{"id":70760,"date":"2023-12-05T17:58:52","date_gmt":"2023-12-05T16:58:52","guid":{"rendered":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/?p=70760"},"modified":"2023-12-09T12:23:56","modified_gmt":"2023-12-09T11:23:56","slug":"edwin-powell-hubble-entdeckte-eine-neue-galaxie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/2023\/12\/05\/edwin-powell-hubble-entdeckte-eine-neue-galaxie\/","title":{"rendered":"Edwin Powell Hubble entdeckte eine neue Galaxie"},"content":{"rendered":"
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\"\"Der Astrophysiker Prof. Dr. Karl-Heinz Kampert – \u00a9 UniService Transfer<\/span><\/div>\n

Edwin Powell Hubble – wer war dieser Mann?<\/strong><\/p>\n

Karl-Heinz Kampert: „Hubble war eine au\u00dfergew\u00f6hnliche Pers\u00f6nlichkeit und begr\u00fcndete das Feld der extragalaktischen Astronomie und beobachtenden Kosmologie. Geboren 1889 in Marshfield im US-Staat Missouri als Sohn eines erfolgreichen Versicherungskaufmanns, studierte er zun\u00e4chst Mathematik und Astronomie an der Universit\u00e4t Chicago und schloss sein Studium mit dem Bachelor of Science ab. Auf Wunsch seines im Sterben liegenden Vaters nahm er anschlie\u00dfend ein Studium der Rechtswissenschaften in Oxford (UK) auf und schloss es bereits drei Jahre sp\u00e4ter mit dem Master ab.<\/p>\n

Nach dem Tod seines Vaters setzte er sein Astronomiestudium 1914 in Chicago fort und promovierte dort 1917 mit dem Thema \u201eFotographische Untersuchung schwacher Nebel\u201c. Im gleichen Jahr hatte Deutschland den USA den Krieg erkl\u00e4rt, was Hubble veranlasste, seine Dissertation vorzeitig zum Abschluss zu bringen, um in den Milit\u00e4rdienst zu gehen. Nach Ende des Krieges folgte ein weiteres Jahr in Cambridge (UK) und im Alter von 29 Jahren nahm er schlie\u00dflich eine Stelle am Mount Wilson Observatorium in der N\u00e4he von Pasadena (USA) an.<\/p>\n

\"\"\u00a9 Bergische Universit\u00e4t<\/span><\/div>\n

Zu diesem Zeitpunkt wurde dort das mit 2,5 m Durchmesser weltweit gr\u00f6\u00dfte Teleskop in Betrieb genommen, mit dem Hubble schon bald die Vorstellung \u00fcber die Ausdehnung des Universums ersch\u00fcttern sollte. Dieser ersten bahnbrechenden Entdeckung sollten weitere folgen. Bis zu seinem Tod im Alter von nur 63 Jahren blieb er dem Mount Wilson Observatorium treu.<\/p>\n

Trotz seiner bahnbrechenden Arbeiten erhielt Hubble keinen Nobelpreis, da zu seiner Zeit die Astronomie im Nobelpreiskomitee keine Ber\u00fccksichtig fand. W\u00e4hrend seiner fortgeschrittenen Karriere setze er sich sehr daf\u00fcr ein, die Astronomie bei der Nobelpreisvergabe als Teildisziplin der Physik zu ber\u00fccksichtigen. Dieses Engagement wurde aber erst kurz nach seinem Tod von Erfolg gekr\u00f6nt. Hubbles Arbeiten wurden posthum als nobelpreisw\u00fcrdig anerkannt.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

Neben seiner wissenschaftlichen Begabung galt Hubble auch in vielen Sportarten als begabter Athlet und f\u00fchrte das Basketballteam der Universit\u00e4t Chicago zu deren ersten nationalen Titel. Auch wird ihm nachgesagt, ein ausgezeichneter Boxer gewesen zu sein. Daf\u00fcr lassen sich jedoch keine Belege finden.“<\/p>\n

Das Universum mit 100.000 Lichtjahren ist die Milchstra\u00dfe. Aber dahinter ist Schluss, dachte man, bis Edwin Powell Hubble am 7. Dezember 1923 bewies, dass der Andromedanebel au\u00dferhalb der Milchstra\u00dfe liegt. Wie gelang ihm das?<\/strong><\/p>\n

Karl-Heinz Kampert: „Wie so oft in der Wissenschaft, handelte es sich um eine Zufallsbeobachtung mit weitreichenden Konsequenzen: Hubble hatte so genannte Nova-Sterne untersucht, die \u2013 wie wir heute wissen \u2013 aufgrund thermonuklearer Explosionen pl\u00f6tzlich sehr viel heller leuchten und dann wieder abklingen. Durch wiederholte Beobachtungen fiel ihm auf, dass sich die Helligkeit eines seiner vermuteten Nova-Sterne im Rhythmus von 31 Tagen periodisch<\/em> \u00e4nderte und es sich somit um einen Stern vom Cepheiden-Typ handelte.<\/p>\n

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\"\"Edwin Hubble und die Andromedagalaxie, \u00a9 Giuseppe Donatiello \/ gemeinfrei, historisch<\/span><\/div>\n

Sterne dieser Art waren bereits 10 Jahre zuvor von der Astronomin Henrietta Leavitt entdeckt worden und sie eigneten sich aufgrund eines festen Zusammenhangs zwischen Periode und Leuchtkraft zur Entfernungsmessung im Weltall. Durch Anwendung dieser von Leavitt gefundenen Beziehung konnte Hubble berechnen, dass der Stern fast eine Million Lichtjahre entfernt sein musste, d.h. zehnmal weiter entfernt war, als die Ausdehnung unserer Milchstra\u00dfe. Da der Stern sich in Richtung des Andromeda-Nebels befand, konnte Hubble schlussfolgern, dass es sich bei diesem Nebel nicht um einen Nebel am Rand der Milchstra\u00dfe, sondern vielmehr um eine eigenst\u00e4ndige Galaxie handelte.“<\/p>\n

Was ist der Andromedanebel denn genau?<\/strong><\/p>\n

Karl-Heinz Kampert: „Die Andromedagalaxie, veraltet auch als Andromedanebel bezeichnet, ist die n\u00e4chstgelegene Spiralgalaxie und gleichzeitig das entfernteste Objekt, das unter guten Bedingungen mit blo\u00dfem Auge als ausgedehntes elliptisches Objekt erkannt werden kann. Mit einem guten Fernglas kann man sogar die Strukturen wahrnehmen, was mich pers\u00f6nlich als Zufallsbeobachtung in meiner Studienzeit w\u00e4hrend einer Nacht auf einer Bergh\u00fctte sehr beeindruckt hat.<\/p>\n

Die Andromedagalaxie beheimatet \u00e4hnlich viele Sterne wie unsere Milchstra\u00dfe und gemeinsam bilden beide das Massezentrum der lokalen Gruppe, einer Ansammlung von etwa 70 Zwerggalaxien innerhalb eines Durchmessers von ca. 5-10 Millionen Lichtjahren. Die Milchstra\u00dfe und Andromedagalaxie befinden sich aufgrund ihrer Massenanziehung auf einem Kollisionskurs. Dieses nachhaltige Ereignis wird jedoch erst in einigen Milliarden Jahren erwartet und beide Galaxien werden hierbei zu einer elliptischen Galaxie verschmelzen.“<\/p>\n

Damit f\u00fchrt Hubble zum ersten Mal vor, dass das Universum nicht nur aus unserer Galaxis besteht, sondern\u2026?<\/strong><\/p>\n

Karl-Heinz Kampert: „Die Entdeckung der Andromedagalaxie als Nachbargalaxie der Milchstra\u00dfe vergr\u00f6\u00dferte nicht nur die Ausdehnung des seinerzeit bekannten Universums um ein Vielfaches, sondern degradierte die Milchstra\u00dfe sprichw\u00f6rtlich \u00fcber Nacht zu einer gew\u00f6hnlichen Galaxie unter mehreren 100 Milliarden anderer Galaxien im Universum. Im Laufe der Geschichte war dies ein weiterer Schritt in die Bescheidenheit: zun\u00e4chst galt die Erde als das Zentrum des Universums, dann die Sonne, danach die Milchstra\u00dfe, und mit der Entdeckung Hubbles musste sich nun schlie\u00dflich auch diese in die Mittelm\u00e4\u00dfigkeit des Universums verabschieden. Die Vermutung, dass die spiralf\u00f6rmigen Nebel am Nachthimmel \u201eWelteninseln\u201c wie unsere Galaxis sein k\u00f6nnten, hatte der Philosoph Immanuel Kant bereits im Jahr 1755 anonym publiziert. Mit der Beobachtung Hubbles war es schlie\u00dflich bewiesen.<\/p>\n

Der Prozess der Akzeptanz dieser bahnbrechenden Ergebnisse in der wissenschaftlichen Gemeinschaft sollte sich jedoch \u00fcber Jahre hinziehen: Hubble publizierte seine Ergebnisse zun\u00e4chst im November 1924 in der New York Times, berichte vor der amerikanischen astronomischen Gesellschaft erstmals dar\u00fcber im Januar 1925, und bis zur Publikation in einem wissenschaftlichen Journal sollten weitere vier Jahre vergehen.“<\/p>\n

Sechs Jahre sp\u00e4ter errechnet er zudem 1929, dass und wie schnell sich das Weltall ausdehnt. Der Kosmos muss also fr\u00fcher n\u00e4her beisammen gewesen sein. Was passiert da bis heute?<\/strong><\/p>\n

Karl-Heinz Kampert: „W\u00e4hrend dieser 6 Jahre bis zur endg\u00fcltigen Publikation seiner Ergebnisse bestimmte Hubble in zahllosen weiteren Beobachtungsn\u00e4chten unter Verwendung verschiedener Methoden die Entfernungen zu weiteren 24 extragalaktischen Nebeln. Neben deren Entfernungen lagen f\u00fcr diese Nebel auch spektroskopische Daten, d.h. atomare Absorptionsspektren vor. Aus der beobachteten Verschiebung der charakteristischen Absorptionslinien relativ zu Labormessungen, lie\u00df sich in Analogie zur Dopplerverschiebung beim Schall die Geschwindigkeit der Sternsysteme relativ zur Erde bestimmen.<\/p>\n

\"\"Die Andromedagalaxie – \u00a9 Pixabay<\/span><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n
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Hubble trug die Relativgeschwindigkeit dieser Nebel in Abh\u00e4ngigkeit von deren Entfernung auf und stellte einen linearen Zusammenhang fest: Je weiter die Nebel entfernt waren, egal in welche Richtung, umso schneller schienen sie sich von uns wegzubewegen, d.h. Fluchtgeschwindigkeit = H * Abstand! Die Gr\u00f6\u00dfe H bezeichnet hierbei die Hubble Konstante und die Gleichung selbst ist als Hubble Gesetz bekannt.\u00a0 Das Ergebnis verbl\u00fcfft: Befinden wir uns doch im Zentrum des Universums? Und warum streben alle Galaxien von uns weg? Zudem, wenn die Galaxien schon morgen weiter entfernt sind als heute, m\u00fcssen sie gestern n\u00e4her gewesen sein, d.h. alles m\u00fcsste vor langer Zeit in einem Punkt \u2013 dem Urknall – entstanden sein! Die Konsequenzen waren erneut revolution\u00e4r.<\/p>\n

Die vom Belgischen Physiker und Theologen Georges Lemaitre 1927 ge\u00e4u\u00dferte Vermutung eines dynamisch expandierenden Universums, wurde auf diese Weise von Hubble best\u00e4tigt und seine Beobachtung war die erste S\u00e4ule des heutigen Urknallmodells. R\u00fcckblickend waren Hubbles Messungen nahezu um einen Faktor 10 falsch, aber das Gesetz als solches trotzdem richtig. Auch befinden wir uns nat\u00fcrlich nicht im Zentrum des Universums, sondern es ist der Raum selbst, der sich kontinuierlich bis in alle Ewigkeiten ausdehnt, sodass wir \u00fcberall im Universum die gleiche Expansionsbeobachtung machen w\u00fcrden.<\/p>\n

Vor etwa 10 Jahren fanden Wissenschaftshistoriker heraus, dass der schwedische Astronom Knut Lundmark die gleichen Hinweise auf eine Expansion des Universums bereits 1924 entdeckte hatte, und zwar mit viel h\u00f6herer Pr\u00e4zision als Edwin Hubble. Da Lundmarks Methoden der Entfernungsmessung seinerzeit nicht allgemein anerkannt wurden, blieben seine Messungen jedoch nahezu unber\u00fccksichtigt.“<\/p>\n

Und trotzdem ist das Universum endlich. Das wiederum kann man als Mensch kaum begreifen und sich noch viel weniger vorstellen. K\u00f6nnen Sie das erkl\u00e4ren?<\/strong><\/p>\n

Karl-Heinz Kampert: „Das ist in der Tat kaum zu begreifen, weil wir uns aufgrund unseres begrenzten Erfahrungshorizonts weder die Dimensionen des Universums noch einen dynamischen Raum vorstellen k\u00f6nnen. Vielmehr sind wir es gewohnt, uns in einem statischen dreidimensionalen Raum zu bewegen, Orte zu bestimmen und die zeitliche Abfolge von Ereignissen in diesem Raum zu erfassen. W\u00e4hrend in der speziellen Relativit\u00e4tstheorie von Albert Einstein der Raum noch immer getrennt von der Zeit betrachtet wird, f\u00fcgen sie sich in der allgemeinen Relativit\u00e4tstheorie zur so genannten vierdimensionalen Raumzeit zusammen; die Zeit wird ein unl\u00f6slicher Teil des Raums.<\/p>\n

Der niederl\u00e4ndische Astronom Willem de Sitter zeigte schlie\u00dflich, dass Einsteins Gleichungen auch den Allgemeinfall gekr\u00fcmmter dynamischer R\u00e4ume zulie\u00dfen. Diese Erkenntnis veranlasste Einstein wiederum dazu, eine von ihm k\u00fcnstlich eingef\u00fchrte Gr\u00f6\u00dfe zur Aufrechterhaltung eines statischen Universums als seine \u201egr\u00f6\u00dfte Eselei\u201c zu bezeichnen. Mit unserer limitierten Vorstellungskraft \u00fcber Raum und Zeit befinden wir uns also in guter Gesellschaft!<\/p>\n

\"\"Andromedagalaxie – \u00a9 Pixabay<\/span><\/div>\n

Die Endlichkeit des Universums ist dennoch eine unweigerliche Konsequenz des endlichen Alters des Universums von etwa 14 Milliarden Jahren. Im Urknall sind gleichzeitig Zeit und Raum entstanden und seither expandiert dieser Raum mit uns irgendwo darin. Dennoch gibt es keinen \u201eRand\u201c des Universums, einfach, weil es keinen Raum au\u00dferhalb des Universums gibt, in dem man diesen Rand wahrnehmen k\u00f6nnte.“<\/p>\n

J\u00fcngere Generationen kennen seinen Namen vor allem durch das nach ihm benannte Hubble Weltraumteleskop, dass noch bis 2026 eingesetzt werden soll. Wo bewegt es sich, und was misst es?<\/strong><\/p>\n

Karl-Heinz Kampert: „Das Hubble Weltraumteleskop beobachtet bereits seit 33 Jahren den Weltraum und ist mit einer L\u00e4nge von mehr als 13 Metern und einem Gewicht von rund 11 Tonnen etwa so gro\u00df wie ein Schulbus. Es umrundet die Erde alle 96 Minuten in einer H\u00f6he von ca. 550 km. Sein Kernst\u00fcck ist ein Spiegel mit einem Durchmesser von 2,4 m, an dem 5 Instrumente das Licht vom ultravioletten bis in den nahen Infrarotbereich mit h\u00f6chster Aufl\u00f6sung nachweisen. Eine Besonderheit des Hubble Teleskops ist, dass es aufgrund seines Orbits mit dem NASA Space-Shuttle angeflogen werden kann, um Service-Arbeiten durchf\u00fchren zu k\u00f6nnen. Diese waren auch gleich zu Beginn erforderlich, da das Teleskop \u2013 wie man erst im Orbit feststellte \u2013 aufgrund von Justage- und Schlifffehlern des Hauptspiegels \u201ekursichtig\u201c war und keine scharfen Bilder lieferte.<\/p>\n

Gl\u00fccklicherweise konnten diese schnell behoben werden und seither hat uns das Hubble-Teleskop eine unglaubliche Vielzahl von Entdeckungen und Erkenntnissen beschert, deren Aufz\u00e4hlung den Rahmen dieses Interviews sprengen w\u00fcrde. Erw\u00e4hnen m\u00f6chte ich jedoch im Zusammenhang mit Edwin Hubbles Beobachtungen die Messungen eines amerikanischen Teams, die zur Erkenntnis gef\u00fchrt haben, dass das Universum sich seit einigen Milliarden Jahren beschleunigt<\/em> ausdehnt. Hierf\u00fcr wurde im Jahre 2011 der Nobelpreis Physik verliehen.<\/p>\n

Wie ein 33j\u00e4hriger Schulbus zeigt auch das Hubble Teleskop inzwischen Abnutzungserscheinungen, die zum Ausfall einiger Komponenten gef\u00fchrt haben. Hubble soll aber noch bis mindestens 2026 betrieben werden, und vielleicht sogar bis Mitte der 2030er Jahre, sofern die inzwischen abgesunkene Umlaufbahn nochmals angehoben werden kann. Abgel\u00f6st werden soll das Hubble-Teleskop in naher Zukunft vom Nancy-Grace-Roman-Weltraumteleskop, welches nach vorl\u00e4ufiger Planung im Mai 2027 gestartet werden soll und ebenfalls \u00fcber einen 2,4 m gro\u00dfen Hauptspiegel verf\u00fcgt.<\/p>\n

Das James-Webb-Weltraumteleskop wurde bereits im Dezember 2021 gestartet und erweitert die optischen Messungen von Hubble in den Infrarotbereich, der besonders f\u00fcr Beobachtungen des fr\u00fchen Universums wichtig ist. Wir d\u00fcrfen also weiter auf viele spannende Ergebnisse und neue Erkenntnisse hoffen.“<\/p>\n

Uwe Blass<\/strong><\/p>\n<\/div>\n

\"\"Prof. Dr. Karl-Heinz Kampert – \u00a9 UniService Transfer<\/span><\/div>\n
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\u00dcber Prof. Dr. Karl-Heinz Kampert<\/h4>\n

Prof. Dr. Karl-Heinz Kampert studierte von 1977 bis 1983 an der Westf\u00e4lischen Wilhelms-Universit\u00e4t M\u00fcnster Physik. Von 1983 bis 1986 war Kampert wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Westf\u00e4lischen Wilhelms-Universit\u00e4t und promovierte 1986. Anschlie\u00dfend war er f\u00fcr drei Jahre als postdoktoraler Forschungsstipendiat an der Gro\u00dfforschungseinrichtung CERN in der Schweiz t\u00e4tig.<\/p>\n

Von 1989 bis 1995 war er Assistenzprofessor f\u00fcr Physik an der M\u00fcnsteraner Universit\u00e4t, w\u00e4hrenddessen habilitierte er sich 1993. Anschlie\u00dfend lehrte er als Professor der Physik an der Universit\u00e4t Karlsruhe und dem Forschungszentrum Karlsruhe, die 2009 beide zum Karlsruher Institut f\u00fcr Technologie fusionierten. Seit 2003 lehrt er schlie\u00dflich Experimentalphysik an der Bergischen Universit\u00e4t Wuppertal.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Edwin Powell Hubble revolutionierte 1923 die Welt mit seiner bahnbrechenden Berechnung zur Existenz von Himmelsk\u00f6rpern au\u00dferhalb der Milchstra\u00dfe. Dar\u00fcber hat sich Autor Uwe Blass in der beliebten Uni-Reihe „Jahr100Wissen“-Interview mit dem Astrophysiker Karl-Heinz Kampert unterhalten.<\/p>\n","protected":false},"author":7,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[27],"tags":[],"class_list":["post-70760","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-wissen"],"publishpress_future_action":{"enabled":false,"date":"2026-05-14 19:09:41","action":"change-status","newStatus":"draft","terms":[],"taxonomy":"category","extraData":[]},"publishpress_future_workflow_manual_trigger":{"enabledWorkflows":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/70760","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=70760"}],"version-history":[{"count":8,"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/70760\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":70773,"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/70760\/revisions\/70773"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=70760"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=70760"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=70760"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}