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Sternengeschichten Folge 283: Alles dreht sich

Alles dreht sich! Nicht nur, wenn man betrunken ist oder auf dem Kinderkarusell sitzt. Alles im Universum dreht sich! Alle Planeten drehen sich um ihre Achse. Alle Monde rotieren. Alle Asteroiden und Kometen. Alle Planeten, Monde, Asteroiden und Kometen bewegen sich auch um ihren Stern herum. Alle Sterne drehen sich. Alle Sterne bewegen sich um das Zentrum ihrer Galaxie herum. Galaxien rotieren. Alles dreht sich - aber warum? Das liegt an der Drehimpulserhaltung.

Fangen wir am Anfang an. Zumindest mal am Anfang der Entstehung unseres Sonnensystems. Wie es sich für Anfänge gehört, war es damals noch gar nicht da. Auch nicht die Sonne. Es gab nur eine große Wolke aus Gas und Staub. Eine wirklich große Wolke, viele Lichtjahre groß! Die Gasmoleküle und Staubteilchen in dieser Wolke haben sich bewegt. Denn alles muss sich im Universum bewegen. Alles wird ja durch die Gravitationskraft von allem anderen beeinflusst, ein Stillstand ist da nicht möglich. Das wäre höchstens dann möglich, wenn es nur ein einziges Objekt im ganzen Universum geben würde und dann wäre der Begriff der Bewegung ja sowieso bedeutungslos, weil das Wort keinen Sinn macht, wenn man nicht dazu sagen kann, in Bezug auf was sich etwas bewegt. Aber für unser Universum trifft das sowieso nicht zu, denn hier gibt es ja offensichtlich sehr viel Zeug. Und das bewegt sich.

Die Gasteilchen der riesigen Wolke bewegen sich also. Einige vielleicht schneller, die meisten aber vergleichsweise langsam. Wir dürfen uns keine herumwirbelnden Gasströme vorstellen. Die interstellaren Wolken sind keine "Wolken" wie wir sie von unserem irdischen Himmel kennen. Wir finden dort nur ab und zu mal ein Gasatom, aus unserer Sicht sähe das Innere so einer Wolke wie ein perfektes Vakuum aus. Aber die Wolke ist eben enorm groß und insgesamt sind dort jede Menge Atome. Und die bewegen sich langsam durch die Gegend.

Und wenn sich nichts ändert, dann bleibt alles so. Aber in der Wolke aus der unser Sonnensystem entstanden ist, hat sich etwas geändert. Die Gasteilchen dort wurden ein wenig gestört. Vielleicht weil ein Stern in der Nähe vorbei gezogen ist und mit seiner Gravitationskraft die Wolke ein bisschen durchgewirbelt hat. Vielleicht ist auch ein anderer Stern in der Nähe explodiert und hat so für eine Störung gesorgt. Wie auch immer: In einer bestimmten Region der Wolke sind die Gasteilchen ein wenig näher zusammengerückt als vorher. Es ist ein "Klumpen" entstanden und weil dort mehr Teilchen versammelt waren als anderswo in der Wolke, hat dieser Klumpen nun mehr Gravitationskraft auf seine Umgebung ausgeübt als der Rest der Wolke. Noch mehr Gas aus der Wolke bewegte sich in Richtung Klumpen, was eine noch stärkere Gravitationskraft bedeutet, und so weiter. Kurz gesagt: Die Wolke fing an zu kollabieren.

Und jetzt sind wir wieder bei der Drehimpulserhaltung. Der Drehimpuls ist - simpel gesagt - die Menge an Rotationsenergie die in einem System steckt: Wie schnell und wie stark rotiert das Zeug, aus dem das System besteht. Im Sonnensystem steckt ein Teil der Drehenergie zum Beispiel in der Rotation von Sonne, Planeten, Monden, Asteroiden um ihre jeweiligen Achsen. Ein Teil der Drehenergie steckt aber auch in der Bewegung all dieser Himmelskörper um die Sonne. Und selbst jedes kleine Staubteilchen, dass sich um die Sonne bewegt, trägt einen kleinen Teil zum gesamten Drehimpuls des Sonnensystems bei.

Der Drehimpuls hängt von drei Dingen ab: Welche Masse hat das Ding, das sich dreht? Welche Ausdehnung hat das Ding, das sich dreht bzw. wie groß ist der Abstand des Dings von dem Punkt, um den es sich dreht? Und: Wie schnell dreht sich das Ding? Betrachten wir jetzt nochmal unsere Gaswolke. Die Bewegung der einzelnen Gasteilchen kann man auch als Drehung interpretieren. Aus Sicht eines Beobachters, der sich im Zentrum der Wolke befindet,