Unsere Sonne — ein rätselhafter Stern?: Erkenntnisse und Spekulationen der Astrophysik

282 Pages·1992·6.886 MB·German

by  John Gribbin (auth.)

JohnGribbin
Unsere Sonne - ein rätselhofter Stern?
Erkenntnisse undSpekulationenderAstrophysik
AusdemEnglischenvonAnita Ehlers
MiteinemVorwortvonJurgenEhlers
Springer Basel AG
DieOriginalausgabeerschien 1991unterdem Titel
«Blindedbythe Light.TheSecret LifeoftheSun»beiBantamBooks,NewYork.
©1991byJohnandMary Gribbin
DerVerlagdanktHerrn Dr.MartinEhlers
fiirdiewissenschaftlicheBeratungbeider Ubersetzung.
DieDeutscheBibliothek- CIP-Einheitsaufnahme
Gribbin,John:
UnsereSonne- ein ratselhafterStern?:Erkenntnisseund
SpekulationenderAstrophysikIJohnGribbin.Ausdem Eng\.
von Anita Ehlers.MiteinemVorw.vonJiirgenEhlers.- Basel;
Boston; Berlin:Birkhauser, 1992
Einheitssacht.:Blinded bythe light<dt.>
ISBN 978-3-0348-6188-5 ISBN 978-3-0348-6187-8 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-0348-6187-8
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wertungsgesellschaftWort», Miinchen,wahrgenommen.
©1992 Springer Basel AG _
Urspriinglich erschienen bei Birkhauser Verlag, Basel 1992.
Softcover reprint ofthe hardcover Ist edition 1992
Umschlagsgestaltung:AtelierHanjo Schnug,Rosenheim
InhaItsverzeichnis
VorwortzurdeutschenAusgabe 7
Danksagung 9
Einleitung 11
1Vorgeschichte 13
2OuellegewaltigerEnergien 49
31m Innern derSonne 81
4 Zuwenig Geister 113
5 EinverrilckterGedanke 155
6DieatmendeSonne 181
7 DiezitterndeSonne 209
8 DasGroBeund dasKleine 237
9 DerBeitragderSupernova 253
Nachwort: ZurilckindieZukunft 275
Weiterfuhrende Literatur 279
Index
281
Vorwort zur deutschen Ausgabe
Nur wenige Naturgebilde sind so eingehend erforscht worden wie die
Sonne, und von keinem Himmelskorperhaben die Astrophysiker ein
so genaues und weitgehend mit Beobachtungen ubereinstimmendes
Modell konstruiert wie von ihr, der Leben spendenden Energiequelle
«unseres» Planetensystems.FastalleDisziplinenderPhysiksindan die
ser Konstruktion beteiligt: Newtons Theorie der Schwerkraft, die
Maxwell-BoltzmannscheTheoriederGase.MaxwellsTheoriederelek
tromagnetischen Krafte und des Lichts. die von vielen Forschern
geschaffene Quantentheorie der Atome und Atomkerne und deren
WeiterentwicklungzurTeilchenphysik. Und doch gibt die Sonnenoch
Ratsel auf- Ratsel, die mit der Kosmologie und insbesondere mit der
Bildungvon Sternsystemen verkniipftsind.
John Gribbin schildert nicht nur in lebendiger und verstandlicher
Weise neue Ergebnisse und offene Probleme der Forschung. sondern
gibt einen Einblick in den Prozels der Forschung, in das. was man die
Kultur der Naturwissenschaft nennen konnte. Darin gibt es - gele
gentlich harten- Wettbewerb, aber das gemeinsame Interesse an der
Sache und die Freude an neuer Einsicht auch des Konkurrenten
bestimmen iiberwiegend die Atrnosphare wissenschaftlicher Arbeit.
Ein anderes Merkmal der Forschung wird an vielen Beispielen deut
lich: Wissenschaftliche Erkenntnisse sind keine endgiiltigen Wahr-
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UNSERESoNNE
heiten, sondern stets verbesserungsbediirftlge Versuche, Teilaspekte
derunerschopflichenWirklichkeitinBegriffenzuerfassen.InderVer
mittlungdieserEinstellungundder darinlebendigenVerbindungvon
Rationalitat und Toleranz, einem Ideal der Aufklarung, und in der
MitteilunguberraschenderundneuerErgebnissederForschungsehe
ich eine wichtige Aufgabe allgemeinverstandlicher wissenschaftli
cher Bucher, die mirin diesem Sonnenbuchbesonders gut gelost zu
sein scheint.
Ein von den USAund Rulsland gemeinsam betriebener Gallium
Detektor (SAGE) stehtim Kaukasus, dieandere, von mehrerenwest
europaischen Staaten betriebene Anlage (GALLEX) im Alpentunnel
desGran Sasso.Vonbeidengibteserste, nochmit relativ grofsenUnsi
cherheitenbehaftete Ergebnisse. Danachbetragt die Anzahl der regi
strierten energiearmen Neutrinos aus der Proton-Proton-Reaktion
etwa zwei Drittel der nach dem Standardmodell erwarteten; folglich
bestatigt auch dieses Experiment bisher den von Davis gefundenen
Mangel an Sonnen-Neutrinos. Von beiden Experimenten werden
nochgenauere Ergebnisse erwartet.
JiirgenEhlers
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Danksagung
Die vielen Gesprache, die ich in den letzten Jahren bei mehreren
wissenschaftlichen Konferenzen mit zahlreichen Astronomen
gefiihrt habe, waren von grolsern Nutzen fur das Buch. Es war vor
allern die jugendliche Begeisterung John Faulkners fiir die WIMP
Theorie, welche mich aufden Gedanken brachte, diesen Bericht zu
schreiben. Auch Jack Eddy, Ron Gilliland und Douglas Gough ver
dienen besondere Erwahnung: mein Dank gilt ihrer Bereitwillig
keit, Auskunft iiber ihre eigene Arbeit zu erteilen, wann immer ich
sie darum bat. Ich verdanke mein Wissen uber die in Kapitel 6
beschriebenen Klimaveranderungen groBtenteils Mick Kelly,
Hubert Lamb und Stephan Schneider.
DouglasGoughloste vor mehrJahren, alsderErinnerungliebsind,
John Faulknerin der undankbaren Aufgabe ab, mich alsForschungs
studenten in Cambridge zu betreuen. Ich hoffe,dieses Buch genugt
ihren strengen Malsstaben. und ich danke ihnen dafur, daB sie nicht
schonIriiherein besseres uberdieses Themageschriebenhaben.
John Gribbin,
Dezember 1989
9
Einleitung
DieSonnehatihrGeheimnisstetsgutbewahrt.Noch vorhundertJah
ren wulste niemand auch nur ungefahr, wie die Sonne ihre Warme
aufrechterhalt.Voreinem Menschenlebennochwulsteniernand,wor
ausdieSonnebesteht.Und esistkaumfiinfzigJahreher,seitdieersten
EinzelheitenderKernprozesse,dieinderSonneablaufen,geklartwur
den. Wahrend Jahrhunderten haben Astronomen tiber die Vorgange
im Sonneninnern nur wenig dazugelernt. und das aus einem Grund,
der nichtderIronie entbehrt.
Unsere Sonne ist ein Stern wie die anderen Sterne, die wir am
Nachthimmel sehen.Sie erscheint uns so hell, weil sie uns so nah ist;
wirsind nur 150 Millionen Kilometer vonihrentfernt, und dasist im
kosmischen Malsstab ziemlich wenig. Wei!sie so nah ist, und wei! die
Temperatur ihrer Oberflache so hoch ist (etwa 6000°C), erscheint sie
uns strahlendhell; deshalbkonnenAstronomenleichtdie Oberflache
und die Atrnosphare unseres Nachbarsterns erforschen. Aber die
Untersuchung des tiefen Inneren - die Arbeit, die ich im folgenden
beschreibe- ist naturlich schwieriger.
Nicht nurblendetdas Licht vonderSonnenoberflachedie Astrono
men. Es kann bei zu langer Einwirkung auch ihre empfindlichen
Instrumente nutzlos machen. Gerade weil die Oberflache so hell ist,
verbirgt sie die Vorgange in ihrem Inneren; wir konnen daraus nur
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UNSERESoNNE
schlielsen,daBtiefin der Sonne tatsachllch gewaltige Energiemengen
erzeugt werden. Die Wegbereiter der Astrophysik - sie erforscht die
Zusammensetzung und Wirkungsweise der Sterne - hatten sich nie
traumenlassen,dalsmanjeindasHerzderSonne schauenunddiedort
herrschenden Bedingungen direkt messen wiirde. In den letztenJah
renjedochwurdenzweivolligverschiedeneVerfahrenzurErforschung
des Sonneninneren entwickelt.Hilfsmittelsind etwa ein sonderbares,
tief in einem Bergwerk vergrabenes Teleskop und aulserordentlich
empfindliche Instrumente, dieSchwingungenmessenkonnen,welche
zu Verschiebungen von Teilender Sonnenoberflache urn weniger als
hundert Meterfilhren.Einigedieser neuen Untersuchungen der Vor
gange tiefim Herzen der Sonne konnten uns sogarWichtigesiiber die
EntwicklungunddasSchicksaldesWeltallsuberhauptverraten.
Seitdem Beginn der neunzigerJahre diesesJahrhunderts sind die
Astronomennichtmehrlangervolliggeblendetvom Lichtder Sonne,
sondern sie konnen jetzt direkt messen, was sich in deren Innerem
abspielt.DiesesBuchberichtetdavon, wiediebahnbrechendenAstro
physiker die Geheimnisse der Sonne zu erschlielsen begannen, und
weist den Weg,aufdem siein den kommendenJahrenundJahrzehn
tendasInnere der Sonne erkundenwerden.
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