Vor 850 Tagen habe ich es angekündigt und schon heute ist es so weit: Jetzt gibt es Astrodicticum Simplex auch als Video!
Ich weiß, es hat ein bisschen länger gedauert als geplant. Das liegt vor allem daran, dass ich vom Videobloggen keine Ahnung habe. Auch nicht von Videobearbeitung oder Videokameras. Ich besitze auch keine. Nur eine stinknormale (billige) Digitalkamera. Und da leider die spontane Erleuchtung in Sachen Videos bisher ausgeblieben ist, bin ich immer noch so ahnungslos wie vor 2 Jahren. Aber gut, ich hatte ja auch irgendwann mal keine Ahnung vom Bloggen. Und dann trotzdem einfach damit angefangen. Also habe ich das jetzt auch mit den Videos so gemacht. Vielleicht lerne ich den ganzen Kram ja unterwegs.
Erwartet euch von der ersten Folge noch nicht zu viel. Erwartet euch am besten gar nichts. Es passiert darin nicht wirklich etwas. Ich sitze da und rede. Nicht mehr. Die Folge war eigentlich nur als Testlauf gedacht. Ich wollte herausfinden, ob man mit meiner popeligen Kamera zumindest ein halbwegs brauchbares Video machen kann. Ob das mit dem Stativ und dem Licht einigermaßen funktioniert. Ob ich die Software verstehe, mit der ich das Video bearbeitet habe. Und so weiter.
Wie gesagt. Ich sitze nur da und rede. Das Thema lautet “Wie bewegen sich die Planeten?”. Ich probiere kurz die Grundlagen der planetare Bewegung zu erläutern und erkläre dann, warum die Himmelskörper nicht alle einfach kreuz und quer durch das Sonnensystem flitzen können. Am Schluss probiere ich dann noch eine Antwort auf die Frage zu finden, was passiert, wenn sich irgendwann in der Zukunft unsere Vorstellung über die Bewegung der Planeten ändern sollte.
Ich würde mich sehr über euer Feedback freuen. Allerdings nicht zur Technik. Ich weiß, dass die nicht optimal ist; aber da lässt sich leider vorerst nichts dran ändern. Wenn ich mal mehr Geld habe und weiß, was ich mit einer hochwertigen Kamera anfangen kann, dann werde ich mir vielleicht auch eine zulegen. Aber vorerst muss die bestehende Technik ausreichen. Aber vielleicht fällt euch ja ein bisschen was zum Inhalt ein. Ist die Länge des Videos ok? Ich finde es ja fast ein wenig zu lang… Wie stehts mit der Thematik? Welche Themen sind für Videos besonders gut/schlecht geeignet? Und wie könnte man das ganze Ding am besten nennen – “Astrodicticum Simplex TV” ist eine äußerst unoriginelle und langweilige Notlösung.
Naja, vermutlich wird man sowieso erst mal ein paar Folgen abwarten müssen, um sich wirklich ein Bild machen zu können. Ich weiß ja momentan noch nicht mal selbst, wie das ganze laufen wird. Ich hab mir momentan erst Gedanken über Folgen 2 und 3 gemacht (in Folge 2 gibts die ersten Special Effects und in Folge 3 sogar ein Experiment). Mal schauen. Ich habe vorerst mal geplant, alle 14 Tage eine neue Folge zu veröffentliche. Je nachdem wie das ganze läuft, kann das Intervall auch verkürzt oder verlängert werden. (Nachtrag: Nachdem sich gezeigt hat, dass meine aktuellen technischen Mittel noch nicht wirklich optimal sind, kann es noch ein wenig länger dauern, bis die nächste Folge kommt. Also ärgert euch nicht, wenn es länger als 14 Tage dauert).
Aber ok, ich hör schon auf zu schreiben. Hier kommt das Video, da könnt ihr mich reden hören (Und wer darauf keine Lust hat, der findet den Text zum Video gleich darunter. Nachtrag: Aus organisatorischen Gründen bin ich mit den Videos von YouTube zu Vimeo übersiedelt; die YouTube-Version ist gelöscht):
Nachtrag: Eine aufgemotzte und verbesserte Version des Videos mit vielen bunten Abbildungen gibt es hier.
Wie bewegen sich die Planeten? Beobachten können wir sie schon seit Jahrtausenden. Aber es hat erstaunlich lange gedauert, bis wir herausgefunden haben, wie sich die Planeten bewegen. Das lag vermutlich daran, dass wir die längste Zeit von der falschen Vorstellung ausgegangen sind, die Erde würde unbewegt im Zentrum des Sonnensystems bzw. des Universums stehen. Erst im 16. Jahrhundert setzte sich langsam die Idee durch , dass auch die Erde selbst sich bewegt. Es war schließlich Johannes Kepler, am Anfang des 17. Jahrhunderts, der nach jahrelangen Berechnungen als erster erkannte, dass die Erde und alle anderen Planeten sich auf elliptischen Bahnen um die Sonne bewegen. Seine drei berühmten Gesetze erklärten das erste Mal quantitativ und viel genauer als alle bisherigen Versuche, wie sich die Himmelskörper tatsächlich bewegen. Er zeigte nicht nur, dass die Bahnen der Planeten keine Kreise beschrieben, wie man bisher dachte – das erste Gesetz – sondern dass sich die Planeten auch unterschiedlich schnell bewegte. Je näher sie auf ihrer Bahn der Sonne kommen, desto schneller sind sie unterwegs: sein zweites Gesetz. Später folgte das dritte Gesetz: Je größer der mittlere Abstand eines Planeten von der Sonne ist, desto länger braucht er für eine Umrundung der Sonne.
Kepler war in der Lage zu erklären, wie die Planeten sich bewegen. Aber er wusste noch nicht, warum sie es taten. Er stand zwar kurz davor, das Gravitationsgesetz zu entdecken, am Ende war es aber Isaac Newton, der zeigen konnte, nach welchen mathematischen Gesetzmäßigkeiten sich die Himmelskörper gegenseitig beeinflussen. Jedes Objekt zieht jedes andere Objekt an, und zwar umso stärker, je massereicher und näher beieinander sie sind. Damit war Newton nicht nur in der Lage, zu erklären, WARUM die Planeten sich so bewegten, wie es Keplers Gesetze besagten. Er konnte auch ihre Bewegung berechnen und viel genauer als bisher vorhersagen, wo sie sich in Zukunft befinden würden.
Das funktioniert unter anderem deswegen so gut, weil unser Sonnensystem nicht allzu kompliziert aufgebaut ist. In der Mitte sitzt die schwere Sonne und außen rum kreisen die Planeten. Aber eigentlich ist das nicht ganz richtig. Eigentlich bewegen sich die Planeten nicht um die Sonne. Alle Himmelskörper im Sonnensystem bewegen sich umeinander. Nicht die Sonne ist das Zentrum der Bewegung, sondern der Massenschwerpunkt des gesamten Sonnensystems. Aber so gut wie die gesamte Masse des Sonnensystems ist in der Sonne konzentriert. Sie ist tausend Mal schwerer als der ganze Rest. Damit ist ihr Einfluß auch entsprechend größer und die Bewegung die sie ausführt, tausend Mal geringer als die der Planeten. Sie wackelt nur ein wenig hin und her, während alle anderen Objekte sie umkreisen. Im Vergleich zur Sonne ist die Masse der anderen Himmelskörper vernachlässigbar. Wenn man wissen will, wie sich die Erde bewegt, reicht es fürs erste, nur den Einfluß der Sonne zu betrachten. Auch die anderen Planeten beeinflussen zwar die Bahn der Erde, aber nur so wenig, dass es kaum eine Rolle spielt.
Das ist auch der Grund, warum unser Sonnensystem stabil ist. Die Masse der Planeten ist viel geringer als die Masse der Sonne. Wenn Sonne und Planeten gleich schwer wären, dann würde jeder Himmelskörper jeden anderen etwa gleich stark anziehen und eine geordnete Bewegung wäre nicht möglich. Das gilt auch, wenn die Abstände zwischen den Planeten geringer wären. Wir erinnern uns: Die Stärke der Gravitationskraft hängt nicht nur von den beteiligten Massen ab, sondern auch vom Abstand. Ein kleiner, aber sehr naher Himmelskörper kann trotzdem eine große Kraft ausüben.
Deswegen gibt es auch keine Planeten, die einfach so kreuz und quer durch das Sonnensystem sausen. Die Bahnen der acht Planeten sind alle fast kreisförmig. Jeder Planet hat seinen Bereich und sie kommen einander nicht in die Quere. Rein theoretisch würde nichts dagegen sprechen, dass die Bahn eines Planeten sehr viel stärker elliptisch ist. Eine dauerhaft stabile Bewegung ist aber nur dann möglich, wenn diesem Planeten nichts im Weg steht. In unserem Sonnensystem würde das nicht funktionieren. Eine exzentrische Bahn, die zum Beispiel vom äußeren Sonnensystem bis in die Nähe der Erde führt, kreuzt unterwegs alle anderen Planetenbahnen. Der exzentrische Planet würde auf seiner Bahn zwangsläufig immer wieder Mal einem der anderen Planeten nahe kommen. Die dabei auftretenden starken Gravitationskräfte würden ihn ziemlich schnell aus dem Sonnensystem schleudern bzw. zu einer Kollision führen. Mehr als ein paar zehn- bis hunderttausend Jahre könnte so ein Planet nicht überleben.
Früher gab es solche Planeten im Sonnensystem. Als vor 4,5 Milliarden die Planeten entstanden sind, sind mehr als nur 8 entstanden. Es ist damals wild zugegangen, die Bahnen mancher Himmelskörper waren stark elliptisch und sie wurden deswegen aus dem Sonnensystem geworfen bzw. sind mit anderen Planeten zusammengestossen. Bei einer dieser Kollisionen ist ein Marsgrößer Planet mit der noch jungen Erde kollidiert und diesem Zusammenstoß verdanken wir den Mond. Irgendwann sind dann aber alle Planeten auf solchen instabilen Bahnen rausgeflogen und am Ende sind nur noch die acht bekannten übrig geblieben.
Wir kennen allerdings einige Asteroiden die sich auf solchen stark exzentrischen Bahnen durch das Sonnensystem bewegen. Aber auch die sind nicht stabil und auch sie überleben nur ein paar zehn- bis hunderttausend Jahre. Wir können sie nur deswegen beobachten, weil es im Sonnensystem sehr viele Asteroiden und Kometen gibt: ein paar Billiarden ziehen in verschiedenen Bereichen des Sonnensystems ihre Bahnen. Ihre stabilen, kreisförmigen Bahnen! Aber es kommt immer wieder mal vor, dass zwei davon zusammenstoßen und so von diesen stabilen, fast kreisförmigen Bahnen auf instabile, elliptische Bahnen geschleudert werden. Dann ist ihr Schicksal besiegelt und spätestens nach ein paar hunderttausend Jahren geht es mit ihnen zu Ende. Sie fallen in die Sonne, fliegen aus dem Sonnensystem heraus oder stoßen mit einem Planeten zusammen. Nur weil ständig neue Asteroiden auf exzentrischen Bahnen nachgeliefert werden, können wir heute noch welche auf diesen extremen Orbits beobachten. Es gibt allerdings kein großes Reservoir an Planeten, aus dem immer wieder welche nachgeliefert werden können. Alle Planeten auf solchen Bahnen sind schon seit Milliarden Jahren verschwunden.
Es spielt übrigens auch keine große Rolle, ob die elliptische Bahn eines Planeten sich in der gleichen Ebene wie die Bahnen der anderen Planeten befindet, oder ob sie geneigt ist. Bei einer stark geneigten Bahn kommt es zwar seltener zu nahen Begegnungen. Es gilt aber immer noch Keplers zweites Gesetz: Je näher ein Planet der Sonne kommt, desto schneller wird er. Und je elliptischer eine Bahn ist, desto näher kommt er der Sonne. Weil er so schnell ist, reicht dann schon eine kleine Störung um ihn aus der Bahn zu werfen – so wie ein Auto, dass zu schnell um die Kurve fährt. Elliptische Bahnen sind einfach nicht gut für ein Planetensystem mit vielen Objekten.
Newtons Gravitationsgesetz bzw. seine moderne und etwas genauerere Erweiterung – die allgemeine Relativitätstheorie von Einstein – ermöglichen es uns, die Gravitationskräfte auszurechnen, die die Planeten aufeinander ausüben. Wenn wir die kennen, wissen wir auch, wie sich der Planet in Zukunft bewegen wird. Das ist wichtig, wenn wir zum Beispiel Raumsonden durchs All schicken. Eine Sonde zum Mars braucht einige Monate. In der Zeit bewegt sich der Planet natürlich und wenn wir nicht wissen, wie er sich bewegt, dann erreicht die Sonde ihr Ziel nicht. Wir müssen schon beim Start wissen, wo der Mars in Zukunft sein wird, um eine punktgenaue Landung zu gewährleisten.
Aber wissen wir denn nun wirklich, wie sich die Planeten bewegen? Können sich die Naturgesetze nicht vielleicht ändern? Wir wissen ja noch nicht alles – wer weiß, was wir in Zukunft noch herausfinden? Wer weiß, wie sich unser Wissen über die Bewegung der Planeten noch verändern wird? Selbstverständlich wissen wir noch nicht alles und das wird auch noch lange so bleiben. Und es ist durchaus wahrscheinlich, dass wir in der Zukunft besser über die Bewegung der Planeten Bescheid wissen als heute. Das bedeutet aber NICHT, dass deswegen die Planeten sich deswegen auf einmal völlig willkürlich bewegen können.
Naturgesetze beschreiben ja nur unser Verständnis der Welt. Die Realität selbst bleibt immer die gleiche. Die Wirkung der Gravitationskraft ist immer die gleiche. Wenn vor zehntausend Jahren ein Steinzeitmensch einen Stein fallen ließ, dann ist er zu Boden gefallen. Der Steinzeitmensch hatte keine Ahnung, warum das so war – aber es war so, verläßlich und immer wieder. Tausende Jahre später hat Newton eine Formel aufgestellt, mit der sich genau berechnen lässt, mit welcher Geschwindigkeit der Stein zu Boden fällt. Ein paar Jahrhunderte später hat Albert Einstein gezeigt, das Newtons Formel nicht ganz exakt ist und verbessert werden kann. Aber egal wer den Stein fallen lässt – Steinzeitmensch, Newton oder Einstein – er wird jedesmal zu Boden fallen. Und selbst wenn in ein paar hundert Jahren ein neuer genialer Wissenschaftler Einsteins Theorie erweitern wird und wir die Gravitation besser verstehen, dann werden Steine nicht plötzlich anfangen, in der Luft zu schweben! Wir werden dann wahrscheinlich besser und viel genauer berechnen können, wie schnell der Stein zu Boden fällt. Und wir werden besser verstehen, warum er das tut. Aber er wird fallen.
Die Natur bleibt immer gleich. Nur unser Verständnis ändert sich. In hundert Jahren verstehen wir wahrscheinlich sehr viel besser als heute, warum sich die Planeten so bewegen, wie sie es tun. Keplers Gesetze waren eine gute Annäherung an die Realität. Und das sind sie auch heute noch, selbst als Newtons Gravitationstheorie von Einsteins Theorie abgelöst wurde. Einstein hat Newton nicht widerlegt. Er hat nur gezeigt, dass es noch eine bessere Annäherung an die Realität gibt. Aber auch wenn Einstein die Bewegung der Planeten genauer beschreibe konnte, wird Newtons Theorie dadurch nicht plötzlich ungültig. Newtons und Keplers Gesetze gelten immer noch, nur wissen wir eben nun, dass es sich um eine Annäherung handelt und sie nicht so genau ist, wie die von Einstein. Und eine zukünftige Beschreibung wird vielleicht noch genauer sein als die von Einstein. Aber so wie auch dann ein Stein immer noch zu Boden fällt, werden sich die Planeten immer noch in elliptischen Bahnen um die Sonne bewegen.
Nur weil wir noch nicht alles wissen, folgt daraus nicht, dass wir gar nichts wissen. Nur weil wir nicht alles wissen, bedeutet das nicht, das alles möglich ist!
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