Glaskugel-Didaktik

In einem früheren Blogpost habe ich die Glaskugeln vorgestellt, die jetzt in der dunklen Jahreszeit als edukatives Deko-Element besonderen Reiz entfalten (Herstellung hier). Hier zeige ich Ihnen/ Lehrkräften ein mögliches Narrativ auf, mit dem Sie die Schönheit des Universums mit den Kugeln darstellen können:

Kugel 1

Kugel mit Sternen, am liebsten die mit 3D Effekt.
(scheinbare Himmelskugel aus sichtbaren Sternen; wie Globus)

Hier sehen wir die Sterne, wie sie sich aus der Sicht des Beobachters von der Erde aus darstellen. Sie sind alle unterschiedlich weit weg, aber das können wir nicht sehen, sondern für uns scheinen sie an eine scheinbare Himmelskugel angeheftet. Die Erde wäre in dieser Kugel in der Mitte, aber sie ist im Vergleich zu den Entfernungen der Sterne derart winzig, dass wir sie hier nicht sehen können.

Kugel 2

Sternbilderkugel.
(gedachte Himmelskugel)

Die Menschen haben sich seit Jahrtausenden mit den Sternen orientiert; sie wollten wissen, wann etwas stattfindet (z.B. der Winter endet, die Welt wieder aufblüht) und wohin man gehen muss, um zu einem bestimmten Ort zu gelangen (also Reiserouten von Stadt A nach B). Darum haben sie sich in die scheinbar zufällig angeordneten Sterne Muster hinein interpretiert, so genannte Sternbilder. Diese Gruppierungen und ihre Linienmuster sind menschliche Phantasieprodukte, also nichts verbindliches – aber zur Orientierung helfen sie nur, wenn man sich auf eine Konvention einigt. Die Internationale Astronomische Union hat zwischen 1920 und 1930 aus verschiedenen existierenden, kulturabhängigen Traditionen eine inzwischen weltweit akzeptierte Konvention gemacht. 

Kugel 3

Kugel 3: unsere Galaxis: Kugeldurchmesser = ~200 000 Lichtjahre.

Alle Sterne, die wir am Nachthimmel sehen plus noch viele weitere Sterne, die so weit weg sind oder hinter interstellaren Stauwolken, dass wir sie nicht sehen können, bilden zusammen eine riesige spiralförmig strukturierte Scheibe: unsere Heimatgalaxie, die Galaxis oder Milchstraße.

Unsere Galaxis besteht aus ~250 Milliarden Sternen, also viel mehr als wir am Himmel sehen können: Das wären nur ca. 6000.

Deutlich erkennt man, wenn man die Kugel dreht, dass diese Milliarden von Sternen in einer recht flachen, scheibenartigen Struktur gesammelt sind, deren Zentrum allerdings dicker ist als die Ränder. Diese Sternenscheibe wird begleitet von zahlreichen Kugelsternhaufen, die sich sphärisch um das Zentrum anordnen sowie ein paar Zwerggalaxien, von denen eine recht prominent im obigen Bild (dicht an der Milchstraßenebene) zu sehen ist.

[Die Kugel zeigt echte wissenschaftliche Daten.]

Kugel 4

Kugel 4: Das kosmische Netz;
Kugeldurchmesser = ~2 Milliarden (2 000 000 000) Lichtjahre.

Wie sich viele Sterne zu einer Galaxie versammeln, ordnen sich auch die Galaxien in Galaxienhaufen, die Galaxienhaufen in Galaxiensuperhaufen und die in Filamenten (Brücken von einem Superhaufen zum anderen) durch das Universum an. Auch das haben Menschen bereits vermessen.

Die Spiralgalaxien selbst sowie Haufen, Superhaufen und Filamente von Galaxien werden (vermutlich) durch Dunkle Materie zusammengehalten. Sie hat ihren Namen, weil sie nicht nur dunkel (i.S.v. “nicht leuchtend”) ist, sondern weil wir auch ihre Natur nicht kennen. Wir wissen – nicht zuletzt aus Gravitationslinsenbeobachtungen – dass es in den besagten Strukturen mehr Masse gibt als die, die wir sehen können, weil sie selbst leuchtet. Diese Masse, die sich dort bemerkbar macht, muss allerdings durch etwas verursacht werden, das andere Eigenschaften hat als die leuchtende Materie. Vielleicht besteht sie aus Elementarteilchen, die wir noch nicht kennen… wir wissen fast nichts über diese ominöse Materie, außer, dass sie eine Gravitationswirkung ausübt. Darum nennen wir sie “Dunkle Materie”. Diese Dunkle Materie, die wir nicht sehen können, aber von der wir wissen, dass sie da sein muss (und wo sie sein muss), um die Galaxienstrukturen zusammenzuhalten ist in der vierten Kugel gezeigt.

[Die Kugel zeigt echte wissenschaftliche Daten.]

Susanne M. Hoffmann

Veröffentlicht von

"physics was my first love and it will be my last physics of the future and physics of the past" Die Autorin ist seit 1998 als Astronomin tätig (Universitäten, Planetarien, öffentliche Sternwarten, u.a.). Ihr fachlicher Hintergrund besteht in Physik, Wissenschaftsgeschichte und Fachdidaktik (neue Medien). Sie ist aufgewachsen im wiedervereinigten Berlin, zuhause auf dem Planeten Erde.

3 Kommentare

  1. Liebe Frau Hoffmann,
    woher weiß man, wie unsere Galaxie von außen aussieht ?
    Als Zimmerschmuck ist sowas sehr reizvoll.

    • Man kann in unserer Galaxis die Entfernungen zu den Sternen messen. Dann weiß man, in welcher Richtung ein Stern steht und wie weit weg – also wo genau, in einem räumlichen Koordinatensystem er steht. So können wir Punkt für Punkt, Stern für Stern (mit denen, die wir sehen und mit denen, die unsere Teleskope noch detektieren, ohne dass wir sie sehen) die räumliche Anordnung der Sterne um uns herum rekonstruieren: sozusagen ein 3D Modell.

      Zudem wissen wir natürlich, wie ferne Galaxien aussehen. Also wissen wir, welche Typen von Galaxien es überhaupt gibt.

  2. S.M. Hoffmann,
    die Antwort klingt logisch.
    Wenn man sich als Taucher unterhalb der Wasseroberfläche bewegt, dann sieht alles sehr bunt und romantisch aus.
    Wenn der Taucher aber außerhalb der Unterwasserwelt ist, sieht man von der Pracht nichts mehr.
    Deswegen vermute ich , dass außerhalb unserer Galaxie, das eigene Universum anders aussieht.

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