Homo Sapiens

17 Mikrowellen als Babyfoto Cobe 1994 WMAP 2003

18 Nach Abzug unserer Milchstraße Winzige Temperaturschwankungen: T=2,73 K +- 0,0002 K heiße und kalte Flecken = dichte und dünne Gebiete genau wie bei Schall Klang des Universums

19 Expansion und Strukturbildung

20 So entstehen die Galaxien und Galaxienhaufen und Superhaufen

21 Galaxien- Kollisionen

22 Entstehung der Sterne junger Stern heiße O-, B-Sterne verhüllte Protosterne Dunkelwolke Dunkelwolke HST 2004

23 Aus einer Wolke werden Sterne

24 Zuerst, etwas einfaches: Sterne Druck balanziert Schwerkraft Die Sonne

25 Massendefekt Bei der Fusion zweier Teilchen zu einem dritten wird Bindungsenergie in Form von Strahlung frei E m 2 c Wasserstoffbrennen in der Sonne Massendefekt bei Kernfusionsprozessen beträgt weniger als 1% der Masse der Ausgangskerne

26 Neutrinos aus der Sonne Kernfusion in der Sonne: 4p 4 He + 2e + + 2n e + 27 MeV Energie auf der Erde: solare Neutrinos / cm 2 und Sekunde Produktion: 100% als n e -Pendel n e n m? n t? Davis ( ): n e Nachweis auf der Erde Ergebnis: nur 30% der erwarteten n e Bestätigung (1995) Kamiokande (Sonne live! im Neutrinolicht )

27 Energiehaushalt Verbrauchte Energie H He C Fe Freigesetzte Energie

28 Nukleosynthese Versch m. Entwicklungszeiten für einen 15 M Stern Produkt Zeit Temperatur H 4 He 10 7 Jahre K 4 He 12 C 12 C 16 O, 20 Ne, 24 Mg, 4 He einige 10 6 Jahre K 1000 Jahre K 20 Ne + 16 O, 24 Mg wenige Jahre 10 9 K 16 O 28 Si, 32 S Ein jahr K 28 Si + 56 Fe Tage K 56 Fe Neutronen < eine Sekunde > K

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30 Elementspedition Supernova Just in Time

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32 Kosmischer Kreislauf

33 Aus einer Scheibe werden Klumpen - Gasriesen

34 Sternentstehung Orionnebel IR Der Orionnebel M42, 1500 Lichtjahre entfernt, enthält etwa 700 junge Sterne (IR Bild) und mindestens 150 protostellare Wolken. Einige verdampfen in der intensiven UV-Strahlung der vier hellen Sterne, die das Trapez bilden. Bsp. 5 zeigt die Seitenansicht einer Akkretionsscheibe. 1AU (Astronomical unit) ist dabei Mio. km, die mittlere Entfernung Erde Sonne. Quelle: HST

35 Protoplanetare Scheiben Sind hell im Infraroten, weil der kalte Staub strahlt HL Tau, ALMA (mm) HL Tau, HST

36 HL Tauri

37 Größenvergleich zwischen der Sonne und den Planeten

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39 Die Sonne scheint nicht nur, sie bläst auch.

40 Planet Erde Masse (Erde = 1) Durchmesser (Erde = 1) Abstand zur Sonne (Erde = 1 AE) Umlaufzeit (Jahre) Rotationsperiode Std. Min. 5,9x10 24 kg 12,6x10 6 m 1,5x10 8 km

41 Evolution 1

42 Evolution 2

43 Erdbeben zwischen 1960 und 1995

44 Plattentektonik, auf einem Lavasee in Äthopien

45 Kontinentalverschiebung

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47 Das Universum als Selbstorganisationsprozess Zeitsymmetrische Naturgesetze (Urknall) Kleine Abweichungen erzeugen neue Möglichkeiten (Fluktuationen) Instabilitäten versuchen Ungleichgewichte auszugleichen (Bildung von Galaxien) Energieflüsse treiben die Welt (Kernfusion in Sternen, Strahlung) Kritische Situationen treiben Entscheidungen Im Meer der Unordnung entstehen Inseln der Ordnung (Planeten, Leben, Intelligenz)

48 Natursphäre - Anthroposphäre

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