Podcast "Astronomie am Kepler"

 

Trailer - Vorstellung des Podcasts "Astronomie am Kepler"

Willkommen zu Astronomie am Kepler, dem Podcast des Mehrschulenkurses Astronomie am Keplergymnasium Graz! Ab Jänner 2024 wird jeden zweiten Montag eine Folge unseres Podcasts erscheinen, bei dem man quasi live (gut, etwa 1 Monat im nachhinein, wir müssen die Folgen ja nicht nur aufnehmen, sondern auch produzieren) in unseren Astronomieunterricht hineinhören kann.

Man findet uns überall, wo man Podcasts hören kann! Hört uns und schreibt uns freundliche Kommentare und Bewertungen auf unserer Plattform bei podigee sowie bei

 

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Folge 04 (19.2.2024):  Sind Schwarze Löcher heiß oder kalt?

 

In dieser Folge geht es um ein Thema, das wohl eines der beliebtesten bei astronomieinteressierten Kindern und Jugendlichen ist – um Schwarze Löcher. Die Frage, die mir David hier stellt, ist aber ganz schön komplex. So starten wir bei der heißen Umgebung eines Black Holes und den Materiejets, die vom Schwarzen Loch wegströmen, und kommen dann zur Frage, was Temperatur eigentlich überhaupt ist und ob es im Inneren des Ereignishorizonts eines Schwarzen Loches so etwas geben kann.

Und wir reden darüber, was außer keiner Temperatur ein Schwarzes Loch sonst so alles nicht hat, wie groß und dicht die Dinger werden, wie das mit der Hawkingstrahlung (nicht) ist und ob man aus einem schwarzen Loch irgendwas wieder rausbekommen kann (Spoiler: in einem Speziallfall geht das sogar!).

Nach einem Abstecher in die Gefilde der kosmischen Energieerhaltung, der dunklen Energie (die mit schwarzen Löchern gar nichts zu tun hat) und der dunklen Materie (die auch nicht aus schwarzen Löchern bestehen kann, wie wir feststellen) diskutieren wir noch die Existenz von Wurmlöchern, ob sich Schwarze Löcher quantenverschränken lassen und wie man sie eventuell kaputt bekommt. Zum Schluss werfen wir noch einen Kursteilnehmer in ein schwarzes Loch (keine Sorge, nur im Gedankenexperiment) und schauen uns mal an, was dabei so passiert.

 

Die einzelnen Themen der Folge:

  1. Die heiße Umgebung eines Schwarzen Lochs
  2. Was ist Temperatur? Strahlungstemperatur und 2,7K-Strahlung
  3. Der Ereignishorizont und was sich dahinter verbirgt
  4. Ruhende und rotierende Schwarze Löcher (Schwarzschild- und Kerr-Lösung)
  5. Schwarze Löcher sind simpel! Das No-Hair-Theorem
  6. Die Hawkingstrahlung und wie sie nicht entsteht
  7. Kollidierende Schwarze Löcher und das Gravitationswellenobservatorium LIGO
  8. Kosmologie: Impuls- und Energieerhaltung im Raum, Vakuumenergie und dunkle Energie*, Anteil der Schwarzen Löcher an der Gesamtmasse des Universums, Euklid
  9. Weiße Löcher/Wurmlöcher, Quantenverschränkung von Black Holes, mögliche Zerstörung eines Schwarzen Lochs durch Drehimpuls- oder Ladungsüberfütterung
  10. Die Ergosphäre und nackte Singularitäten, Gravityassists an Black Holes
  11. Ins Schwarze Loch geworfen: Rafaels Spaghettifizierung und warum wir ihn nie hineinfallen sehen würden

 

Wir freuen uns sehr über eine gute Bewertung und (wo möglich) über einen freundlichen Kommentar! Am meisten freuen wir uns natürlich darüber, dass ihr uns zuhört.

Hört euch zum Thema Hawkingstrahlung Florian Freistetters Sternengeschichte Folge 238 an, die das wirklich so gut erklärt, wie es mit Worten nur irgend möglich ist.

  

*ERRATUM: die Vakuumenergie ist als dunkle Energie nicht nur um 20, sondern sogar  um 122 Größenordnungen (also um 10122) zu groß, vgl. https://de.wikipedia.org/wiki/Dunkle_Energie

 

Weiterführende Informationen zur dieser Episode:

Der Radius des Ereignishorizonts eines schwarzen Loches verändert sich linear mit der Masse, und zwar mit der Formel R = 2GM/c², oder anders gesagt: Bei der Sonne würde der Schwarzschildradius 3 km betragen (allerdings kann die Sonne kein Schwarzes Loch werden, dazu hat sie zu wenig Masse), ein Sternrest von 4 Sonnenmassen (was ziemlich sicher für ein schwarzes Loch reicht) 12 km Radius, das schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie mit etwa 4 Millionen Sonnenmassen hat demnach 12 Millionen km Radius (und ist damit knapp 10x so groß wie unsere Sonne) und das 6,5 Milliarden Sonnenmassen schwere schwarze Loch der Galaxie M87 hat knapp 20 Milliarden km Radius – und damit innerhalb des Ereignishorizonts eine rechnerische Dichte von nur 0,42 kg/dm³, also nicht einmal halb so viel wie Wasser.

 

Analog zu anderen Strahlenden Körpern kann man übrigens Schwarzen Löchern auch eine Temperatur zuordnen, die dem eines Körpers entspricht, der eben so viel Strahlung abgibt, wie man bei schwarzen Löchern für die Hawkingstrahlung errechnet, näheres ist hier nachzulesen. Ein typisches Schwarzes Loch hätte dabei allerdings nur ein zehnmillionstel Grad über dem absoluten Nullpunkt, und die großen supermassiven Schwarzen Löcher noch um Größenordnungen weniger.  

 

 

 


Folge 03 (5.2.2024):  Was brauchen Aliens? Die Grundlagen für die Lebensentstehung

 

Aliens sind echt interessant, findet Alisah-Martha, und möchte heute darüber reden. Wir besprechen dabei vor allem die Bedingungen, die nötig sind, damit auf einem Planeten überhaupt Leben entstehen kann, und beleuchten die Rolle des Sterns, den Ursprung des Wassers der Erde und die Rolle des Mondes.

 

Die Themen der Folge:

 

  1. Warum sind Aliens so interessant?
  2. Die Rolle des Sterns und Ford Prefects Problem
  3. Böse Rote Zwerge und Planetenatmosphären
  4. Der vermutliche Ursprung unseres Wassers auf der Erde
  5. Die Ergebnisse der Rosetta-Mission zum Kometen P67 Tschurjumow-Gerassimenko
  6. Der Ursprung des Mondes und die Folgen für die Erde
  7. Die Bedeutung des Mondes und des Jupiter für den Schutz der Erde
  8. Der Mond haut ab!

 

Für diese Folge wurden auch Inhalte aus dem Interview mit der Schweizer Astrophysikerin Kathrin Altwegg im Podcast Raumzeit 069 „Kosmische Chemie“ verwendet. Hört euch diese Folge an, die ist sehr empfehlenswert, wie überhaupt der ganze Podcast Raumzeit von Tim Pritlove.

 

 


Folge 02 (22.1.2024): Die Voyager, die Sonne und unser Planetensystem

 

Alles startet wieder bei der Heliosphäre und der Frage, wie sich das Magnetfeld der Sonne in den Weltraum ausbreitet. Was ist mit Voyager 1 los, fragt ein Schüler, und so sprechen wir über ihre Energieversorgung, ihren Weg durch das Planetensystem und die Kommunikation mit dieser fast 50 Jahre alten Raumsonde. Außerdem finden wir an der Wand des Klassenraumes eine Darstellung unseres Planetensystems und sehen uns das genauer an.

 

Die einzelnen Themen der Folge:

 

1) Die Heliosphäre, die Teilchenstrahlung der Sonne und ihr Magnetfeld, das interstellare Plasma

2) Wir stellen vor: Die Voyager 1 und ihre Bahn, das Startdatum, ihre Energieversorgung, ihre Uralt-Technik, die Messung des interstellaren Plasmas, ihre Reise und erwartete restliche Lebensdauer. Die Oort’sche Wolke und Kometenkerne finden in dem Zusammenhang auch Erwähnung.

3) Die Darstellung unseres Planetensystems an der Klassenwand: Größe und Entfernung, die Farben der Sonne und der Planeten (nichts hat offenbar die Farbe, von der man denkt, dass sie sie haben), und das Was-ist-Was Planetenkartenspiel, das unerwartet viele Informationen enthält.

4) Definition eines Mondes sowie die Probleme mit Definitionen in der Astronomie

5) Pluto und Charon als Doppelsystem

 

Das Was-ist-Was Planetenkartenspiel

Das Was-ist-Was Planetenkartenspiel

 

 


Folge 01 (8.1.2024): Das SDO und die Sonne

 

In der ersten Folge unseres Podcasts sprechen wir über das Solar Dynamics Observatory und die Art und Weise, wie die Sonne auf den Aufnahmen dieses Weltraumteleskops aussieht, wie diese Bilder entstehen und welche Prozesse das Licht erzeugen, das darauf abgebildet wird. Außerdem besprechen wir einiges zum Thema Strahlung.

 

Die einzelnen Themen der Folge:

 

1) Das auf X (Twitter) gepostete SDO-Bild mit riesigen Flecken auf der Sonne im Vergleich zu Bildern des Sonnenobservatoriums Kanzelhöhe der Uni Graz

2) Die Entstehung der Ultraviolett- (UV)- und entfernten Ultraviolett- (EUV) Strahlung der Sonne

3) Die Entstehung von Protuberanzen (vereinfacht)

4) Die Heliosphäre: wie weit reicht der Einfluss des Sonnenwinds?

5) Die Erde leuchtet!

6) Der Zusammenhang zwischen Temperatur und Lichtwellenlänge, das Wien’sche Verschiebungsgesetz

7) Die Wirkung von EUV-Strahlung auf (Exo)Planetenatmosphären

 

 

ERRATUM:

Ein Fehler ist mir bei der Beschreibung der Bilder des SDO passiert: die Wellenlängenangaben bei den Bildern sind nicht in Nanometern, sondern in Angström - das ist eine Größenordnung kleiner, also betragen die (E)UV-Wellenlängen nur ein Zehntel von dem, was ich im Podcast behauptet hatte

 

Das besprochene SDO-Sonnenbild bei 193 A = 19,3 nm Lichtwellenlänge 

 


 

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