15. Juni 2016, 16:50 Uhr

Unterwegs durch Raum und Zeit

(dar). Einmal auf dem Mond landen, die Erde von oben sehen, die Internationale Raumstation direkt vor Augen: Atmosphäre genießen, heißt es im Haus der Astronomie auf dem Königstuhl in Heidelberg. Nicht nur im Digitalen Planetarium geht’s auf Reisen durch das Universum und in die Vergangenheit.
15. Juni 2016, 16:50 Uhr
(Foto: Markus Pössel)

Sonne, Mond und Sterne – so nah und doch so fern: Wenn’s am Nachthimmel funkelt, blicken Zigtausend Augenpaare leuchtend gen Sternenzelt. Wenn besondere Ereignisse wie Sonnen- oder Mondfinsternisse stattfinden, verfolgen unzählige Menschen das jeweilige Schauspiel. Wenn es Neues aus den Tiefen des Kosmos gibt, interessiert das nicht nur Astronomen – das Weltall fasziniert Klein wie Groß. Doch so recht vorstellen kann man sich das Universum mit all seinen gigantischen Galaxien nicht. Wie entstehen überhaupt Sterne und Co.? Was verrät ein Blick in die kosmologische Vergangenheit bis zum Urknall vor rund 13,8 Milliarden Jahren? Gibt’s eine Chance, in ferner Zukunft von der Erde auf einen anderen, aber ähnlichen Planeten umzusiedeln?
Die Antworten auf solche Fragen haben die Wissenschaftler am Haus der Astronomie (HdA), das auf dem Campus des Max-Planck-Instituts für Astronomie (MPIA) in Heidelberg liegt. »Wir wollen den Menschen die Faszination des Weltalls nahebringen«, sagt Dr. Kai Gerhard Noeske, einer der rund 20 Mitarbeiter des astronomischen Zentrums für Bildungs- und Öffentlichkeitsarbeit. »Unsere Schwerpunkte liegen auf Veranstaltungen und der Entwicklung von Lehrmaterialien«, erzählt der Astrophysiker, der auch am MPIA arbeitet. Zusätzlich biete das HdA, das von MPIA-Wissenschaftler Dr. Markus Pössel geleitet wird, Workshops und Führungen für Kindergarten-, Schul-, und interessierte Besuchergruppen, aber auch für Firmen und Vereine an.
 
Das Universum in einer Schachtel
 
555 Meter hoch muss man mit Auto, Bus oder Seilbahn fahren, um dem Universum ein Stückchen näher zu kommen. Seit 2011 beeindruckt das HdA auf dem Königstuhl – einem der beiden Hausberge Heidelbergs – alleine schon mit seiner außergewöhnlichen Architektur: Das Gebäude ist in Form einer Spiralgalaxie – wie etwa unsere Milchstraße eine ist – gebaut. In den Spiralarmen befinden sich Büros, Ausstellungsfläche, Workshop- und Redaktionsräume. Die Zeitschrift »Sterne und Weltraum«, die im Spektrum der Wissenschaft Verlag erscheint und deren Redaktion seit 2011 im HdA sitzt, will auch der breiten Öffentlichkeit Wissen rund ums Universum sowie neueste Erkenntnisse aus der Forschung vermitteln. Eines der bekanntesten Lehrmaterialien, das im astronomischen Zentrum für Bildungs- und Öffentlichkeitsarbeit entwickelt wurde, ist »Uni-verse in a box« – sprich: das Universum in einer Schachtel. Dr. Cecilia Scorza hat mit ihrer Idee ein lehrreiches Starter-Kit zum Experimentieren und Nachbauen – inklusive aller notwendigen Materialien und Modelle – rund um die Astronomie geschaffen. Mittlerweile gibt es 1000 Stück, die weltweit Kindergarten- und Grundschulkindern einen Zugang zum Universum verschaffen. Die deutschsprachige Version können Schulen am HdA ausleihen, genauso wie Schulfernrohre, für die die Lehrer allerdings den HdA-Teleskop-Führerschein oder eine ähnliche Qualifikation brauchen.
Mittendrin im HdA ist ein multifunktionaler Hörsaal mit 101 Sitzplätzen unter einer leicht nach vorne geneigten Kuppel mit zwölf Metern Durchmesser – ausgestattet mit modernster Technik. 
 
An jeden Ort zu jedem Datum
 
Licht aus, Digitales Planetarium an: Und schon ist man unterwegs im All, schwebt durch Raum und Zeit. Vorbei an der Erde, kurzer Stopp an der internationalen Raumstation ISS, durch die Milchstraße bis in ferne Galaxien. »Mit dem Digital-Planetarium kann man den Menschen ein detailliertes Bild des Weltalls vermitteln, weil man damit im Universum herumfliegen kann«, erzählt der aus Ulrichstein stammende Galaxienforscher.
»Das Planetarium läuft in Echtzeit, man kann aber auch an jeden Ort des Weltalls zu jedem beliebigen Datum fliegen.« Die Zeit lasse sich sogar beliebig weit nach vorne drehen. In der Regel zeigen die Wissenschaftler ihren Besuchern den Kosmos von innen nach außen. Von der Erde durchs Sonnensystem bis an den äußersten Rand des beobachtbaren Universums. Alles realistisch dargestellt – lediglich der Zentralstern, die Sonne, sei gedimmt, weil ihre Strahlung einfach zu hell sei.
Es geht Richtung Mond, dessen Rückseite von der Erde nicht zu sehen ist und die auch die Forschung erst seit den 60er Jahren kennt. Noeske veranschaulicht an der Kuppel des Digitalen Planetariums den Aufbau unseres Sonnensystems, in dem sich neben unserer Erde, Merkur, Venus, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun mit ihren Monden auch zahlreiche Zwergplaneten wie Pluto sowie Millionen von Kometen und Asteroiden befinden. »Wir haben eine unheimliche Vielzahl von exotischen diversen Welten durch die Monde der großen Planeten«, erläutert der Astrophysiker.
Genauso faszinierend: Auf dem Mars ist der – mit 26 Kilometern Höhe und rund 550 Kilometern Breite – bekannteste und größte Vulkan des Sonnensystems zu sehen: Olympus Mons. Als Noeske die zahlreichen Sternbilder auf die Kuppel projiziert, sagt er: »Besonders interessant wird es, wenn wir von der Sonne wegfliegen. Dann sehen wir, dass die Sterne, die die Sternbilder bilden, gar nicht in einer Ebene liegen – dass das also gar keine echten Sternbilder, sondern eigentlich Sterne sind, die ganz zufällig in ganz verschiedenen Distanzen liegen und so nur den Anschein der Bilder erwecken.« Die Bilder kämen ja auch aus unterschiedlichen Kulturen – zum Beispiel aus Babylonien, von den Ägyptern und Griechen, und bilden die jeweilige Mythologie ab. Die Existenz von Sternbildern, die eine bestimmte Bedeutung haben sollen, lasse sich im Digitalen Planetarium relativ eindrucksvoll widerlegen. »Sternbilder selbst gibt es eigentlich nicht«, erklärt der 43-Jährige. Das seien einfach Gruppierungen von Sternen – ganz unterschiedlich weit weg – »deren Projektion wir dann genommen haben, um uns daraus Bilder zu machen«.
Aber wo, wie und wann werden Sterne überhaupt geboren? »Alleine in unserer Milchstraße gibt es mehrere Hundert Milliarden Sterne, genauso wie in unseren Nachbargalaxien« erläutert der Forscher. Und es gebe natürlich noch viel, viel mehr Galaxien.
Um den Kosmos mit seinen Galaxien, den gigantischen Sternensystemen und deren Entstehung überhaupt zu verstehen, brauchen die Astronomen Teleskope, die sich im Laufe der letzten Jahrzehnte enorm entwickelt haben. Das wohl bekannteste ist das »Hubble«-Weltraumteleskop, das seit 26 Jahren durch den Weltraum fliegt. Ebenso wichtig für die Forschung sind die großen Teleskope in Observatorien wie das »Very Large Telescope« der Europäischen Südsternwarte in Chile, wo sehr gute Bedingungen zum Beobachten des Universums herrschen. Deswegen wird dort auch das »European Extremly Large Telescope« gebaut, das mit einem Hauptspiegel mit einem Durchmesser von 39 Metern 15-mal mehr Licht einfangen soll, als bisher möglich. Auf dem hawaiianischen Vulkan Mauna-Kea liegt ein Observatorium mit einer Vielzahl an Teleskopen. Beim Wählen des Standortes der hochsensiblen Geräte spielen Wetterlage und Lichtverschmutzung eine wichtige Rolle. Was das Beobachten zusätzlich erschweren könne, sei Luftunruhe, erklärt Noeske. Das sogenannte Seeing ist ein Flimmern, das durch aufsteigende warme Luft entstehen könne.
 
Bis in die Nähe des Urknalls
 
Im Haus der Astronomie gibt es gleich mehrere Teleskop-Modelle, auch das »Hubble«-Weltraumteleskop schwebt dort herum. Das »Hubble«, das aufgrund seiner Flugbahn im Weltraum keinen Störfaktoren wie der Luftunruhe ausgesetzt ist, hat mit dem »Hubble Ultra Deep Field« die tiefste und lichtempfindlichste Aufnahme des Universums geliefert, die die Menschheit bisher gemacht hat. »Man kann bis in die Nähe des Urknalls vor 13,8 Milliarden Jahren zurückgucken«, erläutert Noeske. 300 000 Jahre nach dem Urknall sei das Universum kalt genug gewesen, dass sich Wasserstoff bilden konnte. Vorher sei alles voll mit freien Elektronen gewesen, die das Licht streuten. »Das heißt: Es war wie in einem dichten Nebel, Licht konnte nicht sehr weit kommen«, erläutert der Astrophysiker. Erst als das Universum kalt genug war, wurde es durchsichtig und das erste klare Bild möglich. Aufnahmen der damals entstandenen Mikrowellenstrahlung zeigen winzige Dichteunterschiede, die für die heutigen Strukturen und Objekte verantwortlich sind. Diese Unebenheiten könne man in den »Babyfotos« des Universums sehen. Zu der Zeit habe der Kosmos nur etwa ein Tausendstel seiner jetzigen Größe gehabt. »Irgendwann im Laufe der ersten Milliarden Jahre haben die ersten Galaxien und schwarzen Löcher angefangen, sich zu bilden. Über die verbleibende Zeit haben sich die Galaxien entwickelt und einen großen Teil ihrer Sterne gemacht.«
Im Zusammenspiel aus Dunkler Materie und Gas bilden sich letztlich Galaxien. Zunächst sind das dünne Gasscheiben. In denen bildet sich dann kaltes und dichtes Gas, das der Treibstoff für die Sternentstehung ist. »So kommen Galaxien zustande und deswegen leben Sterne ausschließlich in Galaxien. Deswegen können Sterne überhaupt existieren, deswegen können wir überhaupt existieren«, betont der Wissenschaftler.
 
Umzug auf fremden Planeten?
 
Ob das Universum noch weiter geht als uns bekannt ist? »Wahrscheinlich«, sagt Noeske. Die tatsächliche Größe des Kosmos sei noch völlig unbekannt – auch, ob es neben unserem noch andere gebe. Mehrere Gründe sprächen dafür, mathematisch logische Modelle ließen diese Annahme ebenfalls möglich erscheinen. Auch wenn sie noch keinen anderen Kosmos entdeckt haben, stoßen Astronomen immer wieder auf neue Himmelskörper im All. Regelmäßig erscheinen Meldungen, dass wieder ein erdähnlicher Planet gefunden wurde – unter den rund 3400 bekannten Planeten, die um andere Sterne kreisen – den sogenannten Exoplaneten. Aber besteht die Chance, irgendwann in absehbarer Zeit unsere vom Klimawandel gebeutelte Erde zu verlassen und auf einen anderen Planeten quasi umzuziehen? »In unserem Sonnensystem haben wir keinen Himmelskörper, der dafür geeignet wäre«, sagt Noeske. Und einen anderen Planeten durch abenteuerliche Umbaumaßnahmen so herzurichten, dass der als langfristiges Ökosystem tauge, wäre unvorstellbar aufwendig und im Augenblick eh noch nicht machbar, sodass es wesentlich billiger und sinnvoller sei, die Erde als Lebensraum zu erhalten.
Ist eigentlich auch gut so. Denn so faszinierend das All mit seinen Weiten auch sein mag, wie in Science-Fiction-Filmen durch den Kosmos fliegen und in einer fremden Welt landen? Im Digitalen Planetarium mit Spannung und Freude, aber eben lieber doch nur virtuell. Nach einem Besuch im Haus der Astronomie fühlt man sich dem Universum auf jeden Fall ein Stückchen näher.

Ein Besuch im Haus der Astronomie
Die Schwerpunkte des Zentrums für astronomische Bildungs- und Öffentlichkeitsarbeit liegen auf der Entwicklung von Lehrmaterialien und auf Veranstaltungen. Deswegen hat es, anders als ein Museum, keine festen, allgemein zugänglichen Öffnungszeiten. Besuchen kann man das Haus der Astronomie im Rahmen der öffentlichen Veranstaltungen. Insbesondere werden regelmäßig Vorträge im Rahmen der Vortragsreihe Faszination Astronomie angeboten.
Als Gruppe ab circa zwölf Personen kann eine Führung mit Vorstellung im Digitalen Planetarium gebucht werden. Dies gilt für Schulklassen, Kindergartengruppen, Vereine, aber auch für Firmen. Anfragen dazu an fuehrungen@hda-hd.de oder telefonisch, montags bis donnerstags von 9 bis 12 Uhr, unter der Nummer 0 62 21/52 81 60.
Mehr Infos rund um Veranstaltungen, Führungen und Workshops im HdA gibt es unter <%LINK auto="true" href="http://www.haus-der-astronomie.de/de/angebote/fuehrungen" text="www.haus-der-astronomie.de/de/angebote/fuehrungen" class="more"%> und zusätzlich auch unter <%LINK auto="true" href="http://www.haus-der-astronomie.de/de/angebote/hda-besuchen" text="www.haus-der-astronomie.de/de/angebote/hda-besuchen" class="more"%>.  (dar/eb)

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