Zusammenfassung
Ein Überblick wird gegeben über die Energie- und Entfernungsskalen, denen man in der Kosmologie und der Astrophysik begegnet. Dabei wird ein Versuch gemacht, diese Skalen abzubilden auf vorstellbare Größen. Ein Unterkapitel widmet sich deshalb bekannten Meteoriteneinschlägen auf der Erde und deren bis in die heutige Zeit reichenden Auswirkungen.
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Notes
- 1.
Aus praktischen Gründen ist von der „International Astronomical Unit (IAU)“ das Jahr mit 365,25 Tagen festgelegt. Ferner, der Wert der Lichtgeschwindigkeit ist ein definierter Wert und trägt deshalb keinen Messfehler \({\textendash }\) warum man diese etwas unhandliche Zahl genommen hat und nicht den Wert 300.000 km/s, ist eine andere Geschichte.
- 2.
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
- 3.
D. S. Robertson et al., K-Pg extinction: Reevaluation of the heat-fire hypothesis, Journal of Geophysical Research, Biogeosciences 118, 329 (2013).
- 4.
J. Brugger et al., Baby, it’s cold outside: Climate model simulations of the effects of the asteroid impact at the end of the Cretaceous, Geophysical Research Letters 44, 419 (2017).
- 5.
Man darf darüber sinnieren, wie die Artenvielfalt unserer Erde heute aussähe, hätte es diesen Einschlag nicht gegeben. In Anbetracht der 200 Mio. Jahre andauernden Ära der Dinosaurier hätte sich deren Herrschaft in der recht kurzen Zeit von weiteren 66 Mio. Jahren bis heute sicherlich kaum verändert.
- 6.
Die mittlere Geschwindigkeit \(\overline{v}=\sqrt{\langle v^2\rangle }\) folgt aus der kinetischen Gastheorie und lässt sich leicht ausrechnen über die Beziehung \(\frac{3}{2}k_BT=\frac{1}{2}M\langle v^2\rangle =\frac{1}{2}Mc^2\frac{\langle v ^2\rangle }{c^2}=\frac{1}{2}Mc^2\langle \beta ^2\rangle \) mit der Boltzmann-Konstante \(k_B=8,617\,330...\times 10^{-5}\) eV/K, der Temperatur \(T=295\) K (Zimmertemperatur) und der Molekül/Atom-Masse \(Mc^2=A\times 931.494.095\) eV, wobei A die Massenzahl ist (z. B. H\(_2 \simeq 2\), N\(_2\simeq 28\), O\(_2\simeq 32\), Luft \(\simeq 28{,}8\)). Der Umrechnungsfaktor 931.494.095 folgt aus der relativistischen Energie-Masse-Beziehung \(E=mc^2\). Die Größe \(\beta \) ist die Geschwindigkeit in Einheiten der Lichtgeschwindigkeit c. Mithilfe der Gastheorie lassen sich daraus auch die Flächenstoßraten ausrechnen, die für Wasserstoffgas bei Zimmertemperatur und Normaldruck bei etwa \(6\times 10^{27}\) Stöße pro Quadratmeter und Sekunde und bei Luft bei etwa \(1\times 10^{26}\) Stöße pro Quadratmeter und Sekunde liegen.
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Frekers, D., Biermann, P. (2023). Messgrößen \(\longleftrightarrow \) Größenordnungen. In: Weltall, Neutrinos, Sterne und Leben. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-65110-0_3
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Publisher Name: Springer, Berlin, Heidelberg
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