Astrophysik

©2005 Autor: Michael Köchling
 



Trifft das Olbers´sche Paradoxon zu ?

Schon viel wurde über dieses Thema geschrieben und einige sehr interessante Lösungsvorschläge wurden gemacht. Doch worum geht es hierbei und wie lassen sich Lösungsansätze formulieren?
Der Bremer Arzt und Astronom Heinrich Wilhelm Olbers griff die Überlegungen von Johannes Kepler auf. Dieser hatte festgestellt, dass der Weltenbau des Giordano Bruno nicht der Realität entsprechen konnte. Olbers schloss aufgrund der räumlichen, gleichmäßigen Verteilung der Sterne am Himmel, dass unser Blick in jede Richtung stets auf eine Anzahl Sterne fiele und aus diesem Grund uns der Himmel als eine hell strahlende Fläche erscheinen müsste.
Diese Überlegungen sind durchaus richtig, doch andererseits nehmen wir den Himmel zwischen den für uns sichtbaren Sternen als dunkle Flächen wahr. Da bleibt zu klären, wie es dazu kommt.

Beginnen wir, indem wir als Hilfsmittel einige Teleskope mit unterschiedlich großen Öffnungen einsetzen. Mit ihrer Hilfe sehen wir angefangen mit dem kleinsten Teleskop, bis hin zum größten, immer mehr Sterne. In anderen Worten: je mehr ein Teleskop Licht sammeln kann, um so mehr Sterne werden damit für uns sichtbar und gleichzeitig verringern sich dadurch die Abstände zwischen den Sternen. Der Himmel wird im Bildausschnitt des Teleskops immer heller und wir nähern uns tatsächlich der Olbers´schen Aussage.
An dieser Stelle angekommen, finden wir die erste Erklärung, warum für uns der Nachthimmel mit bloßen Augen überwiegend dunkel ist und wir nur relativ nahe und leuchtkräftige Sterne sehen können.
Die Erklärung hierfür liefert das Licht!
Es nimmt bei proportionaler Entfernungszunahme im Quadrat ab. Hierdurch kommt aus zu großen Entfernungen für unsere recht kleinen Augenflächen zu wenig Licht an, als das unser Gehirn daraus ein Bild schaffen könnte. Wo wir nichts sehen können, bleibt daher der Himmel für uns dunkel.

Doch kommen wir nun zum zweiten Grund. Er basiert auf der Hubble - Konstante und bezieht sich hauptsächlich auf das abgestrahlte Licht von Galaxien, denn bei ihnen ergeht es uns ganz ähnlich, wie beim ersten Grund. Galaxien bestehen aus vielen Milliarden Sternen, welche wir aufgrund der riesigen Entfernungen ebenfalls nicht direkt sehen können. Doch als Gesamtmasse erscheinen uns die nächsten Objekte als gerade noch wahrnehmbare, unscheinbare Nebelfleckchen. Hierbei handelt es sich um die beiden Magellanschen Wolken und die Andromeda - Galaxie.
Hinter der Hubble - Konstante verbirgt sich die Aussage, dass je weiter ein Objekt von uns entfernt ist, sein Licht proportional zum roten Spektrumbereich verschoben ist. Sobald daher das abgestrahlte Licht im Spektrum größer gleich z = 1 nach Rot verschoben ist, ist es für uns weitgehend unsichtbar geworden und nur mittels Infrarotoptiken können wir es noch sichtbar machen. Sterne in Galaxien - Entfernungen können wir ohnehin mit unseren Augen nicht mehr einzeln sehen, sondern bestenfalls wie oben dargestellt die kompletten Galaxien als diffuse Nebel. Selbst die Sterne im Band unserer Milchstraße sehen wir bestenfalls als grauen bis gelblich leuchtenden Nebel. Wenn wir darin Sterne erkennen, so handelt es sich dabei durchweg um Vordergrundsterne, die uns relativ nahe sind und alle viel größere Leuchtkräfte als unsere Sonne besitzen. Aus Entfernungen > 50 Lj. kann die Sonne nur noch mit Teleskopen sichtbar gemacht werden. Sie ist eben nur ein gelber Zwergstern der Hauptreihe im Hertzsprung - Russel - Diagramm.

Kommen wir nun zum dritten und letzten Grund, warum uns der Himmelshintergrund des nachts dunkel erscheint. Dieser besteht darin, dass unsere Augen nur für einen ganz kleinen Bereich des Wellenspektrums empfänglich sind. Das Gesamtspektrum reicht von extrem langen Radiowellen über Mikrowellen, Infrarotwellen, des sichtbaren Bereiches, dem Ultravioletten, dem Röntgen- und Gammabereich, bis zur ultrakurzen Weltraumstrahlung. Alle Wellen oberhalb des violetten- und unterhalb des roten Bereiches, sind für unsere Augen nicht empfänglich. Wäre dies nicht so, so könnten wir nicht ein einziges Objekt am Nachthimmel sehen, weil unsere Augen allein schon durch das Leuchten der Erde und ihrer Atmosphäre im infraroten Bereich ausgeleuchtet wären. Überhaupt wären unsere Augen kaum noch in der Lage vernünftige Bilder zu liefern, da sie durch sich ständig überlagernde Frequenzen geblendet wären. Dadurch wären unsere Augen total überfordert und somit überflüssig. Selbst wenn wir uns in das Weltall begäben, wäre tatsächlich der Himmelshintergrund nun hell leuchtend und Olbers Sichtweise träfe zu, denn jegliche Materie im Weltall leuchtet in seiner ihm eigenen Frequenz.

Glücklicher Weise können wir nur den für uns sichtbaren Spektralbereich schauen. Damit ist es uns gegeben, alles in einer unvergleichlichen Farbenpracht zu sehen. Wir können mit dieser Lösung unserer Augen sehr zufrieden sein, auch wenn uns dadurch einige Bereiche dunkel erscheinen!

Die oben gemachten Darstellungen haben bewiesen, dass Olbers in gewisser Weise Recht hatte und die Gründe warum es nicht so ist, habe ich Ihnen gezeigt!


In der Astrophysik ist vieles möglich, doch sollte es stets mit den natürlichen Bedingungen vereinbar sein.

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