Ein Gedanken-Experiment
Embedded Files
Die Sandkorn-Perspektive
Das Universum ist unvorstellbar groß.
Mengen sind wirklich riesig.
Abstände sprengen jegliches Verständnis.
Das Universum ist unvorstellbar groß.
Mengen sind wirklich riesig.
Abstände sprengen jegliches Verständnis.
Daher existieren viele falsche Vorstellungen.
Daher existieren viele falsche Vorstellungen.
━━━
━━━
Mal eben zum Mars fliegen - oder gleich zum nächsten Stern? Mit dem Raumschiff zwischen den Felsen im Asteroidengürtel herumkurven?
Mal eben zum Mars fliegen - oder gleich zum nächsten Stern? Mit dem Raumschiff zwischen den Felsen im Asteroidengürtel herumkurven?
Alles Quatsch.
Alles Quatsch.
Um das zu verstehen, verkleinern wir den Maßstab drastisch.
Um das zu verstehen, verkleinern wir den Maßstab drastisch.
━━━
━━━
Unsere Sonne hat eigentlich den gewaltigen Durchmesser von 1,4 Millionen Kilometern.
Unsere Sonne hat eigentlich den gewaltigen Durchmesser von 1,4 Millionen Kilometern.
Stell dir vor, die Sonne wäre nur so groß wie ein Sandkorn mit einem Durchmesservon genau 1 Millimeter.
Stell dir vor, die Sonne wäre nur so groß wie ein Sandkorn mit einem Durchmesservon genau 1 Millimeter.
━━━
━━━
Wir rechnen also mit einem Maßstab von 1 zu 1,4 Billionen. Nennen wir es den "Sandkorn-Maßstab".
Wir rechnen also mit einem Maßstab von 1 zu 1,4 Billionen. Nennen wir es den "Sandkorn-Maßstab".
Dann passiert das hier:
Dann passiert das hier:
①
①
Das Volumen der Milchstraße
Das Volumen der Milchstraße
Wäre die Sonne so groß wie ein Sandkorn...
Wäre die Sonne so groß wie ein Sandkorn...
...würden die Sandkörner für alle Sterne der Milchstraße,
dicht an dicht gepackt, einen Sandhaufen von
etwa 180 Kubikmeter ergeben.
...würden die Sandkörner für alle Sterne der Milchstraße,
dicht an dicht gepackt, einen Sandhaufen von
etwa 180 Kubikmeter ergeben.
Aber nur, wenn alle Sterne ungefähr die Größe der Sonne hätten.
Aber nur, wenn alle Sterne ungefähr die Größe der Sonne hätten.
Das wäre etwa zwölf Lastwagenladungen.
Das wäre etwa zwölf Lastwagenladungen.
Aktueller Wissensstand: Die Milchstraße enthält etwa 100 bis 400 Milliarden Sterne. Der Sandkorn-Vergleich geht von 200 Milliarden und einem Feststoffanteil von 60 %, also 40 % Luft zwischen den Sandkörnern, aus. Unser Lastwagen soll 15 Kubikmeter laden können.
②
②
Riesen und Überriesen
Riesen und Überriesen
Wäre die Sonne so groß wie ein Sandkorn...
Wäre die Sonne so groß wie ein Sandkorn...
...würden die größten Sterne Findlinge
mit bis zu 2 Metern Durchmesser sein.
...würden die größten Sterne Findlinge
mit bis zu 2 Metern Durchmesser sein.
Da reichen die zwölf Lastwagen dann nicht mehr aus,
denn es gibt einige Tausend dieser größten Sterne,
also ungefähr Tausend Lastwagen nur für die Überriesen.
Da reichen die zwölf Lastwagen dann nicht mehr aus,
denn es gibt einige Tausend dieser größten Sterne,
also ungefähr Tausend Lastwagen nur für die Überriesen.
Aktueller Wissensstand: Die größten Sterne der Milchstraße haben einen 2000-fach größeren Radius als die Sonne. In unserem Sonnensystem würde das bis zur Bahn des Saturns reichen. Die Anzahl der hier betrachteten Überriesen ist sehr vage, derzeit wird von 5000 ausgegangen. Aber: Die überwiegende Anzahl der Sterne ist kleiner als die Sonne.
③
③
Der nächste Sternennachbar
Der nächste Sternennachbar
Wäre die Sonne so groß wie ein Sandkorn...
Wäre die Sonne so groß wie ein Sandkorn...
...befände sich der nächste Stern Proxima Centauri
in beeindruckenden 30 Kilometern Entfernung.
...befände sich der nächste Stern Proxima Centauri
in beeindruckenden 30 Kilometern Entfernung.
Ein Sandkorn vor deinen Füßen,
und die nächsten jenseits des Horizonts.
Dazwischen in alle Richtungen: nichts.
Ein Sandkorn vor deinen Füßen,
und die nächsten jenseits des Horizonts.
Dazwischen in alle Richtungen: nichts.
Viel Spaß beim Hinfliegen,
und nimm dir ein Buch mit,
es könnte etwas dauern...
Viel Spaß beim Hinfliegen,
und nimm dir ein Buch mit,
es könnte etwas dauern...
Gesicherter Wissensstand: Proxima Centauri ist gut 4 Lichtjahre entfernt. Oder rund 40 Billionen Kilometer.
Und das noch: Proxima Centauri und die beiden Sterne Alpha Centauri A und B bilden ein Dreifach-Sternsystem, sind also gravitativ aneinander sehr eng gebunden. Der Abstand zwischen Proxima-Centauri und den anderen beiden Sternen beträgt etwa 0,2 Lichtjahre bzw. 2 Billionen Kilometer (Alpha Centauri A und B liegen deutlich näher beieinander). Im Sandkorn-Maßstab sind das immer noch 1.500 Meter. Sandkörner im Abstand von 1.500 Metern halten irgendwie zusammen. Verrückte Gravitationskraft.
④
④
Der Durchmesser unserer Galaxie
Der Durchmesser unserer Galaxie
Wäre die Sonne so groß wie ein Sandkorn...
Wäre die Sonne so groß wie ein Sandkorn...
...hätte die Scheibe der Milchstraße
einen Durchmesser von 750.000 Kilometern.
...hätte die Scheibe der Milchstraße
einen Durchmesser von 750.000 Kilometern.
Das entspricht in etwa dem Bereich
der Umlaufbahn unseres Erdmonds.
Das entspricht in etwa dem Bereich
der Umlaufbahn unseres Erdmonds.
Gesicherter Wissensstand: Die Milchstraße ist eine Scheibe mit einer Ausdehnung von ungefähr 105.000 Lichtjahren. Selbst im Sandkorn-Maßstab sprengt die Galaxie die Vorstellungskraft. Wenn im Sandkorn-Maßstab zwischen den Sternen ein mittlerer Abstand von 25 km (entsprechend 3,5 Lichtjahren) liegt, braucht man eben viel Platz für alle 200 Milliarden Sandkörner.
⑤
⑤
Nachbargalaxie Andromeda
Nachbargalaxie Andromeda
Wäre die Sonne so groß wie ein Sandkorn...
Wäre die Sonne so groß wie ein Sandkorn...
....befände sich die der Milchstraße
nächstgelegene Galaxie Andromeda
so um die 16 Millionen Kilometer entfernt.
....befände sich die der Milchstraße
nächstgelegene Galaxie Andromeda
so um die 16 Millionen Kilometer entfernt.
Das is über eine halbe Millionen mal
entfernter als der nächstgelegene Stern.
Das is über eine halbe Millionen mal
entfernter als der nächstgelegene Stern.
GesicherterWissensstand: Der Abstand zu Andromeda beträgt 2,5 Millionen Lichtjahre.
⑥
⑥
Das Erde-Mond-System
Das Erde-Mond-System
Wäre die Sonne so groß wie ein Sandkorn...
Wäre die Sonne so groß wie ein Sandkorn...
...benötigte der Durchmesser der Mondumlaufbahn
den Platz eines halbes Sandkorns.
...benötigte der Durchmesser der Mondumlaufbahn
den Platz eines halbes Sandkorns.
Die Erde wäre allenfalls mit dem Mikroskop sichtbar.
Sie wäre nur 0,01 Millimeter groß.
Ein Hunderstel eines Millimeters.
Ein Bakterium, ein Zellkern, eine Pilzspore.
Die Erde wäre allenfalls mit dem Mikroskop sichtbar.
Sie wäre nur 0,01 Millimeter groß.
Ein Hunderstel eines Millimeters.
Ein Bakterium, ein Zellkern, eine Pilzspore.
Wir wissen nun ganz sicher, dass wir
im Universum wirklich unbedeutend sind.
Wir wissen nun ganz sicher, dass wir
im Universum wirklich unbedeutend sind.
Gesicherter Wissensstand: Der mittlere Abstand zwischen Erde und Erdmond beträgt 385 Tausend Kilometer. Die Erde hat einen Durchmesser von 12.750 Kilometern.
⑦
⑦
Unsere Erde um die Sonne
Unsere Erde um die Sonne
Wäre die Sonne so groß wie ein Sandkorn...
Wäre die Sonne so groß wie ein Sandkorn...
...wäre die Erde gerade einmal
winzige 10 Zentimeter von der Sandkorn-Sonne entfernt.
...wäre die Erde gerade einmal
winzige 10 Zentimeter von der Sandkorn-Sonne entfernt.
Gesicherter Wissensstand: Der mittlere Abstand zwischen Sonne und Erde beträgt 150 Millionen Kilometer.
Auf den Punkt gebracht: In Science-Fictions mit Raumschiffen und in populärwissenschaftlichen Animationsgrafiken sind Sonnen, Planeten und Monde immer ziemlich fette Kugeln in kleinen Abständen. Tatsächlich unkreist ein Erde-Mond-System mit der Größe des Punktes am Satzende eine "Sandkorn"-Sonne im Abstand, der der Breite einer Hand entspricht.
⑧
⑧
Der Asteroidengürtel
Der Asteroidengürtel
Wäre die Sonne so groß wie ein Sandkorn...
Wäre die Sonne so groß wie ein Sandkorn...
...hätten die größeren Asteroiden
einen durchschnittlichen Abstand
von gut 2 Millimetern.
...hätten die größeren Asteroiden
einen durchschnittlichen Abstand
von gut 2 Millimetern.
Die Asteroiden selbst wären aber so klein,
wie ein größeres Einzelatom (z.B. Cäsium).
Die Asteroiden selbst wären aber so klein,
wie ein größeres Einzelatom (z.B. Cäsium).
Ein Atom pro Millimeter ist praktisch ein Vakuum.
Ein Atom pro Millimeter ist praktisch ein Vakuum.
Zwischen je zwei Asteroiden passt
locker das Erde-Mond-System.
Und zwar mehrfach.
Egal, ob im realen Universum oder im Sandkorn-Maßstab.
Zwischen je zwei Asteroiden passt
locker das Erde-Mond-System.
Und zwar mehrfach.
Egal, ob im realen Universum oder im Sandkorn-Maßstab.
Aktueller Wissensstand: Der durchschnittluche Abstand zwischen Asteroiden mit einer Mindestgröße von 1,5 Kilometern beträgt etwa 3 Millionen Kilometer.
Auf den Punkt gebracht: Die Abstände sind erstaunlich hoch. Selbst im Asteroidengürtel sind die Himmelskörper so weit voneinander entfernt, dass eine Raumsonde auch im Blindflug praktisch keinem einzigen Asteroiden nahekommt. Das gilt auch, wenn deutlich kleinere Asteroiden betrachtet werden, die häufiger sind un dichter beeinander liegen. Eine Raumschiff-Reise durch den Asteroidengültel ist extrem viel weniger gefährlich, als Science-Fiction-Filme vermuten lassen. Ständiges Ausweichen und Umrunden ist blanker Unsinn.
⑨
⑨
Wir verreisen
Wir verreisen
Derzeit dauert die Reise zum Mond rund eine halbe Woche. Mit den oben zusammengestellten Fakten aus dem "Sandkorn-Universum" gewöhnt man es sich schnell ab, über Reisen weiter als zum Mond nachzudenken.
Derzeit dauert die Reise zum Mond rund eine halbe Woche. Mit den oben zusammengestellten Fakten aus dem "Sandkorn-Universum" gewöhnt man es sich schnell ab, über Reisen weiter als zum Mond nachzudenken.
Wäre die Sonne so groß wie ein Sandkorn...
Wäre die Sonne so groß wie ein Sandkorn...
...bräuchte man die halbe Woche,
um wenige Bruchteile eines Millimeters zurückzulegen,
die der Strecke zwischen Erde und Mond entsprechen.
Siehe ⑥ "Das Erde-Mond-System"
...bräuchte man die halbe Woche,
um wenige Bruchteile eines Millimeters zurückzulegen,
die der Strecke zwischen Erde und Mond entsprechen.
Siehe ⑥ "Das Erde-Mond-System"
Wie lange dauert es in diesem Sandkorn-Maßstab
zur 10 Zentimeter entfernten Sonne?
Siehe ⑦ "Unsere Erde"
Wie lange dauert es in diesem Sandkorn-Maßstab
zur 10 Zentimeter entfernten Sonne?
Siehe ⑦ "Unsere Erde"
Wie lange dauert es in diesem Sandkorn-Maßstab
zum 30 Kilometer entfernten nächstgelegenen Stern?
Siehe ③ "Der nächste Sternennachbar"
Wie lange dauert es in diesem Sandkorn-Maßstab
zum 30 Kilometer entfernten nächstgelegenen Stern?
Siehe ③ "Der nächste Sternennachbar"
Auflösung: Fiktive Reisen zur Sonne oder gar zu einem anderen Stern würden wegen der längeren Beschleunigungsphase sicherlich schneller sein als eine Reise zum Mond. Würde man aber die Reisegeschwindigkeit für eine Mondreise zugrunde legen, dauerte es knapp 4 Jahre zur Sonne und 1 Millionen Jahre zu Proxima Centauri. Mehr oder weniger.
Es handelt sich nicht um eine wissenschaftliche Studie
Es handelt sich nicht um eine wissenschaftliche Studie
Ich habe mir große Mühe gegeben, wissenschaftlich gesicherte Angaben für Abstände und Mengen zu ermitteln. In einigen Fällen liegen keine Angaben vor, die wissenschaftlichen Standards genügen (beispielsweise die Anzahl von Asteroiden). Aber es gibt plausible und realistische Abschätzungen.
Weiterhin habe ich mir große Mühe gegeben, die Umrechnung in den "Sandkorn-Maßstab" korrekt vorzunehmen. Zugunsten flüssigerer Lesbarkeit und schnellerem Verständnis habe ich gerundet. Es war mir wichtig, keine allzu krummen Werte zu präsentieren. Die Größenordnungen dürften aber stimmen, und Abweichungen von mehr als 20% sollte es nicht geben. An einigen Stellen ist die Beschreibung daher absichtlich vage formuliert ("etwas mehr als X", "gut X", "knapp X").
Da es sich nicht um eine wissenschaftliche Studie handelt, halte ich das Vorgehen für zulässig. Die Tatsachen werden durch gewisse Rundungsungenauigkeiten nicht verfälscht, wenn man versteht, dass die Intention ist, die Relationen im Universum in Beziehung zu setzen.
Darüber hinaus habe ich die Aussagen mithilfe von KI-Systemen überprüfen lassen. Dabei wurden keine groben Fehler oder Falschaussagen festgestellt. KI-Systeme können natürlich Fehler machen.
Page updated
Google Sites
Report abuse