Detailansicht
Dark stars and planetariums
how to connect current cosmological research with outreach methods
Sanje Fenkart
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Astronomie
Betreuer*in
Tanja Rindler-Daller
DOI
10.25365/thesis.70765
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-11256.88653.989888-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In der Astronomie gibt es viele Fragen, die nicht nur Wissenschaftler:innen, sondern auch die breite Öffentlichkeit gleichermaßen faszinieren. Was sind Schwarze Löcher? Wie funktioniert eine Supernova? Was ist der Urknall und was war vor ihm? Gab es überhaupt etwas davor? Die Wissenschaft geht dieser Frage „einfach“ mit Hilfe von jahrelanger Forschung nach. Damit gehört die Kosmologie zu den Gebieten der Astronomie und Astrophysik, die am komplexesten sind. Laiinnen und Laien sind auf die Weitergabe und Vermittlung neuester Forschungsresultate angewiesen. Allerdings können diese nicht in der Fachsprache vermittelt werden, sondern müssen, um klar verständlich zu sein, in eine vereinfachte, populärwissenschaftliche Sprache mit Analogien übersetzt werden.
Ziel dieser Masterarbeit ist es, zu zeigen welche Methoden es in der Öffentlichkeitsarbeit bzw. der Wissensvermittlung gibt, um aktuelle kosmologische Forschung einfach und sachgemäß zu erklären.
Grundgerüst der Kosmologie ist das Standardmodell der Kosmologie, das die Urknall- theorie sowie das ΛCDM-Modell vereint. Hier dient es als Rahmen für eine neue Show im Planetarium Wien. Planetarien haben den Vorteil, dass sie die Phänomene des Weltalls auf eine 360°-Kuppel projizieren können und damit die vorgetragenen Erklärungen audio- visuell unterstützen. Die Vorstellung teilt das Standardmodell auf drei Teile auf. Im ersten Teil wird vom heutigen Universum zurückgegangen bis in die Zeit der ersten Sterne; Teil zwei widmet sich der Entwicklung des Weltalls seit dem Urknall und knüpft mit der Entstehung der ersten Sterne an Teil 1 an; im letzten Teil werden drei der wahrscheinlich- sten Szenarien für die Zukunft unseres Universums vorgestellt (Big Rip, Big Crunch, Big Freeze). Die ursprüngliche Idee, dass zum Ende der Masterarbeit eine kurze Sequenz der Show bereits programmiert ist, war auf Grund der Corona-Pandemie nicht umsetzbar. Das Konzept ist ausgearbeitet und angehängt.
Als spezifisches Forschungsthema der Kosmologie wurden Dark Stars ausgewählt. Ihr Name ist irreführend: Es handelt sich nicht um dunkle Sterne, sondern um tatsächlich sehr leuchtkräftige erste Sterne mit einer untypischen Energiequelle. Sie werden nicht, wie üblicherweise, durch die Kernfusion befeuert, sondern durch die Auslöschung, Annihilation, von Dunkle-Materie-Teilchen, den WIMPs. Dabei wird genug Energie in Form von hochen- ergetischen Photonen frei. Beim Kollaps einer protostellaren Wolke stoßen die WIMPs immer öfter zusammen und ihre freigesetzte Energie wirkt als Gegenkraft zur Gravita- tion, noch bevor die Kernfusion im Inneren des Sterns einsetzen kann. Solange genug Dunkle Materie als „Treibstoff“ zu Verfügung steht, bleibt der Stern im Gleichgewicht. Anschließend kann es kurzzeitig noch zu einer regulären, nuklearen Brennphase kommen, bevor der Stern endgültig an seinem Lebensende ankommt. Supermassereiche Dark Stars könnten dabei direkt zu einem Schwarzen Loch kollabieren und sogar als die bisher ungeklärte Grundlage für supermassereiche Schwarze Löcher dienen.
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Kurzfassung
Dark Stars haben im Rahmen dieser Arbeit auch ihren Weg in die Wissensver- mittlung gefunden. Die neue Wissensschaftszeitschrift Alexandria Magazin bietet jungen Forscher:innen die Möglichkeit ihr Spezialgebiet vorzustellen. Für den Artikel über die Dark Stars werden zuerst andere wichtige Mechanismen als notwendiges Vorwissen er- läutert. Dies umfasst primordiale und allgemeine Sternentstehung/-entwicklung sowie deren Prozesse und Dunkle Materie. Die hier größte Hürde war es, einen Knotenpunkt ins tägliche Leben zu finden bzw. welche Relevanz die vorgestellte Forschung für den Alltag hat.
Warum überhaupt Wissensvermittlung? Prinzipiell aus der einfachen Begründung heraus, dass jede:r das Recht auf lebenslange Bildung und Information hat. Des Weiteren aber auch, dass der Bedarf, die Öffentlichkeit am Laufenden zu halten da ist, wie die Pandemie gezeigt hat. Wissensvermittlung ist immer dann wichtig, wenn einer, mehrere oder alle der folgenden Schlüsselpunkte gegeben sind: Relevanz, Beitrag zur Gesellschaft, sowie Faszination und Interesse. Dabei ergänzen sich Wissenschaftler:innen und die Öf- fentlichkeit gegenseitig. Eine Forschung, die niemand versteht oder als unsinnig betrachtet wird, verliert wichtige finanzielle Unterstützung. Sind Interesse und Verständnis für die Forschung gegeben und erhalten, werden auch weiterhin die Steuergelder zur Finanzierung der Wissenschaft genutzt. Daher liegt es auch im Interesse der Wissenschaftler:innen Öffentlichkeitsarbeit zu betreiben.
Nicht immer jedoch haben sie die Zeit, Expertise und Möglichkeit, sich damit zu beschäftigen. Wissensvermittlung kann von verschiedenen Personengruppen betrieben werden. Oft von Forscher:innen selber oder auch von Amateuren, wie zum Beispiel Hobbyastronom:innen, die nicht selten in öffentlichen Sternwarten, Planetarien oder Museen arbeiten. Sie erarbeiten sich ihr Wissen aus Interesse selber und bilden sich wiederum bei öffentlichen Vorträgen u.Ä. weiter. Ohne sie wäre das breite Angebot, Forschung vermittelt zu bekommen, nicht zu erhalten. Es ist jedoch wichtig zu sagen, dass ohne die Grundlagen- und Spitzenforschung der Wissenschaftler:innen gar keine Basis gegeben wäre. Sachbücher müssen von Wissenschaftler:innen verfasst werden und Science-Fiction-Werke werden ebenso von ihnen auf die fachliche Genauigkeit überprüft. Obwohl eine Planetariumsshow nicht notwendigerweise von Fachleuten moderiert werden muss, braucht es deren Expertise, um eine Show wissenschaftlich korrekt zu konzipieren. Ausschlaggebend ist hier die Zusammenarbeit von beiden Seiten.
Ein weiteres Projekt dieser Masterarbeit ist der Internationalen Astronomischen Union (IAU) gewidmet, die bei ihrer letzten Generalversammlung 2018 in Wien den An- stoß für das Thema gegeben hat. Die IAU ist der größte Zusammenschluss von As-
tronom:innen/Astrophysiker:innen der Welt. Mit ihrer Arbeit und Aufbereitung von Forschungsergebnissen tragen sie dazu bei, unser Verständnis vom Weltall aber auch über uns und unsere Welt zu vervollständigen. So bekannt sie in astronomischen Kreisen ist, so unbekannt ist sie meistens für Laiinnen und Laien. Mit Hilfe des Office for Astronomy Outreach der IAU wurde eine Social-Media-Kampagne entwickelt, um die einzelnen Divisions und das Executive Committee vorzustellen. Dabei wählt jede Division verschiedene Mitglieder aus, die sich, ihre Arbeit, ihre Faszination und bereits vorhandene Wissensvermittlung aus ihren Schwerpunkten in kurzen Videos beschreiben. Da das Filmen, Material sammeln und Zusammenschneiden viel Zeit in Anspruch nimmt und dieses Projekt während des Führungswechsels in der IAU Fahrt aufgenommen hat, wurden bisher noch nicht genug Videos eingesendet, um ein Endprodukt vorzustellen.
Abschließend lässt sich sagen, dass es die Zusammenarbeit von beiden Seiten braucht, um eine gute und sachgemäße Wissensvermittlung anbieten zu können. Einerseits die Wissenschaftler:innen, die ihre Forschung vorantreiben und zur Verfügung stellen. Ander- erseits, die Öffentlichkeit, die daran interessiert ist, Neues zu erfahren. In der Mitte treffen sich Leute, die selber aus reinem Interesse bereits vorhandene Forschung weitergeben möchten oder Wissenschaftler:innen, die (neben-)beruflich in der Wissensvermittlung tätig sind.
Abstract
(Englisch)
This thesis aims to display how complex yet fascinating topics from current cosmological research can be presented to the public by using different outreach methods.
The current Concordance Model in cosmology offers an overall framework and stands as the topic for the concept of a new show at the Planetarium of Vienna. In the first part of the show, the formation and evolution of the present-day Universe is traced back until the Era of Reionisation, asking where first stars come from. This connects to part two, which classically follows the Big Bang and the thermal evolution of the Universe back to the first stars. Finally, the show gives an outlook to possible future scenarios of space.
A more precise cosmological focus is laid on Dark Stars (DSs). They are postulated first stars, which are not fuelled by nuclear fusion but by the heating of dark matter annihilation. Since in the early Universe space was not as expanded as it is today, the matter density was higher and weakly interacting massive particles (WIMPs) were able to interact and annihilate with each other and thus powering the star until the DM reservoir is depleted. Dark Stars are also able to grow to supermassive scales of 106M⊙ and, once they collapse, could be the seeds of supermassive black holes observed today.
Moreover, Dark Stars were translated into an outreach way at the Alexandria Magazin. It is a new Austrian popular scientific journal for young scientists to present their research. The employs basic groundwork explanations that are necessary for a layperson to understand the complex mechanisms behind DSs.
The Standard Model of Cosmology as well as the chosen topic of Dark Stars both serve as examples for different methods adopted in science communication where an simplified yet correct language has to be used in order to inform the interested public.
As the International Astronomical Union (IAU) and its Division J, respectively, were the inspiration for this thesis, a social-media project with the Office for Astronomy Outreach was launched. The IAU is the world’s largest astronomical society and influences the public in different ways. Even though the IAU is well known to astronomers, its public awareness is rather low. Consequently, the project, set to present each Division and the Executive Committee, aims to raise the visibility of the IAU.
Science communication in astronomy can be done by scientists or amateur astronomers who are self-taught and work in different public science institutions. They do a very good job and fill in places where scientists are lacking due to different circumstances. Yet, for a profound and correct basis of knowledge scientists with their expertise are essential to boost science communication.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
dark stars cosmology dark matter early universe first star formation science communication outreach methods popular-scientific articles planetarium
Schlagwörter
(Deutsch)
Dark Stars Kosmologie Dunkle Materie Frühes Universum frühe Sternentstehung Wissensvermittlung Öffentlichkeitsarbeit populärwissenschaftliches Schreiben Planetarium
Autor*innen
Sanje Fenkart
Haupttitel (Englisch)
Dark stars and planetariums
Hauptuntertitel (Englisch)
how to connect current cosmological research with outreach methods
Paralleltitel (Deutsch)
Dark Stars und Planetarien
Paralleluntertitel (Deutsch)
wie man aktuelle kosmologische Forschung mit Methoden der Öffentlichkeitsarbeit verbinden kann
Publikationsjahr
2021
Umfangsangabe
xiv, 45, 15 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Tanja Rindler-Daller
AC Nummer
AC16506010
Utheses ID
61164
Studienkennzahl
UA | 066 | 861 | |