Wieso können wir mit dem bloßen Auge überhaupt Sterne am Nachthimmel sehen, obwohl ... (weiterlesen!)?

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14 Antworten

Man darf sich hier nicht täuschen lassen. Für uns ist es "normal", dass man Dinge ab einer gewissen Entfernung nicht mehr sehen kann. Geographische Hindernisse, kleinste Partikel in der Luft, Wolken, Rauch etc. sorgen dafür.
Theoretisch könnten wir aber unendlich weit sehen, denn genau genommen blicken wir nicht in die Ferne, sondern das Licht des Objekts, das wir ansehen kommt zu uns.
Dass man weit entfernte Sterne sehen kann liegt also an zwei Komponenten: Zum einen strahlt ein Stern extrem viel Licht ab, zum anderen ist der Raum zwischen einem Stern und uns nahezu leer, es gibt also fast nichts, dass uns die Sicht versperrt. Unsere Erdatmosphäre ist da mit Abstand der größte Filter. Gäbe es rein theoretisch einen komplett leeren Raum, könnten wir das Licht einer Taschenlampe unabhängig von der Entfernung sehen. Da es aber diesen hypothetischen leeren Raum in der Praxis nicht gibt, wird ein Teil des Lichts auf dem Weg zu uns abgelenkt, so dass für uns gilt: Je größer die Lichtquelle bzw. je geringer die Entfernung, umso höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass etwas davon bei uns ankommt.
Man darf dabei auch niemals vergessen, dass wir, wenn wir einen Stern beobachten nicht wirklich den Stern selbst sehen, sondern lediglich das Licht, das er (je nach Entfernung) vor langer Zeit abgestrahlt hat. Betrachten wir zB Alpha Centauri, sehen wir lediglich das Licht, das vor etwa 4,5 Jahren von dort aus losgeschickt wurde.

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dass wir die sterne sehen können liegt einfach daran dass sie so unglaublich hell leuchten. nicht umsonst soll man bei einer sonnenfinsternis diese schutzbrillen aufsetzen, wenn man direkt hinein schauen will. das ist was anderes als einfach nur ein lichtpunkt ^^

außerdem sind die sterne in helligkeit unterteilt. genauer gesagt "scheinbare helligkeit", genannt magnitude (mag). dabei gilt je kleiner die zahl, desto heller scheint der stern. die sonne hat z.b. -28mag glaub ich. alles bis +6 kann man mit dem bloßen auge noch erkennen. und (das hab ich jetzt gegoogelt) hubble erkennt im ultra deep field galaxien jenseits von 30mag.

und die sterne die wir sehen können sind nur ein sehr kleiner teil unserer galaxie in unserem umkreis.

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Kommentar von JTKirk2000
27.11.2015, 09:41

Eine Schutzbrille für die Sonnenfinsternis ist natürlich eine gute Sache, aber diese ist nur dann nur bei einer Sonnenfinsternis wichtig, wenn man nur bei einer Sonnenfinsternis über eine größere Zeitspanne direkt in die Sonne blickt. Würde man ebenso über eine längere Zeitspanne direkt in die Sonne blicken, wenn gerade keine Sonnenfinsternis ansteht, ist die Sonnenschutzbrille mindestens ebenso wichtig, um die Augen vor (vorübergehender oder gar dauerhafter) Erblindung zu schützen.

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In einer dunklen, klaren Nacht kann man ein aufflammendes Streichholz etwa 40km weit sehen... Heutzutage wegen der Lichtverschmutzung leider kaum noch möglich, der fallen aber auch viele Sterne zum Opfer. 

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Kommentar von Sempalon
27.11.2015, 18:07

Schönes Beispiel, Danke! :-)

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Da Sterne verdammt hell sind, so verdammt hell du kannst dir garnicht vorstellen wie hell... Die Sterne die wir sehen meist um ein vielfaches größer als unsere Sonne und werfen eben mit dieser Lichtstärke ein Licht das Millionen Jahre reisen kann ohne an Schwäche zu verlieren. 

Du darfst nicht die Größe einer Lampe mit deren Lichtstärke (Anzahl und Dichte an Photonen die sie verströmen) vergleichen. Würde ein Objekt von der Größe eines Stecknadelkopfes mit der Lichtstärke unserer Sonne an der Spitze des Frankfurter Fernseh-Turms scheinen, wäre binnen Sekunden halb Deutschland in einer Dampfwolke vaporisiert.

Hier auch ein paar Größenvergleiche...

 

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Kommentar von Sempalon
27.11.2015, 05:46

Die Leuchtkraft verändert aber dennoch nicht den sichtbaren Durchmesser - Und man kann auch wenn etwas noch so hell strahlt keinen Millimeter in hunderten von Kilometern Entfernung erkennen. Dank dir dennoch für die Antwort, aber etwas fehlt mir bei der Erklärung noch.

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Kommentar von ScreenTea
27.11.2015, 06:09

Doch man könnte ihn sehen. Da du nicht den Punkt an sich siehst sondern die Energie die er ausstrahlt. Wie gesagt der Stecknadel große Kopf wäre ausreichend um eine Menge Land zu verdampfen - in hellem gleisenden Licht - da die Photonendichte und Größe genügend Energie mit sich bringt. Dennoch bleibt der eigentliche Ministern der Stecknadelkopf. Du siehst unsere Sonne an hellen Tagen ja auch als größer an, als den Plasmaball der sie eigentlich nur ist (wie Beispielsweise bei einer Sonnenfinsternis oder durch einen Sonnenschutz, nehm mal ne CD oder DVD und schau durch diese in die Sonne, dann siehst du was ich meine). So verhält es sich auch mit weit entfernten Sternen. Der Lichtkranz ist wesentlich größer als der Stern an sich. Wären wir fähig mit unseren Augen noch mehr Licht wahr zu nehmen würden wir auch einen noch größeren Kranz sehen, da sich die Lichtstärke nur Kreisförmig verläuft.

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Kommentar von ScreenTea
27.11.2015, 06:18

Achso und genauer noch unsere Atmosphäre lässt auch das Licht das von den Sternen ausgesandt wird etwas "verschmieren" deshalb sehen wir je nachdem wie stark das Licht auf sie trifft größer oder kleinere Sterne. (Die durch diesen schmiereffekt auch flimmern)

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Kommentar von ScreenTea
27.11.2015, 15:04

Der existiert nur durch optische Täuschung und diesen Atmosphären Effekt. Wären diese beiden Dinge nicht gegeben könnten wir vermutlich garkein Sterne sehen da sie zu klein für uns wären. Selbst Hubble, das stärkste Teleskop im Erdorbit hat keine genügend Starke Linse um ein klares Bild von einzelnen anderen Sternen als unsere Sonne zu machen.

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Du siehst die Sterne nicht als scheinförmiges Bild. Das geht selbst mit demn größten Teleskop der Erdenicht. Aber die geringe Lichtmenge eines Stern, die auf Dein Auge trifft, die kommt alle aus einer Richtung (für einen einzelnen, bestimmten stern) und wird ddesahalb von der Augenlinse aufv eine Nervenzelle dder Augennetzhaut abgebildet. Und dieser Nerv liefert ein Lichtsignal ans Gehirn.

Das hat dann nichts mehr mit der Größe derSterne zu tun, sondern nur damit, dass Sterne (wie auch unsere Sonne) einfach sehr viel Licht ausstrahlen. Dass die Sterne sehr weit weg sind, das führt dazu, dass wir von einem Gebilde, das so hell strahlt wie unsere Sonne (viele Sterne strahlen sehr viel stärker) nur so wenig Licht empfangen, wie wir vom Stern sehen.

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Allein unsere Sonne strahlt mit einer Leistung von 3.86 * 10 ^ 26 Watt; das ist eine 386 mit 24 Nullen noch dahinter !!

Und unsere Sonne ist nur ein Durchschnittsstern, es gibt Sterne die noch eine Millionen mal heller strahlen als unsere Sonne.

Aufgrund dieser enormen Strahlungsleistung der Sterne, sind sie selbst aus großer Entfernung für das bloße Auge noch als kleine Lichtpunkte zu sehen.

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Ehm kleiner leuchtpunkt ist relativ. Man spricht bei sternen von leuchtkörpern, real sind da aber praktisch gesehn himmelskörper im ausmaß von sonnen gemeint.

Da reisen dann lichtwellen, im leeren raum, praktisch ohne wiederstand und minimaler brechung (hindernisse) zu uns.

Erzeuge einen raum ohne störfaktor über 28km und du kannst sehrwohl einen kleinen starken lichtkörper sehn. Realistischeres beispiel: an einem klaren tag kannst du locker über die distanz von einem hohen punkt sehn und farben erkennen. Is da ja selbst mit störeinflüssen immernoch reflektiertes licht.

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Kommentar von CoolD000
27.11.2015, 05:53

Oder wie wärs mit dem hier? In ner klaren nacht siehst du von nem berg aus wenn in nem haus im tal ein licht brennt.

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Zu den genannten Antworten kommt noch dazu, dass bei 1mm Leuchtpunkt in 28km Entfernung immer von der Beobachtung auf der Erde ausgegangen wird - hier wird das Licht (von der Helligkeit mal ganz abgesehen) noch zusätzlich durch die Atmosphäre gestreut - was im Vakuum des Weltalls nicht der Fall ist.

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Man könnte dazu mal folgende Überlegung anstellen:

Von einem Stern im Abstand r und Strahlungsleistung P kommt in einem Auge (Pupillendurchmesser 7mm) an:

P * Ω/(4π) = P * A/(4πr²), = P * π(3,5mm)²/(4πr²) = P * (1 * 10^-5 m²) / r²

= P * 10^-5 m² * 1 Lj²/((9*10^15)² m²)   = P * 10^-36 Lj² / r²

Die Reizschwelle für das Auge ist etwa 1 * 10^-17 Ws

dann kann ein Stern gerade noch gesehen wird wenn gilt:

P * 1 * 10^-36 Lj²/r² > 10^-17 W

P > 1 * 10^19 W * r²/Lj²

Unsere Sonne hat ein Strahlungsleistung von in der Größenordnung 10^26 Ws. Damit könnte man einen Sonnenählichen Planeten immernoch in einem Abstand von 3000 Lj von der Erde sehen und die Sonne ist ein recht mittelmäßiger Vertreter der Sterne.

Diese Abschätzung wird natürlich grob daneben liegen, da z.B. Streuung an interstellarer Materie und Erdatmosphäre nicht berücksichtigt sind. Aber selbst wenn die Abschätzung zwei Größenordnungen daneben liegen sollte, kann man sich immer noch vorstellen, dass genug Licht eines Sterns ankommt, zumindest wenn sein Strahlungsmaximum im sichtbaren Bereich liegt

Der mit bloßem Auge entfernteste Stern ist - glaube ich - Deneb im Schwan mit einem geschätzten Abstand von 2.000 - 7.000 Lj

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Kommentar von Physikus137
27.11.2015, 14:01

Strahlungsleistung der Sonne = 10^26 W natürlich (ohne Sekunde)

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Kommentar von Physikus137
27.11.2015, 14:05

Der mit bloßem Auge noch erkennbare entfernteste Stern ...

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Kommentar von Sempalon
27.11.2015, 18:11

Vielen Dank für diese sehr wissenschaftliche Erklärung! Genau das wollte ich haben! =)

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Deine Berechnungen gehen von einer falschen Prämisse aus:

Ob unser Auge einen entfernten selbstleuchtenden Gegenstand wahrnehmen kann oder nicht, hängt nicht davon ab, wie groß er auf die Netzhaut projiziert wird, sondern wieviel Energie er abstrahlt und wieviel davon pro Sekunde auf der Netzhaut (oder dem CCD Sensor) ankommt.

Würde ein 1mm großer Punkt in 28km Entfernung mit der gleichen Intensität leuchten wie ein Stern, würde wir ihn auch sehen können.

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Du siehst den Stern nicht (als Körper), wir nehmen Sterne nur indirekt wahr.

Sie sind so "freundlich", (unter anderem) Licht in einer Intensität und dem "richtigen" Farbspektrum auszustrahlen, dass wir sie wahrnehmen können.

Das verhält sich ähnlich wie bei einer Taschenlampe mit schlappen Batterien, bei der ab eine bestimmten Entfernung nicht mehr zu erkennen ist, ob sie an oder aus ist. Frische Batterien versorgen sie mit mehr "Wumms" und obwohl sich körperlich nichts verändert hat, strahlt sie uns an.

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Die Sterne haben eine unterschiedliche "Strahlungsleistung". Proxima Centauri ist nur gut 4 Lj (Lichtjahre) entfernt, man kann ihn aber nicht mit dem bloßen Auge sehen. Beteigeuze ist dagegen etwa über 600 Lj entfernt, man kann ihn sehr gut mit bloßem Auge erkennen. Er hat eine große Strahlungsleistung.

Physikus hat schon etwas dazu gerechnet.

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Sterne sind sehr sehr hell

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Sie sind einfach sehr hell!!

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