KPH Krems, 8.6.2015

Heinz Oberhummer

Technische Universität Wien

Science Busters

Rosetta: Startmasse. 3.000 kg, Flügelspannweite: 32 m

Rosetta-Mission

Eine der größten technischen Leistungen der Menschheit

Erstmals menschliche Raumsonde auf Kometen gelandet

Wichtigste wissenschaftliche Errungenschaft des Jahres 2014

Flugzeit zu Komet: 10 Jahre

Zurückgelegte Distanz Erde – Komet: 500 Mill. km

Entfernung Erde – Komet: 500 Mill. km

Ferarri mit 200 km/h: 300 Jahre zum Kometen unterwegs

Komet Tschurjumow-Gerasimenko („Tschuri“)

über Wien

Größe: 4 km x 3,5 km x 3,5 km

Komet beschreibt Bahn um Sonne

Sonnenferne:

Brocken aus 2/3 Eis, 1/3 Staub

Kohlrabenschwarz

Sonnennähe:

Eis mit Staub

verdampft

Durch Sonnenwind entsteht Kometenschweif

Landung auf Philae

12.11.2014: Landeinheit Philae auf Tschuri gelandet

Live-Übertragung, Riesiges Spektakel, Public Viewing

Landeeinheit Philae

Philae: 100 kg auf Erde, 1 g auf Tschuri

Anker und Düsen versagten. Sprünge: 455 m und noch ein paar Meter

x

Philae auf Tschuri

Landung von Philae in Felsspalt und Nähe Wand

Nur 1,3 von 12,4 Stunden Sonne

Akku nach 4 Tagen leer, Tiefschlaf

Wiederaufwachen bis August 2015?

Wissenschaftliches Ziele

Sonnensystem mit Sonne, Planeten, Kometen und Asteroiden ist aus

einer Gas- und Staubwolke vor 4,6 Milliarden Jahren entstanden

Kometen sind riesige Eischränke bestehend aus unveränderten

Material von der Entstehung des Sonnensystems

Wissenschaftliche Fragen:

Wie sind Kometen aufgebaut und welche Eigenschaften haben diese?

Haben die Kometen Wasser und organische Stoffe (Bausteine des

Lebens) auf die frühe Erde gebracht?

Durch die Rosetta-Mission haben wir dazu viele neue wertvolle Daten

Astrobiologie

Die Astrobiologie hat sich im letzten Jahrzehnt von einer

Ansammlung von Spekulationen zu seriösen Untersuchungen vor

allem wegen neuer Entdeckungen entwickelt.

Zu diesen Entdeckungen gehören:

1. Extrasolare Planeten

2. Leben auf der Erde unter extremen Bedingungen

3. Technischer Fortschritt

Wir werden wahrscheinlich innerhalb der nächsten 30 Jahre

außerirdisches Leben entdecken!

• Die acht Planeten unseres Sonnensystems werden in zwei Gruppen

unterteilt: Die vier inneren Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars und

die vier äußeren Planeten Jupiter, Saturn, Uranus, und Neptun.

• Die vier inneren Planeten sind erdähnliche Planeten, das heißt sie haben

eine feste Oberfläche wie die Erde.

• Die vier äußeren Planeten werden als Jupiter-ähnlich bezeichnet, da sie

weitaus größer als die Erde sind und hauptsächlich aus Gas bestehen.

Die Planeten

Vergleich der Größen

der Sonne und

der Planeten

• Astronomen haben schon tausende extrasolare Planeten entdeckt.

Exoplaneten sind Planeten, die um andere Sonnen und nicht um unsere

eigene Sonne kreisen.

• Jede zehnte Sonne hat einen

• erdähnlichen Planeten mit fester

• Oberfläche und lebensfreundlichen

• Temperaturen.

• Nur auf Planeten ist Leben

• möglich, auf Sonnen ist es mit

• mehreren tausend Grad viel zu heiß.

Extrasolare Planeten

Leben unter extremen Bedingungen

Man hat Bakterien auf der Erde in extrem lebensfeindlichen Bedingungen

gefunden:

• Ausgetrocknete Salzseen

• Gletschern

• Eisbedeckte antarktische Seen

• Gestein bis 5 km unter der Erdoberfläche: Dunkles Leben

• Tiefsee in ewiger Dunkelheit und höchstem Druck: Schwarze Raucher

Hat große Bedeutung für die Astrobiologie: Wissenschaft vom

außerirdischen Leben.

Mein Lieblingsbakterium

• Das Bakterium „Deinococcus radiodurans“ überlebt die 1000- fache,

für Menschen absolut tödliche, radioaktive Strahlung.

• Es kann Schäden durch radioaktive Strahlung selbst reparieren.

Dieses Bakterium lebt sogar in Kernreaktoren!

Conan, das Bakterium

• Das Bakterium „Deinococcus

radiodurans“ wird auch „Conan, das

Bakterium“ genannt.

• Es gab einmal einen Film

„Conan, der Barbar“ mit unserem

Auslands-Österreicher Arnold

Schwarzenegger in der Hauptrolle. In

diesem Film war Conan auch durch

nichts umzubringen.

Meine Alpakas

Auf meinem kleinen Bauernhof im Dunkelsteinerwald habe ich Alpakas.

Diese sind die kleine Form der Lamas und stammen aus Südamerika. Dort

haben die Ureinwohner die Alpakas 5000 Jahre lang wegen ihrer

einzigartigen Wolle („Edelhaar“) gezüchtet.

Alpakas im Winter

Alpakas im Haus

Alpakas mit Kindern

Nachwuchs-Alpaka Nilsi

Conan, das Bakterium, in den Bemmerln Das Conan-Bakterium befindet sich in den „Bemmerln“ der Alpakas.

Warum ist es so widerstandsfähig?

Warum hat aber das Conan-Bakterium eine so eine große Widerstandskraft

gegenüber radioaktiver Strahlung? Auf der Erde war die Radioaktivität nie

so stark, dass so etwas notwendig wäre.

Außerirdische am Alpakahof?

Manche Wissenschaftler nehmen an, dass sich einfache Bakterien

über große Distanzen eingeschlossen in Meteoren durch den

Weltraum bewegen. Auf diese Weise könnte auch das Leben aus

dem Weltraum von einem anderen Himmelskörper auf die Erde

gekommen sein: Panspermie.

Leben am Mars?

• Im Marssommer gibt es in manchen

Gegenden am Mars riesige

Methanausbrüche.

• Hinweis auf bakterielles Leben unterhalb

der Marsoberfläche. Das Methan könnte

auch von geo-chemischen Quellen

kommen.

Methanbildung auf der Erde

Gärungs- und Fäulnisbakterien:

Verdauung von Rindern, Reisfelder, Mist …

Marsrover „Curiosity“

Am 6. August 2012 ist der fast eine Tonne schwere

Marsrover „Curiosity“ am Mars gelandet. Dieses mobile

Labor hat alle Bausteine für Leben gefunden. Wasser,

Kohlenwasserstoffverbindungen, Schwefel, Stickstoff,

Wasserstoff, Sauerstoff, Phosphor.

SETI (Suche nach außerirdischer Intelligenz)

Radioteleskop

Aceribo-Teleskop Radioteleskop-Array

Square Kilometre Array (SKA)

Suche nach Radiosignalen von Aliens in Südafrika und Australien

James Webb Teleskop

Suche nach Hinweisen von Leben auf Exoplaneten ab 2018

European Extremely Large Teleskop (EELT)

Suche nach Hinweisen von Leben auf Exoplaneten ab 2024

Beginn des Universums

• Religionen behaupten ja, Gott hat alles aus dem Nichts

geschaffen. Aber ein Nichts, wo sich einfach gar nichts

befindet, gibt und hat es nirgendwo und niemals gegeben.

• Denn in der Quantenphysik gibt es immer und überall

Quantenfluktuationen. Das sind Schwankungen, bei der selbst

im besten Vakuum kurzfristig Energie und Teilchen entstehen

und gleich wieder verschwinden können.

• Beginn des Universums: Dadurch gibt es einen immer und

überall existierenden Quantenschaum

Quantenschaum

Vor dem Universum gab

es einen immer und

überall existierenden

Quantenschaum

Kosmische Inflation

• Eine mikroskopisch kleine Blase kann sich durch die so

genannte kosmische Inflation (vom lat. Aufblähung) zu einem

gigantischen Universum ausdehnen.

• Die Inflationstheorie gibt am besten die beobachteten

Eigenschaften unseres Universum am besten wieder:

• Entstehung von Raum, Zeit, Energie und Materie

Alle großen Strukturen im Universum:

Galaxienhaufen, Galaxien, Sterne,

Form der Hintergrundstrahlung

Multiversum

• Im Quantenschaum kann sich immer wieder Blase zu Universum

ausdehnen. Beliebig viele Paralleluniversen: Multiversum.

• Auch fortgeschrittenste Theorie (M-Theorie) sagt solches

Multiversum voraus.

• Immer mehr Kosmologen sind von Multiversums überzeugt.

Entwicklung des

Universums

Guglhupf-Modell: Ausdehnung des Universums von vor

13,8 Milliarden Jahren bis heute, dehnt sich sogar durch

Dunkle Energie immer schneller aus

Entwicklung des Universums

Quanten- Infla- Erste Ausdehnung des Universums Heute

Schaum tion Sterne

Zahl der Sterne

• Die Sterne, die wir am Himmel sehen, sind auch nur

Sonnen. Weil sie aber viel weiter weg sind als die Sonne,

erscheinen sie uns nur als Punkte und nicht als Scheibe

wie unsere Sonne.

• Es gibt so viele Sterne im Universum, wie Sandkörner auf

allen Stränden der Erde.

Sterne und Planeten

• Die Sonne scheint und die Sterne leuchten, weil tief in

ihrem Inneren durch Verbrennen von Atomkernen Energie

erzeugt wird. Daher ist auf der Sonne und den Sternen

mit einigen tausend Grad sehr heiß.

• Hingegen werden um die Sonnen kreisende Planeten

nur von der Sonne beleuchtet und erzeugen selbst nur

wenig Energie..

Entstehung der Elemente

• Eine halbe Milliarde Jahre nach dem Anfang des

Universums entstanden aus Gas- und Staubwolken die

ersten Sterne. Bis heute entstehen auf diese Weise

immer neue Sterne.

• In den Sternen entstanden alle Elemente vom Kohlenstoff

bis zum Uran.

• Sterne sind Kochtöpfe oder Hexenkessel in der die

Elemente des Lebens erzeugt werden.

• „Du bist mein Stern!“

Ende des Universums

Stephen Hawking, aber auch andere Kosmologen haben vor einem

katastrophalen Zerfall des Universums durch „Todesblase „ gewarnt.

Large Hadron Collider (LHC)

Teilchenbeschleuniger: CERN, Genf

4. Juli 2012, Higgs-Teilchen entdeckt

Standardmodell der

Teilchenphysik

32 Teilchen & Higgs Supersymmetrische Teilchen

Todesblase

Frage zerfällt Universum?

Berechnung Standardmodell:

Universum kann zerfallen,

weil zwei Energieniveaus.

„Zur ebenen Erde und im

ersten Stock“. Wir befinden uns

im ersten Stock. Können mit

kleiner Wahrscheinlichkeit ins

Erdgeschoß fallen.

Zerfall beginnt an einem Punkt mit gewaltiger Energiefreisetzung

Dehnt sich als Feuerball mit Lichtgeschwindigkeit aus

Werden davon aber nichts mitbekommen.

Unser Gehirn: Der große Schwindler

Die Bewusstseinsspaltung des Menschen:

Gänzlich unwichtig und doch von sich selbst eingenommen

Haben wir Menschen überhaupt eine Bedeutung?

Vielleicht sind wir Menschen doch nicht so bedeutungslos,

weil sie ja unser Universum beschreiben, analysieren und

erklären können.

Wissenschaftsbuch des Jahres