Episode Details

CL022 Astrologie vs. Astronomie - Wissenschaft gegen Sternzeichen-Mythen

Die Episode über Astrologie und warum Zwillinge doch nicht das schlimmste Sternzeichen ist

Einleitung

Es ist wieder viel passiert in der Welt der Wissenschaft und der Astronomie speziell. Da Eva aber mit ihrer Prüfung in theoretische Physik 3, Quantenmechanik beschäftigt war und sich gefragt hat, wofür sie das Alles lernen soll, hat sie sich die Bedeutung von Quanteneffekten für die Astronomie zur Lernmotivation angesehen. Denn tatsächlich spielt die Quantenmechanik eine entscheidende Rolle in der Erklärung verschiedener Phänomene in der Astronomie. Hier nur einige Beispiele.

Bedeutung von Quanteneffekten in der Astronomie

Kernfusion in Sternen: Generell erzeugen Sterne ihre Energie hauptsächlich durch Kernfusionsprozesse. Der bekannteste Prozess ist die Fusion von Wasserstoff zu Helium, das passiert etwa auch in unserer Sonne. Aufgrund der enormen elektrostatischen Abstoßung zwischen den positiv geladenen Atomkernen (Protonen) wäre die Fusion bei den Temperaturen und Drücken, die im Inneren von Sternen herrschen, eigentlich unwahrscheinlich. Hier kommt die Quantenmechanik ins Spiel. Durch den quantenmechanischen Tunneleffekt können Protonen die Energiebarriere „durchtunneln“ und fusionieren, obwohl sie nach den Gesetzen der klassischen Physik nicht genügend Energie dafür haben. Durch diese Prozesse wird verständlich, wie Sterne über Milliarden von Jahren stabil bleiben und kontinuierlich Energie abgeben können.

Schwarze Löcher und die Ereignishorizonte: hier werden Quantenmechanische Effekte relevant, wenn man die Umgebung von Schwarzen Löchern betrachtet. Theorien wie die Hawking-Strahlung, die auf quantenmechanischen Prinzipien basiert, beschreiben, wie Schwarze Löcher unter bestimmten Umständen Energie abstrahlen können.

Quantenfluktuationen im frühen Universum: Quantenmechanische Fluktuationen in der sehr frühen Phase des Universums könnten für die Bildung der ersten Strukturen im Universum, wie Galaxien und andere großräumige Strukturen, verantwortlich sein.

Spektrallinien und Atomstruktur: Die Quantenmechanik erklärt, wie Atome Licht absorbieren und emittieren, was für die Astronomie grundlegend ist, um die chemische Zusammensetzung und physikalischen Eigenschaften von astronomischen Objekten zu bestimmen. Um die chemische Zusammensetzung von Sternen zu untersuchen nutzte Cecilia Payne-Gaposchkin die Spektroskopie und die theoretischen Rahmenbedingungen der Quantenmechanik. Sie hat dann damit gezeigt, dass Wasserstoff das bei weitem häufigste Element in Sternen ist und Helium das zweithäufigste. Dies stand im Widerspruch zur damaligen Annahme, dass Sterne eine ähnliche Zusammensetzung wie die Erde haben. Über Cecilia Payne-Gaposchkin hat Eva übrigens auch schon CL12-Frauen in der Wissenschaft erzählt.

21cm Linie (Emissionslinie von Wasserstoffatomen): Wasserstoffatome im All können durch einen so genannten “Hyperfeinstrukturübergang” Strahlung aussenden. Dem liegt ein Quantenmechanischer Prozess zugrunde, bei dem sich der Spin des Atoms ändert. D.h. wenn man Licht bei 21cm beobachtet, kann man sehen, wo im All der ganze Wasserstoff ist.

Debunking Astrology

Es ist wieder so weit. Die Zeit der Jahreshoroskope steht an. Manche sehen es als lustigen Partygag, andere finden, dass da “ja doch etwas dran sein könnte”. Die Astrologie hat eine alte Geschichte, genau so alt wie die Geschichte der Astronomie. Zu Beginn haben sich die zwei Hand in Hand entwickelt. Bis klar wurde, dass die Astrologie genau so wissenschaftlich ist wie Kaffeesatz-Lesen.

Die Ursprünge der “Himmelskunde” liegen im Zweistromland Mesopotamien, etwa 1250 v.Chr. Die Region zeichnete sich durch vorhersehbare Wetterlagen, die je nach J