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Das ist gelungen. Man kann heute im Labor Temperaturen von Bruchteilen von Graden über dem absoluten Nullpunkt erzeugen. Aber man weiß auch, man kann diesem Nullpunkt zwar beliebig nahe kommen, aber erreichen kann man ihn nicht. Mehr Messgenauigkeit durch Platindraht und radioaktives Kobalt Wenn man diese Temperaturen erzeugt – woher weiß man, wie kalt das Helium ist? Wie misst man das? Das geht natürlich nicht mit der Art von Thermometern, die wir kennen. Die beruhen darauf, dass sich eine Flüssigkeit unter Temperatureinfluss ausdehnt bzw. zusammenzieht. Bei so tiefen Temperaturen ist aber Quecksilber, oder was man sonst nehmen kann, längst gefroren. Tiefere Temperaturen kann man bestimmen, indem man einen Platindraht dazu tut und den elektrischen Widerstand misst. Auch das ist ein physikalisches Gesetz: Je kälter der Draht, desto schwächer der Widerstand. Aber auch diese Methode hat Grenzen. Wenn man dem absoluten Nullpunkt schon ganz nah ist, etwa bei 0, 1 Grad über dem Nullpunkt, dann nutzt man spezielle Kristalle, die radioaktives Kobalt enthalten.
Stereotype: Wie misst man Vorurteile? Kaum jemand gibt seine Ressentiments freiwillig zu. Doch Psychologen kennen Tricks, wie sie uns unsere geheimen Einstellungen entlocken können – selbst wenn uns diese nicht einmal bewusst sind. © Dmitrii_Guzhanin / Getty Images / iStock (Ausschnitt) Nicht nur Sozialpsychologen sind daran interessiert herauszufinden, wie Menschen bestimmten Bevölkerungsgruppen gegenüber eingestellt sind. Natürlich könnten sie die Probanden einfach fragen, aber wer gibt schon gerne zu, etwas gegen Ausländer, Schwule oder Dicke zu haben? Manche Vorurteile sind so tief in unserer Kultur verwurzelt, dass selbst Menschen, die sich als liberal und fortschrittlich bezeichnen würden, nicht vor ihnen gefeit sind. Viele dieser Vorbehalte sind uns sogar nicht einmal bewusst, so dass wir gar nicht von ihnen berichten könnten. Wie also findet man heraus, welche Stereotype in den Köpfen lauern? Dafür haben sich Psychologen eine Reihe cleverer Tests einfallen lassen, die Reaktionszeiten als indirektes Maß für die Geisteshaltung nutzen.
Anders ausgedrückt: Heiße Sterne leuchten bläulich, kühle rötlich. Die Temperatur hängt aber auch mit der Helligkeit der Sternoberfläche zusammen: Je heißer der Stern, desto heller leuchtet seine Oberfläche. Kennt man nun einerseits die Flächenhelligkeit und andererseits die Gesamthelligkeit eines Sterns, so ergeben sich daraus die Größe der Sternoberfläche und damit auch sein Durchmesser. Diese Methode kann allerdings nur zur Abschätzung dienen, da in den Zusammenhang zwischen Temperatur und Flächenhelligkeit auch die Feinheiten der chemischen und physikalischen Beschaffenheit der äußeren Schichten des Sterns eingehen. Sternbedeckungen durch den Mond Sterne, die in der Nähe der Ekliptik stehen – also der scheinbaren Bahn von Sonne, Mond und Planeten am irdischen Himmel –, können hin und wieder hinter dem Mond verschwinden. Da der Mond keine Atmosphäre besitzt, lassen sich solche Sternbedeckungen am scharf begrenzten Rand des Mondes mit hoher Genauigkeit beobachten. Bei einer Messgenauigkeit im Millisekundenbereich machen sich beim Verschwinden und Auftauchen eines Sterns schnelle Helligkeitsvariationen bemerkbar, die durch die Beugung des Lichts am Mondrand entstehen.
Fensterbänke werten die Fassade des eigenen Hauses optisch auf und können innen wie außen ein echter Blickfang sein. Wer für sein Fenster neue Fensterbänke montieren möchte, muss allerdings zunächst die alte Fensterbank korrekt ausmessen. Nur exakt ausgemessene Fensterbänke passen anschließend in ihrer gesamten Länge optimal in die vorhandene Laibung der Wand. Mit dieser Anleitung gelingt das Ausmessen der alten Fensterbank auch unerfahrenen Heimwerkern. Welches Werkzeug Sie benötigen und was es bei den einzelnen Arbeitsschritten zu beachten gibt, erfahren Sie in den folgenden Zeilen. Materialliste Notizblock Bleistift Optional Bauplan Eventuell neue Fensterbänke Werkzeugliste Wasserwaage Metermaß 1. Vorbereitungsarbeiten Bevor Sie an Ihrer Fensterbank Maß nehmen, sollte benötigtes Zubehör wie Werkzeuge und Materialien zurecht gelegt sein. So ist das benötigte Zubehör stets griffbereit und die Messung kann reibungslos vonstatten gehen. Sollte ein Bauplan vorhanden sein, kann dieser beim Ausmessen ebenfalls hinzugezogen werden.
Freistetters Formelwelt: Wie man Tyrannosaurier zählt, ohne gefressen zu werden Die Mathematik hilft auch bei eher ungewöhnlichen Problemen weiter. Zum Beispiel, wenn man die Population eines längst ausgestorbenen Raubtiers bestimmen will. © ALLVISIONN / Getty Images / iStock (Ausschnitt) Auf das Wesentliche reduziert ist Forschung eigentlich ganz einfach. Meistens geht es darum, etwas zu zählen. Viele Messungen und Experimente basieren darauf, Dinge oder Ereignisse zu zählen. In der Astronomie etwa »zählt« man die Photonen, die auf die Detektoren der Teleskope fallen. Die absolute Anzahl ist dabei natürlich selten interessant; das Zählen übernimmt ein Gerät, das die Menge an elektromagnetischer Strahlung in einfach zu betrachtende Bilder oder Diagramme umwandelt. Auf denen kann man dann beispielsweise Sterne betrachten, die unter Umständen auch gezählt werden müssen, um an die Erkenntnisse zu gelangen, die man sucht. In der Teilchenphysik zählt man Kollisionen von Partikeln mit Messgeräten; anderswo werden Elektronen gezählt und die daraus resultierende Stärke eines elektrischen Stroms.
Denn jedes Gas wird beim Abkühlen ab einer bestimmten Temperatur etwas ganz anderes machen, nämlich seinen Aggregatzustand ändern – sich also verflüssigen oder sogar gefrieren. Temperatur: Bewegung von Teilchen Man hat den absoluten Nullpunkt dann auf eine andere Art ermittelt. Temperatur ist physikalisch ein Ausdruck für die Bewegung von Teilchen – beim Gas die Bewegung der einzelnen Moleküle, in einem Festkörper das Zappeln der Atome. Alle Atome haben eine Eigenbewegung, und auch diese Eigenbewegung wird immer langsamer, je kälter es wird. So sagte man: Der absolute Nullpunkt wäre dann erreicht, wenn die Eigenbewegung aufhört, wenn sich die Atome nicht mehr bewegen, also alles total eingefroren ist. Da hat man erst mal nur rechnerisch den Wert -273, 15° Celsius ermittelt. Parallel entwickelte man Verfahren, um immer kältere Temperaturen zu erreichen. Man hat Gase verflüssigt, sogar Wasserstoff und Helium, was wirklich eine große Leistung war: Man muss Helium auf 4 Grad über dem absoluten Nullpunkt – also -269° Celsius runterkühlen, damit es sich verflüssigt.
Das Interferenzmuster hängt dabei sowohl vom Abstand der beiden Blenden als auch vom Winkeldurchmesser des Sterns ab. Aus einer genauen Vermessung des Interferenzmusters bei verschiedenen Blendenabständen lässt sich deshalb der Winkelausdehnung des Sterns ermitteln – und damit bei bekannter Entfernung wiederum seine wahre Größe. 1920 gelang es Albert A. Michelson erstmalig, mit einem solchen Sterninterferometer die Größe von Beteigeuze im Orion und einigen weiteren Sternen zu messen. Heute ist es auch möglich, mehrere Fernrohre, beispielsweise die vier 8, 2-Meter-Teleskope des VLT (Very Large Telescope) der Europäischen Südsternwarte ESO, zu einem Interferometer zusammenzuschalten. Damit lassen sich inzwischen nicht nur Sterndurchmesser, sondern bei nahen Riesensternen sogar die Form bestimmen. Insgesamt konnten die Astronomen mit interferometrischen Methoden inzwischen die Größe von mehreren hundert Sternen messen. Hubble-Aufnahme des Riesensterns Beteigeuze Direkte Abbildung Mit dem Weltraumteleskop Hubble ist es möglich, von einigen wenigen nahen Riesensternen wie Beteigeuze echte aufgelöste Bilder zu erhalten.
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