Ich habe gerade dieses Vertrauen bekommen, ich bin viel selbstbewusster wegen PENTA. Ich lehne mich nicht mehr zurück, weil ich eine junge Frau bin, sondern ich sage, ich kann und sollte das tun und meine Ideen sind gut genug.“

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Die Menschen haben seit undenklichen Zeiten Ehrfurcht vor der Harmonie des Himmels. Die alten Griechen glaubten, dass Himmelskörper Musik machten. Im Klammern von Hämmern hörte Pythagoras „einen Hinweis von Gott“, so ein Volksmythos. Er spannte Saiten und zupfte sie, entdeckte eine enge Verbindung zwischen Mathematik und Musik und dass Objekte in Bewegung Geräusche erzeugten. Er war daher überzeugt, dass Planeten, die sich im Orbit bewegen, eine himmlische Melodie summen sollten, und er suchte die astronomische Harmonie des Kosmos zu finden.

In unserer modernen Zeit sehnte sich ein anderer Universalgelehrter nach einer ähnlichen Erfüllung. 1926 beklagte Arthur Eddington, ein englischer Astronom, in seinem Buch Die innere Konstitution der Sterne, dass das tiefe Innere des Sterns für die menschliche Erforschung weiter unerreichbar ist als jede andere Region im Universum. Als Teleskope immer tiefer in den Weltraum vordringen, bittet er darum, zu wissen, wie wir über die Barrieren der stellaren Oberfläche hinausblicken können. Welches Instrument kann seine verborgenen Geheimnisse durchdringen und erforschen, fragte er sich. Wissenschaftler haben jetzt die Möglichkeit, einen Stern zu durchdringen und in ihn hineinzusehen. Es heißt Asteroseismologie, die Wissenschaft, die Musik der Sphären zu studieren. Pythagoras wäre vor Freude und Begeisterung gesprungen.

Den Sternen lauschen

Sterne sind nicht leise, sondern riesige Musikinstrumente voller Schallwellen. Hoher Druck im Inneren des Sterns pflügt durch und komprimiert das Gas, während es sich mit Schallgeschwindigkeit ausbreitet. Diese Druck- oder Schallwellen prallen wild in den gasförmigen Innenräumen ab und machen Sterne zu ziemlich lauten Orten. Für uns sind Sterne jedoch stumm, weil ihre Geräusche nicht in dem Vakuum wandern können, das uns trennt.

Diese hüpfenden Wellen lassen den Stern beben oder „pulsieren“. Während es pocht, machen die Schwellung und Kontraktion den Stern kühler und heißer, was periodische Helligkeitsänderungen verursacht, die wir mit unseren Teleskopen erkennen können. Mit Hilfe grundlegender Physik und Mathematik enthüllen diese Schwingungen Geheimnisse über das Innere des Sterns in exquisiten Details wie seine Rotation, Magnetfelder, Kernverbrennung sowie sein Lebensstadium, Masse, Radius und Alter.

Sie sind sich wohl bewusst, vielleicht ohne es zu merken, dass die Schallgeschwindigkeit je nach dem chemischen Medium, in dem sie sich bewegt, unterschiedlich ist. Die Heiterkeit Ihrer Stimme, wenn Sie auf Partys Helium einatmen, zeigt genau das. Dies liegt daran, dass sich Schall dreimal schneller durch einen mit Helium gefüllten Stimmtrakt bewegt als durch die schwerere stickstoffreiche Luft, die wir normalerweise atmen. Dadurch ändert sich die Qualität oder das Timbre Ihres Sounds. Das Gleiche passiert in Sternen. Wenn sich der Schall von einem wasserstoffreichen zu einem heliumreichen Medium bewegt, ändert sich seine Geschwindigkeit – oder die Stimme des Sterns. Diese Änderung sagt uns, was die chemische Zusammensetzung seiner tiefen Schichten ist. Genau wie deine Stimme jetzt nicht die gleiche ist wie deine Stimme, als du ein Kleinkind warst, ändert sich auch die Stimme eines Sterns, wenn er altert und sein Wasserstoff sich in Helium verwandelt.

Ein rhythmisches Pochen

Wir sehen pulsierende Sterne unterschiedlicher Masse in im Wesentlichen allen Lebensphasen. Wenn ein Stern anschwillt und sich zusammenzieht, wird Energie gedämpft und geht verloren. Was nährt dieses unerbittliche Pulsieren?

Ein Treiber des kontinuierlichen Pulsierens ist Hitze. Wenn eine Schicht im Inneren des Sterns durch Druck komprimiert wird, erwärmt sie sich. Es wandelt dann seine thermische Energie in mechanische Energie um und fungiert als Motor, der die Pulsationen antreibt.

Ein weiterer Treiber ist die Opazität. Wenn eine Region im Stern besonders undurchsichtig ist, blockiert sie das Durchsickern von Strahlung, so dass sich Druck aufbaut und der Stern anschwillt. Seine steigende Temperatur verringert die Undurchsichtigkeit, so dass Strahlung freigesetzt werden kann und der Stern entlüftet. Die Deflation erhöht die Undurchsichtigkeit wieder und der gleiche Prozess wiederholt sich ziemlich periodisch.

Ein dritter Treiber ist erforderlich. Es wird angenommen, dass dieser Typ die Pulsationen der Sonne antreibt. Turbulente Bewegungen in seinen Oberflächenschichten erzeugen akustische Geräusche, die ihn zum Pochen bringen können. Einige Wissenschaftler widmen ihre Forschungskarriere dem Studium solcher Schwingungen. Das Birmingham Solar Oscillations Network an der University of Birmingham betreibt beispielsweise eine Reihe von Fernteleskopen, die die Schwingungen der Sonne rund um die Uhr überwachen.

Die Kepler-Mission der NASA, eine hochentwickelte Planetenjagdmaschine, revolutionierte die Asteroseismologie, indem sie die winzige Verdunkelung des Lichts einer Vielzahl von Sternen beobachtete. Es wurde erst im vergangenen Oktober in den Ruhestand versetzt, als seine wissenschaftlichen Arbeiten abgeschlossen waren und ihm der Treibstoff ausging.

Wie klingen Sterne?

So sehen wir die Geräusche der Sterne, aber können wir sie tatsächlich hören? Sie und Pythagoras wären begeistert zu wissen, dass ja, wir können. Genau wie wir Fledermäuse normalerweise nicht hören können, aber mit den richtigen Detektoren oder „Ultraschallohren“ können wir die Geräusche im Stern um mehrere Oktaven verschieben, um sie hörbar zu machen. So faszinierend es auch ist, die Sterne zu belauschen, es bleibt eine Übung zum Vergnügen, nicht für die Wissenschaft. Hier können Sie eine herausragende Musikkomposition hören.

Abhören auf dem Mars

Anfang dieses Monats erlebten wir, wie tief die Menschheit mit den Klängen des Universums in Resonanz steht, als der NASA InSight Lander das unheimliche tiefe Grollen des Marswindes aufnahm. Sein in Großbritannien entwickeltes ultraempfindliches Seismometer enthält Sensoren, die Schwankungen in unvorstellbar kleinen Maßstäben erfassen können, kürzer als der Durchmesser eines Wasserstoffatoms, oder weniger als ein Millionstel der Breite eines menschlichen Haares. So konnte es den Wind auf dem Mars hören, der kaum im unteren Bereich des menschlichen Gehörs liegt. Die Öffentlichkeit hörte es fast unverfälscht und sorgte für Aufsehen. Indem es einen vertrauten Sinn anregt, stellt es eine menschliche Verbindung zu dieser fernen und völlig anderen Umgebung her.

Auditive Stimulation, zusammen mit visuellen Erfahrungen, rufen Gefühle hervor und machen uns bewusst über unsere Position und Bewegung in den Räumen, die wir besetzen. So machen wir Sinn aus uns selbst, aus einander und dem Universum. Dieses Bewusstsein beeinflusst unsere Entscheidungen und formuliert so unsere Überzeugungen. Überzeugungen prägen gemeinsam unsere Identität und unsere Identität bestimmt unser Verhalten. Vielleicht müssen wir einfach hören, um zu gedeihen, zu glauben und zu erforschen.

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