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Von fernen Planeten und zufälligen Wegen
Zum einen wurde in der Ferne nach Grossem gefahndet – nach exosolaren Planeten, zum anderen wurde im zufälligen Wuseln vom Kleinsten, der sogenannten Brownschen Molekularbewegung, nach Mustern und Ordnung gesucht.
Als das Kepler-Weltraumteleskop im Oktober 2018 seinen Dienst nach neun Jahren Beobachtung des Alls einstellte, konnten Unmengen an astronomischen Messungen aufgenommen und archiviert werden. Diese Daten sind öffentlich zugänglich und bildeten die Grundlage für die Suche nach fernen Planeten der Klasse 4a.
Dabei wurde von Folgendem ausgegangen: Falls ein periodischer Einbruch der Leuchtintensität eines Sterns gemessen wird, umkreist den Stern sehr wahrscheinlich ein Planet, der ihn periodisch beschattet. Die Herausforderung für die Schüler_innen war es, ihre Suche mittels Algorithmen weitgehend zu automatisieren, um der schieren Menge an vorhandenen Daten Herr zu werden. Ein Lösungsvorschlag für dieses Problem wird in Video 1 diskutiert.
Betrachten wir die Welt im Kleinsten, auf der molekularen Ebene, so scheint ihr auf den ersten Blick jegliche Ordnung abhanden gekommen zu sein. Durch das Mikroskop sehen wir tausende Moleküle völlig zufällige Wege zurücklegen.
Albert Einstein hat vorgeschlagen, dass das, was für das Individuum ein zufälliges Irren ist, für das Ensemble der Teilchen eine harmonische Bewegung wird. Dass nämlich der mittlere quadratische Abstand eines Teilchens von seinem Ursprung linear wächst mit der Zeit, in der das Teilchen unterwegs ist. Diese zufällige Molekularbewegung wurde von den Schüler_innen modelliert und mittels einer Computersimulation analysiert mit dem Ziel, den Einsteinschen Vorschlag zu verifizieren. Auch hier findet sich ein Lösungsvorschlag in Video 2.
Fabio Cossalter, Lehrperson für Physik