Weit du wieviel Sternlein stehen Das kaum Fassbare

Weißt du wieviel Sternlein stehen? Das kaum Fassbare besser erfassen Wolfgang Müller-Schauenburg Astronomische Vereinigung Tübingen 10. November 2017

Übersicht • Biblischer Einstieg: Gott, Abraham und das Zählen der Sterne • Zählen ‚LERNEN‘: 1 2 3 viele, saumäßig viele, unzählbar viele, unendlich viele • Wie viele Sterne hat eine/unsere Galaxie? • Wie viele Galaxien hat das Universum? Hubbels Antwort: Der Blick ins Leere • Nehmen wir an, wir seien durchschnittlich, die Abstände zu unseren Nachbarn seien durchschnittlich. • 11 + 11 = 22 SUMME: • Immer wieder Hundertmilliarden: 1011 (Menschen, Nervenzellen, Galaxien, Sterne pro Galaxie) • Ist Ihnen auch schwindlig geworden, wie einfach das geht?

Biblischer Einstieg: (mit freundlicher Unterstützung von Roland Müller) • Gott zeigte Abraham den Himmel und forderte ihn auf, die Sterne zu zählen, was der nicht konnte. • Gott später zu Abraham: So viele Nachkommen werde ich Dir schenken. • Machen wir uns jetzt zusammen auf den Weg, die Sternlein zu zählen.

Zählen ‚LERNEN‘: • 1 2 3 viele, saumäßig viele, unzählbar viele, unendlich viele • Zählen mit großen Zahlen will gelernt sein! ; -) Wir müssen uns dazu von Gewohnheiten trennen! • Nur die Anzahl der Zehnerfaktoren interessiert! Auf einen Faktor 2 kommt es z. B nicht an! • Bei Menschen sind die Einwohner eines Hochhauses ‚unendlich viele‘ bei Sternen, Galaxien und Zellen eines Gehirns sind 100 Mrd. , also 1011‚ immerhin eine ganze Menge‘

Wie groß ist unsere Galaxie? (fast) alle jetzt bitte weghören! • Das wissen wir vom Kinderforschertag, wollen es heute aber nicht nachrechnen. • Volumen runder Objekte: Länge x Breite x Höhe geteilt durch 2 Bekannt: Das Volumen von eckigen Quadern u Würfeln ist Länge x Breite x Höhe x 1 Der Faktor ½ („geteilt durch 2“) für runde Objekte ist mir aus der Medizin für Ultraschall. Messungen von Schilddrüsen-Knoten bekannt. (Herleitung für Mathematik-Fans: π/3≈1) • Kinderforschertag: 1000 m x 20 m geteilt durch 2 3 Zehner + 1 Zehner 20/2 = 7 Zehner m 3. Umrechnung von m 3 in Liter = 1000 = 3 Zehner ergeben 7+3 = 10 Zehner an Litern in unserer Galaxie.

Wie viele Sterne passen in einen Liter Galaxie? (Bitte alle weiterhin weghören – mit Ausnahme der Mathematik-Fans) • Wir nehmen an wir sind durchschnittlich. Unser Abstand zum nächsten Stern beträgt laut Kinderforschertag etwas mehr als 4 cm = 4 Lichtjahre • In einen Liter passen 2 x 2 x 2 = 8 Würfel von 5 cm Kantenlänge also ungefähr 10 Würfel von 4. 4 cm Kantenlänge • 10 Zehner an Litern Galaxie mal 10 Sterne in jedem Liter Galaxie = 11 Zehner an Sternen in der ganzen Galaxie: = 1011 Sterne = 100 Mrd. Sterne pro Galaxie

Mir wurde ganz schwindelig wie einfach das geht Und noch schwindeliger (im Ernst!!) als das später mit den Galaxien ähnlich einfach ging.

Wie viele Galaxien insgesamt? • Der Zugang mit dem Hubble-Teleskop: Man blickt in eine leere Stelle in Himmel, wo keine nahen Sterne stören, zählt die dort sichtbaren Galaxien und rechnet die hoch für den ganzen Himmel. Das ergab rund 100 Mrd. Galaxien. • Wie rechnen wir uns das selber aus? Wir betrachten uns wieder als durchschnittlich: Abstand zur nächsten Galaxie (Andromeda) 2. 5 Mio. LJ

Wie viele Galaxien bis zum Urknall? (Bitte alle wieder weghören – mit Ausnahme der Mathematik-Fans) • Was wissen wir vom Kinderforschertag? 138 m (Zeit) bis zum Urknall 2, 5 cm (Zeit) bis zur Andromeda-Galaxie 4 Galaxien auf 10 cm 40 Galaxien auf 1 m 400 Galaxien auf 10 m 4000 Galaxien auf 100 m, wir hören hier auf (weil enger am Urknall) 3 Raumrichtungen ~ 3 Laufzeitrichtungen (4000)3 = 43 *(1000)3 = 64 Mrd. ≈ 100 Mrd. = 1011 Galaxien

Wie viele Sternlein insgesamt? 11+11=22 • 1011 Galaxien mal 1011 Sterne in jeder Galaxie ergibt 1011 * 1011 = 1011+11 = 1022 Sternlein

Ist Ihnen jetzt auch schwindelig wie einfach das ging?

Summe • Immer wieder Hundertmilliarden: 1011 (Menschen, Nervenzellen, Galaxien, Sterne pro Galaxie) • Weißt Du wie viel Sternlein stehen? 1022 1011 Galaxien mal 1011 Sterne in jeder Galaxie ergibt 1011 * 1011 = 1011+11 = 1022 Sternlein • Dazu haben wir nur uns als durchschnittlich genommen: den Abstand zum nächsten Stern den Abstand zu nächsten Galaxie und 3 Laufzeitrichtungen in Richtung Urknall betrachtet.

Biblischer Ausstieg: (immer noch mit freundlicher Unterstützung von Roland Müller) • Sie erinnern sich an unseren biblischen Einstieg? im ersten Buch Mose Kapitel 15, Vers 5 steht: Und er hieß ihn hinausgehen und sprach: Sieh gen Himmel und zähle die Sterne; kannst du sie zählen? Und sprach zu ihm: So zahlreich sollen deine Nachkommen sein! • Versuchen wir nach unserem Ausflug in das Zählen der Sterne einen neuen Blick auf die alte Abrahamsgeschichte: Wenn wir als Sterne, die für uns sichtbaren Sterne, also die etwa 100 Mrd. Sterne in unserer Galaxie nehmen und als ‘Nachkommen‘ die etwa 100 Mrd. Menschen nehmen, die je gelebt haben, dann stimmen die Zahlen sogar überein Immer wieder diese ‚magische Zahl‘: 100 Mrd. = 1011 Galaxien, Sterne einer Galaxie, Menschen, Nervenzellen

Ich danke für Ihre Aufmerksamkeit

Nachtrag 1: Kinderforschertag (nicht mehr Sternlein-Botschaft, nur für ‚Fans‘) Das Kinderforschertags-Modell: • Verkleinert vier mal: 1 km → 1 mm • Dritte Verkleinerung: 1 Lichtjahr = 1 cm Galaxien-Durchmesser 1 km, Höhe ca. 20 m nächster Stern 4 cm entfernt Sirius 8 cm entfernt. • Vierte Verkleinerung: Urknall 138 m entfernt Andromeda-Galaxie 2. 5 cm entfernt

Sirius (8 cm entfernt) in Verlängerung des Gürtels des Orions Aus Wikipedia: Von Elop using Stellarium - Eigenes Werk, based on a Screenshots with Stellarium, CC BY-SA 3. 0, https: //commons. wikimedia. org/w/index. php? curid=58547708

Nachtrag 3: Entscheidende Schritte waren: • Wir sind durchschnittlich • unser Abstand zum nächsten Stern • unser Abstand zur nächsten Galaxie • 1011 Galaxien • 1011 Sterne pro Galaxie • 1011 mal 1011 = 1011+11= 1022 Sternlein