Welchen Nutzen hat die Astronomie, die Wissenschaft, die uns am nächsten und doch am weitesten entfernt ist?

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Zhang Shuangnan (Institut für Hochenergiephysik, Chinesische Akademie der Wissenschaften) China Science Expo

Hersteller: China Science Expo

Wussten Sie, dass unser gesamtes Verständnis der Welt und die Technologie, die wir heute nutzen, fast ausschließlich aus der Astronomie stammen? Das mag Sie überraschen, aber es ist wahr. Dies ist auch der Grund dafür, dass die Astronomie, die als die am weitesten von uns entfernte Welt gilt, unserem Leben tatsächlich am nächsten ist.

Warum ist die Astronomie die Wissenschaft, die uns am nächsten steht?

Die Sonne, die wir tagsüber sehen, und der Sternenhimmel, den wir nachts sehen, alles, was wir sehen, ist Gegenstand astronomischer Forschung. Obwohl die Objekte der astronomischen Forschung sehr weit von uns entfernt sind, sind sie uns tatsächlich am nächsten, da wir sie täglich sehen können, auch wenn wir sie möglicherweise nicht berühren können.

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Darüber hinaus stammen die in unserer Wissenschaft verwendeten physikalischen Gesetze, wie beispielsweise die wichtigsten Gesetze der Newtonschen Mechanik – das Gesetz der universellen Gravitation – und die Quantenmechanik, alle aus der Astronomie.

In der Anfangszeit beobachteten Astronomen Spektrallinien, die im Spektrum der Sonne und anderer Himmelskörper zu finden waren. Um diese in der Astronomie beobachteten Phänomene zu verstehen, entwickeln wir unsere physikalischen Theorien. Und Wissenschaftler haben auch erkannt, dass diese Theorien nicht nur für den Himmel, sondern auch für die Erde gelten.

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Aus dieser Perspektive sind die Dinge am Himmel und auf der Erde tatsächlich dasselbe und unterliegen denselben astronomischen Gesetzen. Die heutigen Technologien wurden aufgrund der Entdeckung verschiedener Gesetze entwickelt.

Es gibt einen Witz, der lautet: Warum sind Tiere und Menschen so unterschiedlich? Weil Tiere keine Astronomen haben.

Wie gelangt die Astronomie von Gesetzen zu Anwendungen?

Die von uns benötigte Technologie ist oft ein oder zwei Generationen höher als der jeweilige Stand der Industrietechnologie. Der Prozess der Umsetzung eines abstrakten Gesetzes in eine reale Technologie ist jedoch voller Unsicherheiten.

Normalerweise entwickeln wissenschaftliche Forscher die Technologie im Labor und übergeben sie an die Geschäftswelt, die dann verschiedene Instrumente herstellt und sie auf dem Satelliten platziert. Während dieses Prozesses können einige Technologien angewendet werden, andere nicht und einige können zukünftigen wissenschaftlichen Projekten dienen.

Der Satellit Insight-HXMT misst das stärkste Magnetfeld im Universum

Bildquelle: Insight-HxMT

Doch vielleicht werden diese Technologien, die heute nur wissenschaftlichen Projekten dienen, erst viele Jahre später tatsächlich Einzug in unseren Alltag halten. Es ist jedoch zu beachten, dass die ursprüngliche Absicht wissenschaftlicher Forscher bei der Entwicklung einer Technologie eigentlich sehr einfach ist, nämlich die Umsetzung zukunftsweisender wissenschaftlicher Ideen, dies kann jedoch letztendlich verschiedene Auswirkungen auf die Technologie haben.

Beispielsweise wurde die WiFi-Technologie von Astronomen für Radioteleskope entwickelt; Die Webtechnologie wurde von Teilchenphysikern zur Vereinfachung der Kommunikation entwickelt.

Zurück zum Bereich der Satelliten, der eng mit der Astronomie verbunden ist: Wir haben im Forschungs- und Entwicklungsprozess keine revolutionäre Technologie entwickelt. Es besteht jedoch kein Grund zur Entmutigung, da einige unserer Technologien ausreichen, um eine nahezu monopolistische Stellung auf dem internationalen Markt zu erreichen.

Erfolge astronomischer Satelliten - Einblicke

Dieses Projekt wurde bereits in den 1990er Jahren vom Akademiemitglied Li Tibei vorgeschlagen, doch damals war unser Land aufgrund unzureichender wirtschaftlicher und technologischer Möglichkeiten nicht in der Lage, astronomische Satelliten zu bauen. Deshalb haben Forscher erst in den letzten Jahren das „Smart Eye“ entwickelt.

mein Land hat seinen ersten Röntgen-Weltraumastronomiesatelliten „Insight“ erfolgreich im Jiuquan Satellite Launch Center gestartet

Bildquelle: China Aerospace Science and Technology Corporation

Dieses Projekt wurde 2017 gestartet und hat fruchtbare Ergebnisse erzielt, darunter Beobachtungen von Schwarzen Löchern. So wurde beispielsweise ein relativistischer Jet entdeckt, der sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit in unmittelbarer Nähe des Schwarzen Lochs bewegte. Wie dieser Jet entstand, ist jedoch unklar.

Der Satellit Insight-HXMT entdeckte den relativistischen Jet, der einem Schwarzen Loch am nächsten ist

Bildquelle: Insight-HxMT

Insight entdeckte außerdem einige merkwürdige Verhaltensweisen von Neutronensternen, wie etwa einige schnelle Radioblitze, die mit bestimmten Aktivitäten von Neutronensternen in Zusammenhang stehen.

Der Satellit Insight-HXMT beobachtet Magnetarausbrüche und löst das Rätsel um den Ursprung schneller Radioausbrüche

Bildquelle: Insight-HxMT

Der Satellit Insight-HXMT kann nicht nur Schwarze Löcher und Neutronensterne beobachten, sondern auch Sonnenausbrüche, Gammastrahlenausbrüche von der Erde, durch Gravitationswellenausbrüche verursachte Gammastrahlenausbrüche und Gammastrahlenausbrüche aus sehr weit entfernten Universen.

Der Satellit Insight-HXMT hat das stärkste Magnetfeld im Universum gemessen

Bildquelle: Insight-HxMT

Der Start des Satelliten Insight-HXMT hat unserem Land einen Platz in dieser Richtung verschafft, und die Fähigkeiten, über die wir verfügen, sind in Satelliten anderer Länder nicht verfügbar. Natürlich wurden die Wissenschaftler deswegen nicht arrogant, sondern hofften, es besser zu machen. Daher gibt es bei uns immer mehr Anschlussprojekte in verwandten Bereichen.

Beispielsweise die Enhanced X-ray Timing and Polarimetry (eXTP). Tatsächlich wurde der Vorschlag bereits 2007 gemacht, und etwa zehn Jahre später schlugen die USA ein ähnliches Projekt vor.

eXTP-Schema

Bildquelle: Insight-HxMT

Tatsächlich handelt es sich bei wissenschaftlichen Ideen um zukunftsweisende Ideen, was bedeutet, dass es damals noch keine fertige Technologie zu ihrer Unterstützung gab. Wenn die Technologie damals schon existierte, würde das bedeuten, dass Ihre Idee nicht so zukunftsweisend wäre. Um diese äußerst zukunftsweisende wissenschaftliche Idee umzusetzen, benötigen die Forscher daher beträchtliche Zeit für die Entwicklung neuer Technologien.

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Warum also müssen wir zukunftsweisende Wissenschaft und Technologie entwickeln? Ist es möglich, sich nicht zu entwickeln? Die Antwort ist nein. Wir müssen zukunftsweisende Wissenschaft und Technologie entwickeln, weil wir das Vertrauen in die Wissenschaft stärken müssen. Und die einzige Möglichkeit, das zu erreichen, besteht darin, selbst Wissenschaft zu betreiben.

Doch die Realität ist, dass es uns an wissenschaftlichem Vertrauen mangelt, weil fast alle wissenschaftlichen Erkenntnisse, die wir heute nutzen, von Ausländern entwickelt wurden.

Wenn Sie möchten, dass andere Sie ausreichend respektieren, müssen wir über genügend wissenschaftliche Errungenschaften verfügen, insbesondere über bedeutende wissenschaftliche Errungenschaften und grundlegende wissenschaftliche Errungenschaften. Am besten wäre es, wenn auch die Forschungsrichtungen und wissenschaftlichen Probleme von uns vorgeschlagen würden.

Aber jetzt sind wir die meiste Zeit damit beschäftigt, „Hausaufgaben zu machen“ und Probleme zu lösen, die uns von anderen gestellt werden. So wie andere Lehrer sind und wir Schüler. Egal, wie gut wir lernen, wir sind immer noch Schüler. Wir freuen uns auf den Tag, an dem wir selbst Lehrer werden oder an der Seite von „Lehrern“ stehen, wenn wir über genügend wissenschaftliches Selbstvertrauen verfügen.

Hinweis: Der Inhalt dieses Artikels wurde vom Herausgeber basierend auf einem Interview mit Lehrer Zhang Shuangnan zusammengestellt

Herausgeber: Wang Tingting