Leere — Entfernungen im sonnennahen Universum


Entfernungen . Milchstraße am 14.11.23, Rogge Cloof, Südafrika.
Milchstraße2 am 14.11.23 kurz vor Sonnenaufgang, Rogge Cloof, Südafrika.

Der Raum um unser Sonnensystem ist größtenteils leer. Erst in einer Entfernung von etwa 4,2 Lichtjahren, was rund 40 Billionen Kilometern entspricht, taucht das nächste Sonnensystem, Proxima Centauri, auf.

Um uns diese immense kosmische Entfernung vor Augen zu führen, stellen wir uns vor, die Sonne würde auf die Größe einer Erbse mit einem Durchmesser von 6,5 mm schrumpfen. Selbst auf dieser verkleinerten Skala wäre die Distanz zu Proxima Centauri immer noch 187 km. Das bedeutet, wenn die Erbse auf dem Marktplatz in der Altstadt von Teltow liegt, dann ist die nächste “Masseinsel” in Ilsenburg im Harz. Dazwischen ist – nichts1. In diesem Maßstab ist der Mond von der Erde sagenhafte 1.8 mm entfernt. Das ist die weiteste Entfernung, die bisher ein Mensch erreicht hat: 1.8 mm im Vergleich zu 187 km. Besonders beeindruckend ist der Abstand zur Großen Magellanschen Wolke (GMW), einer Satellitengalaxie unserer Milchstraße: Er beträgt in diesem Maßstab immer noch unglaubliche 7 Millionen Kilometer. Da erhält der Begriff “Nachbarschaft” gleich eine ganz andere Dimension.

Das nachfolgende SageMath-Skript berechnet die Entfernungen zu verschiedenen Himmelskörpern im gewählten Maßstab. In Zeile 75 kann der Vergleichskörper ausgewählt werden. Zur Auswahl stehen “Erbse”, “Golfball”, “Fußball” und “Staubkorn”.

Nützliche Links
Quelltext zum SageMath-Script (hier klicken, um den Quelltext ein- oder auszuklappen)



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# alle Werte aus Wikipedia
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LichtGeschwindigkeit=299792458 # in [m/s]
ParSec=3.0856775814913673*10^(16) # in [m]
Lj=LichJahr=9460730472580800 # in [m]
AE=AbstandErdeSonne=149597870700.0 # in [m]
Lj_km = Lj/1000.0 # in [km]
AE_km =AE/1000.0 # in [km]
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# Funktion zur Umrechnung der Abstände mit angepasstem Maßstab
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mm2km =10^(-6); # 1 Mio [mm] = 1 [km]
km2mm =10^6
km2cm =1000.0*100.0;
km2m =1000.0;
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def umrechnen(abstand_km, faktor, w=5):
return n(abstand_km * faktor,digits=w)
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class Himmelskoerper:
def __init__(self, name, radius, abstand_km):
self.name = name
self.radius_km = radius # in [km]
self.abstand_km = abstand_km # in [km]
#
def Duchmesser(self):
return 2.0*self.radius_km;
#
def Vergleichsabstand(self, faktor, w=5):
w=umrechnen(self.abstand_km, faktor,w)
if w < 0.00001:
return str(w*km2mm)+ " [mm]";
elif w < 0.001:
return str(w*km2cm)+ " [cm]";
elif w < 1.0: return str(w*km2m)+ " [m]"; elif w > 10^5:
return str(w/1000000.0)+ " Mio. [km]";
else:
return str(w)+ " [km]";
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# Verwendung der Klasse Himmelskoerper
# alle Entfernungen und Radien in [km]
# Argumente für die Klasse Himmelskoerper : Name, Radius, Abstand zur Sonne
Sonne = Himmelskoerper( "Sonne", 696342.0, 0);
Erde = Himmelskoerper( "Erde", 6378.1, AE/1000.0);
Mond = Himmelskoerper( "oOnd", 1737.4, 384400);
Jupiter = Himmelskoerper( "Jupiter", 69911.0, 778570000.0);
Saturn = Himmelskoerper( "Saturn", 58232.0, 1433530000.0);
Pluto = Himmelskoerper( "Pluto", 1188.3, 5906380000.0);
Kuiperguertel = Himmelskoerper( "Kuipergürtel", 50*AE_km, 50*AE_km);
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ProximaCentauri = Himmelskoerper("Proxima Centauri ", 0.154 * Sonne.radius_km, 4.2465 *Lj_km);
AlphaCentauri = Himmelskoerper("Alpha Centauri " , 1.217 * Sonne.radius_km, 4.344 *Lj_km);
BarnardsPfeilstern = Himmelskoerper("Barnards Pfeilstern" , 0.194 * Sonne.radius_km, 5.963 *Lj_km);
Sirius = Himmelskoerper("Sirius" , 1.714 * Sonne.radius_km, 8.583 *Lj_km);
GMWolke = Himmelskoerper("Große Magellansche Wolke", 14000*Lj/1000.0 , 158200 *Lj_km);
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# Liste von Himmelskörpern
stars = [ Erde, Jupiter, Saturn, Pluto, ProximaCentauri, AlphaCentauri, BarnardsPfeilstern, Sirius, GMWolke]
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# Vergleichskörper
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Erbse = Himmelskoerper( "Erbse" ,6.5/2.0*mm2km , 0.0);
Golfball = Himmelskoerper( "Golfball" ,42.7/2.0*mm2km , 0.0);
Fussball = Himmelskoerper( "Fußball" ,0.2228/2/1000.0, 0.0);
Staubkorn = Himmelskoerper( "Staubkorn" ,0.01/2*mm2km , 0.0);
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Vergleiche=[Erbse, Golfball, Fussball, Staubkorn]
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# Maßstab
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Vergleich = Vergleiche[0]; # 0: Erbse, 1 : Golfball, 2: fußball, 3: Staubkorn
M=(Vergleich.Duchmesser())/Sonne.Duchmesser();
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show(" Vergleichskörper : \t", Vergleich.name, "..mit Durchmesser..", umrechnen(Vergleich.Duchmesser(),km2mm), ".[mm]");
show(" Maßstab 1 : \t", n(M^(-1),digits=4))
show(" Lichtjahr : \t", n(Lj/1000.0,digits=4), " [km] im Vergleichmaßstab : \t" , umrechnen(Lj/1000.0, M,5), " [km]");
show(" Erde - Mond : \t", n(Mond.abstand_km,digits=7), " [km] im Vergleichmaßstab : \t" , Mond.Vergleichsabstand(M,3));
show(" Durchmesser Kuipergürtel : \t", n(Kuiperguertel.abstand_km,digits=7), " [km] im Vergleichmaßstab : \t", Kuiperguertel.Vergleichsabstand(M));
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# Erstellung der Tabelle
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tabelle = [["Himmelskörper", "realer Abstand zur Sonne in Millionen[km]", "Vergleichsabstand"]];
#
for i in range(len(stars)):
row = [stars[i].name, n(stars[i].abstand_km*10^(-6),digits=4), stars[i].Vergleichsabstand(M)]
tabelle.append(row)
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# Ausgabe der Tabelle
pretty_print(table(tabelle,frame=True, align='center'))
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1 … wenn wir die anderen Planeten, den Kuipergürtel und die Oortsche Wolke außer Acht lassen.
2 Die GMW befand sich rechts oben außerhalb des Bildes und konnte mit blossen Auge erkannt werden.