MS Wissenschaft 2023
9. Mai 2023 | Das schwimmende Science Center
Von Mai bis September ist die MS Wissenschaft auf deutschen und österreichischen Binnengewässern unterwegs.
Im Bauch des Frachtschiffs befindet sich eine interaktive Ausstellung mit Exponaten rund um unser Universum. Drei dieser Exponate wurden aus DFG-geförderten Projekten eingebracht.
Reisen im Weltall - Wie weit ist es zum nächsten erdähnlichen Planeten?
Exponate aus der MS Wissenschaft 2023
"Reisen im Weltall" von der LMU München im Excellencecluster ORIGINS. Virtuelle Reise von der Erde zum Exoplaneten Proxima Centauri b
© Ilja C. Hendel / WiD
"Die Wellen des Universums" von der Universität Bochum im Sonderforschungsbereich 1491
© Ilja C. Hendel / WiD
"Den Klimawandel aus dem All messen" von der Leibniz Universität Hannover im Sonderforschungsbereich 1464 Terra Q
© Ilja C. Hendel / WiD
"Reisen im Weltall" von der LMU München im Excellencecluster ORIGINS. Virtuelle Reise von der Erde zum Exoplaneten Proxima Centauri b
© Ilja C. Hendel / WiD
Das Excellenzcluster „ORIGINS“ ist ein Forschungsverbund aus München, das sich mit der Entwicklung des Universums vom Urknall bis zur Entstehung des Lebens befasst. Am Exzellenzcluster ORIGINS sind die Ludwig-Maximilians-Universität (LMU), die Technische Universität München (TUM), fünf Max-Planck-Institute, die Europäische Südsternwarte (ESO) sowie das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) beteiligt.
Der nächste erdähnliche Planet Proxima Centauri b, auf dem wir leben könnten, liegt in unserem benachbarten Sonnensystem Alpha Centauri – rund vier Lichtjahre entfernt. Mit einem normalen Passagierflugzeug mit einer Fluggeschwindigkeit von 1.000 km/h dauert die Reise 4,5 Millionen Jahre. Das schnellste Raumschiff, das wir bisher bauen können, schafft 60.000 km/h (Voyager-Sonde) und benötigt 75.000 Jahre bis zu seiner Ankunft!
Am Exponat kann man diese Reise zum nächsten erdähnlichen Planeten in vier Minuten erleben. Dabei führt sie vorbei an unseren Planeten, Monden, Asteroiden und Weltraumteleskopen an den Rand unseres Sonnensystems und weiter, durch den interstellaren Raum, bis ins nächste Sonnensystem zum Planeten Proxima Centauri b.
Wellen im Universum - Die Kelvin-Helmholtz-Instabilität
"Die Wellen des Universums" von der Universität Bochum im Sonderforschungsbereich 1491
© Ilja C. Hendel / WiD
Forschende des Sonderforschungsbereichs SFB1491 „Cosmic Interacting Matters – From Source to Signal“ haben dieses Projekt entwickelt. Im SFB1491 arbeiten Physikerinnen und Physiker aus der Plasma-, Teilchen- und Astrophysik der Universitäten in Bochum, Dortmund und Wuppertal zusammen, um zu verstehen, welche Rolle die grundlegenden Aspekte der Physik bei unseren Beobachtungen im Universum spielen.
An den Grenzen zwischen Gasen oder Flüssigkeiten entstehen oft wellenartige Strukturen. Wir sehen dies z. B. bei Wolken am Himmel. Aber auch an anderen Orten im Universum finden wir dieses Phänomen: in den Wolkenschichten von Jupiter und Saturn, in interstellaren Gaswolken und Nebeln.
Eine der wichtigsten Ursachen für diese Strömungen ist die sog. Kelvin-Helmholtz (KH)- Instabilität, benannt nach Lord Kelvin (1842-1907) und Hermann von Helmholtz (1821-1894). Sie entsteht, wenn zwei Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Dichten nahe aneinander vorbeiströmen. Wenn die Grenze instabil wird, bilden sich erst kleine Wirbel, dann Wellen. Die KH-Instabilität ist ein Beispiel für ein physikalisches Phänomen, das wir durch Konzepte der theoretischen Physik verstehen und auch im Labor überprüfen können.
Am Exponat kann man selbst die Kelvin-Helmholtz-Instabilität erzeugen, indem man ein ein-Meter-langes Rohr hin und her kippt.
Den Klimawandel aus dem All messen – Mit Satelliten schmelzende Gletscher erforschen
"Den Klimawandel aus dem All messen" von der Leibniz Universität Hannover im Sonderforschungsbereich 1464 Terra Q
© Ilja C. Hendel / WiD
Im Sonderforschungsbereich SFB 1464 TerraQ der Leibniz Universität Hannover erarbeiten Forscherinnen und Forscher gemeinsam neue Sensoren, Messtechniken und Analysemethoden für aktuelle und zukünftige Satellitenmissionen, um Klimawandelprozesse mit bisher unerreichter Genauigkeit bestimmen zu können.
Die Erdanziehungskraft (= Gravitation) ist nicht überall auf der Erde gleich stark. Orte mit großer Masse, beispielsweise Gebirge, haben eine stärkere Gravitation als Orte mit kleinerer Masse. Aus dem Weltraum lassen sich diese Unterschiede in der Erdanziehungskraft sehr genau messen. Wenn ein Satellitenpaar die Erde umkreist, ändert es den Abstand zueinander, je nachdem, ob es Gebiete mit größerer oder kleinerer Gravitation überfliegt. Die Änderungen im Abstand können auf einige Milliardstel Meter genau bestimmt werden. Werden diese Messungen wiederholt durchgeführt, kann man daran ablesen, wie sich Massen über die Zeit verändern – etwa weil Gletscher schmelzen oder der Grundwasserspiegel schwankt. Auf diese Weise liefern Satellitenmissionen wichtige Daten zum Klimawandel.
Die Satellitenmodelle werden „beim Überfliegen“ der Erde von Massen beschleunigt. Über unterschiedliche Gewichte können die Satelliten bewegt werden, um zu zeigen, dass sich der Abstand der Satelliten mit unterschiedlichen Massen unterschiedlich stark verändert.