1.  Die Zukunft der Weltraumfahrt

Dr. Wolfgang Seboldt, DLR Köln-Porz

Dienstag, 17. April 2007, 15:30 – 17:00 Uhr

Sicherlich wird der Weltraum auf lange Sicht attraktive Nutzungsmöglichkeiten bieten und neue Entdeckungen ermöglichen. Dies dürfte anwendungsnahe und kommerzielle Bereiche ebenso betreffen wie die Grundlagenforschung. Neben automatischen Sonden spielte bisher der Mensch im Weltraum eine erhebliche – wenn auch nicht unumstrittene – Rolle. Ob dies so bleiben wird, ist natürlich eine Schlüsselfrage für die Zukunft der Weltraumfahrt. Jedenfalls sind erklärte Ziele des amerikanischen Explorationsprogramms bemannte Missionen zu Mond, Mars und ’darüber hinaus’. Einige Raumfahrt-Visionäre prophezeien sogar eine mit einer Industrialisierung einhergehende Besiedlung des Weltraums. Als Einstieg werden u.a. Weltraumtourismus und die Energieversorgung der Erde aus dem Weltraum genannt. Langfristig denkt man sogar an ’Terra-Forming’ des Mars und ’Flüge zu den Sternen’.

Der Vortrag versucht abzuschätzen, wie weit diese Visionen realistisch sind. Dabei werden – zumindest aus heutiger Sicht – auch klare Grenzen erkennbar, begründet vor allem durch a) hohe Raumfahrtkosten, deren deutliche Reduzierung (um Größenordnungen) nicht absehbar ist, b) nur wenige adäquate Ziele im Planetensystem (Mond, Mars, Asteroiden?), die für eine Exploration mit Menschen in Frage kommen und c) riesige Entfernungen im Kosmos, die es nahezu unmöglich erscheinen lassen, dass Menschen je – selbst unter Berücksichtigung visionärer Technologien wie Lasersegel, Fusions- oder Antimaterieantriebe – die Grenzen des Planetensystems überwinden und zu Nachbarsternen bzw. weiter in die Galaxis vordringen.

Zum Referenten:

Dr. Wolfgang Seboldt studierte Mathematik (Diplom) und Physik/Astrophysik (Dr. rer. nat.) an den Universitäten Bonn und Bochum. Seit 1985 ist er beim DLR in Köln-Porz. Wissenschaftlich arbeitete er zunächst auf den Gebieten Plasma-Astrophysik, Stellardynamik, Magnetohydrodynamik und Planetenforschung. Später kamen ingenieurwissenschaftliche Fragestellungen hinzu – vor allem im Bereich neuartiger Raumfahrttechnologien (u.a. Sonnensegel und Weltraumressourcennutzung). Neben der Leitung von Studien hat er die Europäische Raumfahrtagentur ESA auch bei der Findung von Zukunftsstrategien beraten. Regelmäßig gibt er Gastvorlesungen an der „International Space University ISU” in Straßburg auf dem Gebiet „fortschrittliche Antriebskonzepte für interplanetare Flüge”.

2.  Die Zukunft der Erde und des Sonnensystems

Dr. Günther Wuchterl, Thüringer Landessternwarte Tautenburg

Dienstag, 24. April 2007, 15:30 – 17:00 Uhr

Die Erkenntnis von der Entwicklung und endlichen Lebenszeit unseres Sonnensystems hat das Bild eines veränderlichen Kosmos auf alle Bereiche erstreckt. Natürlich folgt aus der Entstehung des Sonnensystems die heutige Entwicklung der Erde, die oft sehr klar als Nachhall von Entstehungsprozessen verstehbar ist. Der Vortrag folgt dem Faden der Entwicklung der Erde und des Sonnensystems bis in die weit entfernte Zukunft, in der die Sonne nur mehr schwach glimmen wird.

Zum Referenten:

Dr. Günther Wuchterl arbeitet an der Thüringer Landessternwarte Tautenburg. Für das DLR optimiert er die Entdeckungsstrategie zur Suche nach Planetendurchgängen mit dem CoRoT-Satelliten und leitet Konsequenzen für die Entstehung von Planetensystemen aus den Entdeckungen des Weltraumteleskops ab. Dr. Wuchterl promovierte an der Universität Wien und arbeitete an den Max Planck-Instituten für Extraterrestrische Physik, Astronomie und Kernphysik sowie an den Universitäten Wien, Heidelberg und zuletzt Jena, als auch am Institut for Theoretical Physics der UCSB.

3.  Die Zukunft der Sterne und Galaxien

Prof. Dr. Wilhelm Seggewiß, Obs. Hoher List, Daun

Dienstag, 8. Mai 2007, ausnahmsweise 15:00 – 16:30 Uhr

Der Kosmos mit seinen Sternen und Galaxien, der uns unveränderlich und unvergänglich erscheinen mag, ist dennoch ein Organismus, der dem Rhythmus von Werden und Vergehen unterliegt – wenn auch in Zeitskalen, die unsere Anschauung weit übersteigen. Die Astrophysik hat ein vielfältiges Szenarium der zukünftigen und endgültigen Entwicklung der Sterne ergründet, das von eher sanften Übergangstadien bei massearmen Sternen bis hin zu gewaltigen Sternexplosionen massereicher Sterne reicht, die sich gelegentlich auch unseren Augen am Himmel als Supernovae präsentieren.

Am Ende der Sternentwicklung steht stets der Übergang in einen kompakten Himmelskörper, wie Weißer Zwerg, Neutronenstern oder Schwarzes Loch, der sich nur noch in schwacher, abnehmender Aktivität nach außen kundgibt. Wenn auch beim „Tod” die Sterne einen Teil ihrer Materie an den interstellaren Raum zurückgeben, Materie, aus der eine nächste Generation von Sternen entstehen kann, so wird doch die inaktive Materie der kompakten Objekte immer weiter zunehmen, so dass schließlich nur noch wenige Sterne in den Galaxien leuchten werden, bis auch die letzten verloschen sind. Die Galaxien selbst werden durch die Expansion des Raumes (siehe Vortrag 4) weiter und weiter auseinanderstreben. In der lokalen Gruppe von Galaxien werden jedoch die Anziehungskräfte weiterhin überwiegen, so dass die Galaxien ineinander verschmelzen werden.

Zum Referenten:

Prof. Dr. Wilhelm Seggewiß (Promotion Univ. Münster 1967, Habilitation Univ. Bonn 1977) war Leiter des Observatoriums Hoher List der Universitätssternwarte Bonn bei Daun in der Eifel. Forschungsschwerpunkte sind die Entwicklung massereicher Sterne und das Studium der Populationen in der Galaxis und den Nachbargalaxien. Mit Hilfe von Satellitenbeobachtungen konnten die Ultraviolettspektren heißer Sterne gedeutet werden. Beobachtungen mit dem HIPPARCOS-Satelliten konnten das kinematischen Verhalten dieser Sterne in unserer Galaxis aufklären. Überdies zählen auch Aspekte der Astronomiegeschichte (Astronomie im 15. und 16. Jh., Untersuchung historischer Himmelsgloben) zu seinen Arbeitsgebieten.

4.  Die Zukunft des Kosmos als Ganzes

Prof. Dr. Hans-Joachim Blome, FH Aachen

Dienstag, 15. Mai 2007, 15:30 – 17:00 Uhr

Kosmologie und Astrophysik erlauben nicht nur die Rekonstruktion der Vergangenheit, sondern sie geben auch zusammen mit den heute bekannten physikalischen Gesetzen und dem derzeitigen Beobachtungsstatus die Möglichkeit, die zukünftige Geschichte des Kosmos, der Sterne und Galaxien zu berechnen.

Der Versuch einer kosmischen Eschatologie, die Extrapolation des gegenwärtigen Zustands des Kosmos in die Zukunft, wurde im Rahmen der modernen Kosmologie zuerst von Martin Rees 1969 in einer „Eschatologischen Studie zur Zukunft eines kollabierenden Kosmos” versucht. Die Frage nach der zukünftigen Entwicklung der Welt, des Kosmos, war aus naturwissenschaftlicher Sicht aber bereits im 19. Jahrhundert nach der Formulierung der klassischen Thermodynamik gestellt worden. Helmholtz (1854) und Clausius (1865) stellten auf der Grundlage des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik die Hypothese auf, dass das Ende der Welt ein Zustand maximaler Entropie sei („Wärmetod”). Arthur Stanley Eddington (1931) vermutete, dass die Materie sich langsam in Strahlung umwandelt, deren Energiedichte sich im Zuge der Expansion verdünnt, woraus ein ewig expandierender Strahlungskosmos resultiert.

Die aktuellen Beobachtungen favorisieren ein beschleunigt expandierendes Weltall, das ewig expandieren wird. In den Sternen werden die thermonuklearen Reaktionen allmählich aufhören und in Galaxien- und Sternhaufen werden einerseits einige Galaxien bzw. Sterne durch Begegnungen entweichen, während gleichzeitig die Systeme als Ganzes zusammensintern. In den Zentralregionen kommt es dann zum Gravitationskollaps der Materie und vermutlich zur Bildung supermassiver Schwarzer Löcher. Nach dieser durch die klassische Kosmologie bestimmten Epoche beginnt eine Ära, die wesentlich durch quantentheoretische Effekte gekennzeichnet ist: Tunneleffekte, die Weiße Zwerge und Neutronensterne zur Auflösung bringen oder die Verdampfung Schwarzer Löcher. Ein weiterer wichtiger Meilenstein hängt mit der möglichen Instabilität des Protons zusammen. Als Konsequenz dieser Prozesse besteht das kosmologische Substrat am Ende möglicherweise wieder – wie am Anfang – nur noch aus Elementarteilchen und Photonen, allerdings mit extrem niedriger Temperatur. Die in die Zukunft gerichtete kosmologische Langzeitperspektive zeigt die Befristung der bewohnbaren Zeitzone in der Geschichte des Kosmos. Der Vortrag gibt einen Überblick über die derzeitigen Extrapolationen und Hypothesen zur Zukunft des Universums.

Zum Referenten:

Prof. Dr. Hans-Joachim Blome war langjähriger wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Astrophysik der Universität Bonn und beim DLR. Seit 1999 lehrt und forscht er als Professor an der Fachhochschule Aachen im Fachbereich der Raumfahrttechnik. Seine Arbeitsgebiete sind die Gravitationsphysik, Raumflugdynamik und Kosmologie. Professor Blome hat zahlreiche wissenschaftliche und populäre Veröffentlichungen auf diesem Gebiet verfasst wie „Der Urknall” von Blome / Zaun, erschienen im C.H. Beck-Verlag.

5.  Woher kommen wir und wohin gehen wir?
Vom Weg des irdischen Lebens und des Menschen

Prof. em. Dr. Hinrich Rahmann

Dienstag, 22. Mai 2007, 15:30 – 17:00 Uhr

Im Rahmen der generellen Gefügegesetzlichkeiten des Universums vollzieht sich eine Selbstorganisation der Materie: Ausgehend von der kosmischen Evolution (Elementarteilchen → Galaxien → Sterne → Planeten) findet auf unserer Erde eine biologisch-organismische Evolution (Protobionten → Prokaryonten → Einzeller → Vielzeller → Mensch: Homo habilis → H. erectus → H. sapiens) statt. Innerhalb der Stammesgeschichte des Lebendigen nimmt speziell der H. sapiens sapiens eine Sonderstellung ein: Vor dem Hintergrund der durch ihn ausgelösten kulturellen (neurobiologisch-technologischen) Evolution befindet er sich (und seine Mitnatur) derzeit an einem kritischen Scheideweg für künftige Fortentwicklungsmöglichkeiten, die auch seine Anpassung an den Weltraum nicht grundsätzlich ausschließen.

Zum Referenten:

Prof. Dr. Hinrich Rahmann (geb. 1935), 1956-60 Studium der Naturwissenschaften, speziell Zoologie, an der Universität Münster, 1960 Promotion, 1966 Associate – Professur in den USA, 1967 Habilitation, bis 1973 Abteilungsleiter für Neurobiologie in Münster, von 1973 bis zur Emeritierung 2001 Lehrstuhl für Allgemeine und Systematische Zoologie an der Universität Stuttgart-Hohenheim. Forschungsschwerpunkte: Neurobiologie (morphologische und neurochemische Plastizität des Nervensystems bei Lernvorgängen, Adaptationen an Extrem-Temperaturen, Schwerelosigkeit im Weltraum); Ökologie (Bio-Indikationsforschung: Renaturierung von Gewässern), Grenzwissenschaften (Präbiologische Evolution; Perspektiven der Menschheitsentwicklung aus neurobiologischer Sicht).