Das Universum und seine undendliche Weite

Das Universum und seine undendliche Weite

Die Entfernungen im Weltall sind unvorstellbar. Trotzdem möchte ich  Ihnen einen Eindruck der Entfernungen geben - z.B. die Reise zum nächsten Sonnensystem Alpha Centauri. Doch fangen wir erst mal klein an.

 

Die bemannte Rakete Apollo 10 flog zum Mond mit einer Geschwindigkeit von ca. 11 km/s bzw. 40.000 km/h und hält bis heute den Rekord. Also etwa 40 mal schneller als ein Flugzeug und 250 mal schneller als ein PKW. Also schon ganz schön schnell. Doch ich muss Sie enttäuschen, das ist überhaupt nicht schnell.

 

Das nächste Sonnensystem Alpha-Centauri ist mit einer Entfernung von etwa 4,3 Lichtjahren sehr weit entfernt und doch unser direkter Nachbar. Ein Lichtjahr ist ca. 9.460.730.472.580 Kilometer. Würden wir ein Lichtjahr mit der Apollo 10 fahren wollen, bräuchten wir 27.000 Erdjahre - bis Alpha-Centauri sogar ca. 110.000 Jahre. Also schier unmöglich.

© NASA/JPL-Caltech

Kurze Zwischenzusammenfassung

 

Geschwindigkeit:

PKW: 250 km/h - 0,036 km/s

Passagierflugzeug: 1000 km/h - 0,26 km/s

Apollo 10: 40.000 km/h - 11 km/s

Nuklearantrieb: 720.000 km/h - 200 km/s

Lichtgeschw.: 1.080.000.000 km/h - 300.000 km/s

 

Größenverhältnisse Entfernung:

Erdumrundung - 40.000 km

Erde zu Mond - 384.000 km

Erde zu Sonne - 150.000.000 km

1 Lichtjahr - 9.460.730.472.580 km

4,3 Lichtjahre - Alpha-Centauri / Nächster Planet

 

Wircklich überlegenswert wäre ein bemannter Flug mit Lichtgeschwindigkeit. Denn Licht fliegt mit 300.000 km pro sekunde und legt in einem Lichtjahr eben 9,4 Milliarden km zurück.

© NASA/JPL-Caltech
© NASA/JPL-Caltech

Starten wir mit Lichtgeschwindigkeit

Lichtgeschwindigkeit! Fast 300.000 km pro SEKUNDE. 7,5 mal um die Erde in EINER Sekunde. Wenn da einem nicht “schwindelig“ wird. Bis zur Sonne braucht das Licht über 8 Minuten, ein “Katzensprung“. Sagenhafte 8 Minuten. In dieser Zeit ist mein Brötchen im Ofen fertig.

 

Die Entfernung zu Alpha Centauri beträgt mit 4,3 Lichtjahren also 40,3 Billionen km. Über 4 ERDJAHRE bräuchten wir dennoch mit dem Lichtantrieb zu unserem Nachbarort. Die Frage nach einer Tüte Zucker, würde ich deshalb sein lassen.

 

Mit 2 Jahren Erforschung des Systems und Rückflug kämen wir auf 10 Erdjahre. 10 Erdjahre wären trotzdem verkraftbar. 

Für Astronauten vergeht die Reisezeit bei hohen Geschwindikgkeiten übrigens langsamer. Das heißt die Zeit auf der Erde vergeht schneller, als ein bei einem Lichtgeschwindigkeits-Reisenden Raumschiff. Berechnungen zufolge wird geschätzt, dass bei einem 99,0%igen Lichtgeschwindigkeits-Flug nach Alpha-Centauri, die Zeit auf einem Raumschiff sogar nur ein paar Wochen oder Monate dauert, während auf der Erde über vier Jahre vergangen sind! Die Weltraum-Ausdehnung ist hierbei aussen vor gelassen (Urknall-Theorie). Eine Erklärung für die unterschiedlichen Zeitverläufe auf der Erde und im All, ist die Relativitätstheorie von A. Einstein. Diese besagt, dass bei steigender Geschwindigkeit eines Objekts auch die Zeit für dieses Objekt immer langsamer vergeht. Also eine Uhr tickt auf dem Raumschiff langsamer, als auf der Erde. Das wurde sogar nachgewiesen, wenn auch im Millisekundenbereich.

 

© NASA/Victor Zelentsov
© NASA/Victor Zelentsov

Der Laserantrieb

Ein vielversprechender Antrieb soll der Laserantrieb sein, welcher ein bemanntes schweres Raumschiff auf ca. 1000 km/s beschleunigen kann. Das sind leider nur 0,3% Lichtgeschwindigkeit. Zudem müssen hierfür extrem starke Laserkanonen um die Erde gebaut werden und so die mit Segeln versehene Raumfähre damit beschossen bzw. angetrieben werden. Das “Raumschiff“ enthält also keinen eigenen Antrieb. Die Reise zum Mars dauert hier weniger als einen Erdmonat. Das ist schon sehr gut. Meine Meinung dazu ist, dass für diesen Antrieb trotzdem keine langfristige Zukunft besteht - zumindest nicht in Hinsicht auf Raumfahrten außerhalb unseres Sonnensystems!

 

Die Theorie des Alcubierr'sche Antriebs

Eine Theorie mit Überlichtgeschwindigkeit zu reisen, wäre der Alcubierr'sche Antrieb mit Verbesserung von Van der Broeck. Hier wird um ein Objekt eine Blase erschaffen. Diese Blase verkleinert die Raumzeit vor der Blase und vergrößert sie wieder nach der Blase. Die Raumzeit wird manipuliert, die Reisezeit entsprechend verkürzt. Vermutlich muss hier exotische Materie mit negativer Energiedichte (keine Antimaterie!) verwendet werden, damit die mathematische Gleichung aufgeht. Kritiker haben hier etliche Wege gefunden, wie das nicht funktionieren kann. Entstehende Strahlung, zu hoher Energieverbrauch, fehlende exotische Materie und und und. Doch finde ich, die Grundzüge der Theorie sind durchaus vorstellbar. Außerdem darf ich daran erinnern, dass damals auch alle dachten die Erde sei Flach wie eine Flunder. Hier wird es ähnlich sein.

© ESA/C. Carreau
© ESA/C. Carreau

Lichtgeschwindigkeit und darüber hinaus

Mit einer 3-fachen Lichtgeschwindigkeit, würde die Hinreise zu Alpha-Centauri also nur 1,5 Jahre in Erdzeit dauern. Mit einer 12-fachen nur noch 0,3 Jahre - also wenige Erdmonate. Eine beachtliche Geschwindigkeit!

 

Nehmen wir mal Kepler 425b, mit 1400 Lichtjahren Entfernung soll er einer der nächsten erdähnlichen Planeten sein. Mit einfacher Lichtgeschwindigkeit benötigen Astronauten gute 8 Jahre. Klingt nach wenig Zeit! Doch aufgepasst, auf der Erde vergehen 1400 Jahre! Alle Menschen die unsere Astronauten damals kannten, sind nach der Rückkehr mausetot. Vielleicht existiert nicht mal mehr die Erde, wie wir sie kannten. Das Problem ist aber auch, dass die Kommunikationsübertragung ebenso lang dauert - also mit Hin-und Rückflug 2800 Erdjahre. Am Ende ist der Planet gar nicht mehr existent, denn was viele wissen, aber gerne oft vergessen wird, dass Licht eben auch nur mit Lichtgeschwindigkeit bei uns ankommt. Bei Kepler 425b sehen wir das Abbild auf dem Kepler-Teleskop vor 1400 “Lichtjahren“.  Alles was jeder Mensch in der Nacht am Sternenhimmel an leuchtenden Punkten sieht, ist eine Sternenkarte aus dem Antiquitätenmuseum.

 

Mit 12-facher Lichtgeschwindigkeit bräuchten wir ca. 117 Erdenjahre zum Kepler 452b Planet. Vermutlich wären trotzdem alle bekannten Menschen tot. Zumindestens existiert dann noch die Erde und die Missionsdaten sind noch nicht in den Geschichtsbüchern. Um die Sache angenehmer zu machen und weiter schönzurechnen, bräuchten wir die 2000-fache Lichtgeschwindigkeit. 0,7 Erdenjahre würden wir dann nur noch benötigen. Nicht umsonst verwenden die meißten Buchautoren & Filmemacher deshalb die Wurmloch-Technik.

Spiralgalaxy, Galaxiecluster & Evolution Explorer Konzept - © NASA/JPL-Caltech/SSC & NASA/STScI/ESA/JPL-Caltech/McGill

 

Das Universum und noch viel weiter

Es gibt noch viel entferntere Orte wie etwa Messier 53, ein Kugelsternenhaufen mit einem schon allein 230 Lichtjahren großen Durchmesser und einer Entfernung von 60.000 Lichtjahren. Selbst mit 2000-facher Geschwindigkeit müssten die neugierigen Erdlinge 30 Erdjahre auf Ihre Antwort warten. Mit Apollo 10 ca. 1.643.143.766  Milliarden Erdenjahre. Amüsant finde ich auch die Tatsache, dass wenn sich das Universum wirklich ausdehnt, Messier 53 viel weiter von uns entfernt ist, als noch vor “60.000“ Jahren. Denn was wir am “Himmel“ sehen, ist eben ein Abbild vor 60.000 Erdjahren. Heute ist Messier 53 vielleicht schon 180.000 Lichtjahre von uns entfernt.

 

Übrigens, der bekannte “Rand“ der Galaxie soll 13.800.000.000 Millarden Lichtjahre von uns entfernt sein. Mit 5000-facher Geschwindigkeit bräuchten wir bis zum Ende 277.143.581 Millionen Erdjahre (gar nicht mal so viel). Mit 1-facher Lichtgeschwindigkeit wären das übrigens 1.385.717.909.690 Billionen Erdjahre. Wer so lange reist, muss sich ein paar mehr Marsriegel einpacken.

Galaxy M81 - © NASA/JPL-Caltech/ESA/Harvard-Smithsonian CfA
Galaxy M81 - © NASA/JPL-Caltech/ESA/Harvard-Smithsonian CfA

Besuch aus dem All

Wen sich Außerirdische zu uns verirrt haben, sind sie auf jeden Fall extrem schlau. Denn Sie haben einen Weg gefunden, um extrem große Entfernungen zu überwinden. Warum sollten uns Aliens besuchen? Mal ehrlich, außer zu Forschungszwecken, gibt es für sie keinen Grund uns zu besuchen. Was könnten wir einer so hoch entwickelten Spezies schon bieten? Welten bräuchten Sie nicht erobern, es gibt da draußen zahlreiche lebenswürdige Planeten, die sie mit ihrem Antrieb erreichen könnten.

© Tibor Jago
© Tibor Jago

Wir sind gespannt wie viel Jahrzehnte-, hunderte oder tausende die Menschheit braucht, um das zu erreichen und ich bin mir sicher, die Grenze wird nicht die mögliche Technologie sein, sondern im Zweifel der Mensch selbst.

 

Außerdem werde ich vermutlich dieses Jahr 2017 eine Acryl-Leinwandserie zum Bereich Astronomie starten und zum Verkauf anbieten. Den Link zu meinen Acrylgemälden findet ihr hier.

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