Wie entsteht Eis im Kosmos?

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Wie entsteht Eis im Kosmos?
Spike Uranus, Sim 8 Kapitel 9 von 12
Wie entsteht
Eis im Kosmos?
und da die Gefriertruhe im lung[6], was bedeutet, ein Gas[7]
Kosmos[3] steht, gibt es natür- hat ein paar Millionen Grad.
lich Eis[4] im Kosmos[3]. Ist ja
klar...
Es gibt Sterne[8], deren Oberflächen sind so heiß, da wird
Aber hier geht es natürlich um auch kein Eis entstehen.
das Eis[4] im Universum[5].
Also, die Frage um die es Und das es so ein Eis[4] gibt, Aber.... Es gibt auch Orte im
heute geht ist: „Wie entsteht ist glaube ich völlig logisch, Universum[5], an denen EisNämlich fest gefroren.
Eis[14] im Kosmos[3]?“
denn da draußen ist es ja kalt. kristalle[4] zusammen gebaut
werden und das sind junge,
[4]
Sondern... auch bei niedrigen Jeder weiß das es Eis gibt. In Gut, natürlich, ich weiß... Es kalte dunkle Gaswolken[7],
Temperaturen[1] können sich jeder Gefriertruhe gibt´s Eis[4] gibt natürlich Röntgenstrah- sogenannten
MolekülwolDas wird jetzt mal ein sehr unterkühlter Beitrag. Wir werden
zu sehr sehr tiefen Temperaturen gehen, um dabei festzustellen, dass die Welt bei solch
niedrigen
Temperaturen[1]
nicht so ist, wie wir uns das
vielleicht vorstellen.
Thema 93
Dinge abspielen, die außerordentlich interessant sind und
die letztlich sogar zur Entstehung von Leben[2] im Kosmos[3] führen können, aber das
wieder ganz zum Schluss.
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ken[9]. Da gibt es noch einen kann, muss man mit sehr
besonderen Fall, das sind die
empfindlichen Teleskopen[14]
Dunkelwolken[10]. Wie hier der hinausschauen und findet dann
Pferdekopfnebel als Beispiel. nur die ganz ganz großen
Mengen Eis[4].
Sie haben nur eine Temperatur[1] von 7 – 15 Grad Kel- Das ist klar, ein Teleskop[14]
vin[41], das sind so um und bei findet ein Signal[15] nur dann,
-260°C,
(-266.15°
- wenn es stark genug ist. Wenn
[40]
-258.15°C ), wenn man es man in ein paar Tausend
umrechnet[11]. Wenn man be- Lichtjahren[16] eine Eiswoldenkt, dass der Absolute Null- ke[10] hat, dann muss das viel
punkt[12] bei -273,15°C[40] liegt, Eis[4] sein. Das können nicht
dann ist das schon echt sau- nur ein paar Eiskristalle[4] sein,
kalt.
die da umherfliegen. Das sind
dann echt große Mengen an
Das sind die Eiskammern des Eis[4].
Universums[5]. Hier entstehen
riesen große Mengen an Eis[4]. Nun ist das so eine Sache mit
Damit man Eis[4], also den Gaswolken[9]. Denn in ihrichtiges gefrorenes Wasser[13], nen entsteht nicht nur Eis[4],
da draußen überhaupt finden sondern auch organische[17]
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Moleküle[18]. Ameisensäure[19],
Methanol[20], Ethanol[21], bis
hin zur einfachsten Aminosäure[22]. All das entsteht in
solchen Gaswolken[9][10].
Wenn wir das Experiment
„Leben ohne Ozonschicht“[30]
abgeschlossen haben,
wer weiß, wie wir dann alle
aussehen. Wenn wir dann
[9][10]
In den Gaswolken
entste- überhaupt noch aussehen...
[8]
hen aber auch Sterne !
aber zurück zum Eis[4]...
Sterne[8] sind immer sehr heiße UV-Strahlung zerstört offenStrahlungsquellen[23][24]
und bar organisches[17] Material[28].
vor allem strahlen sie UVStrahlung[25] ab.
Wie kann es also sein, das in
den Dunkelwolken[9][10] in der
Hier auf der Erde ist die UV- Nähe von jungen Sternen[8] orStrahlung[25] ja etwas gedämpft ganische[17] Moleküle[18] entdurch die Ozonschicht[26], aber stehen können? Und zwar viewir wissen von unseren Son- le!
nenbränden[27], das UV-Strahlung[25] nicht gut ist für Das ist natürlich ein Proorganisches[17] Material[28], wie blem[31]. Wie hat man sich das
unsere Haut[29] zum Beispiel.
vorzustellen?
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Wenn man selber einen Sonnenbrand[27] hat und die obersten Hautschichten[29] verbrannt
sind, dann ist darunter ja noch
weiteres organisches[17] Material[28].
Da draußen sind diese Moleküle[18] allerdings in großen
Mengen, groß verteilt.
So eine Wolke[9][10] hat mal 50
bis mehrere 100 Parsec[33], das
sind 150Lj, bis über 700
Lichtjahre[16] im Durchmesser,
aber mit viel geringerer Dichte[34] als ein Himmelskörper.
Ja, und was hat das nu alles
mit Eis zu tun? Nä?... Muss
man sich ja mal Fragen...
Wo fangen wir jetzt an, wie
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machen wir das?.. mmm
Nun fragt sich ein Physiker in den wir explodieren, denn geder Tat, was ist Eis. Na? Ist frorenes Wasser[13], also Eis[4],
Kommen wir noch mal auf die klar, das ist gefrorenes Wasser. nimmt mehr Raum[45] ein, als
Temperaturen in so einer Moflüssiges Wasser[13].
lekülwolke[9][10]. Die Tempera- Wasser[13] hat ja 3 Zustandsforturen[1] sind unglaublich nied- men[36], die Gasförmige[37], bei Also wenn Wasser[13] gefriert,
rig, das hatten wir schon ge- über 100 Grad (das schwankt braucht es mehr Platz[46]. Das
sagt, das niedrigste was hier etwas und hängt vom Luft- ist natürlich für eine Selterflaauf der Erde[35] gemessen wur- druck ab) und die Flüssige[38] sche, oder Bierflasche, die
de liegt was bei knapp (bis Null Grad Celsius[40]), man im Eisfach vergessen hat
-90°C[40], im Verhältnis zur aber auch die Feste[39], (bei un- wirklich dumm, für etwas orMolekülwolke[9][10] ist das ter Null Grad Celsius[40]) näm- ganisches[17] jedoch, bedeutet
noch hochsommerlich heiß.
lich wenn es zu Eis[4] erstarrt es das Ende.
ist.
[9]
So eine Molekülwolke ist
Wasser[13] ist ja ein elektrischer
dagegen saumäßig kalt. Bis Unsere Körper[42] sind etwa Dipol[47]. Wasser[13] besteht aus
fast an den Absoluten Null- 36°C[43] warm und besteht 2 Atomen[48] Wasserstoff[49]
punkt[12] heran.
überwiegend aus Wasser. Flüs- und einem Atom[48] Sauersiges Wasser!
stoff[50].
Das natürliche Eis[4] was wir
von der Erde[35] her kennen, ist Wenn wir gefrören (um diesen Also die beiden Wasserstoffanicht kälter als -90°C!
herrlichen Konjunktiv[44] noch tome sind an dem einen Sauereinmal zu gebrauchen), wür- stoffatom im Winkel von ~105
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Grad „angeflanscht“. Und tendenziell[51] geben die beiden
Wasserstoffatome[49][48]
ihr
[52]
Elektron eher an das Sauerstoffatom[50][48] ab, deshalb
sind die beiden Wasserstoffatome[49][48] positiv geladen[53]
und das Sauerstoffatom[50][48]
negativ. Schon haben wir
einen elektrischen Dipol[47],
hier etwas Plus und da ´n
bisschen Minus.
Nun bilden sich im flüssigen
Wasser 2er und 4er Aggregate[55] durch die sogenannte
Wasserstoffbrückenbindung[54].
Das positive[53] Wasserstoffatom[49][48] des einen Moleküls[18] bindet sich an das negative[53] Sauerstoffatom[50][48]
des anderen Moleküls[18].
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Und weil das so ist, ist Wasser Bei Temperaturen von um die
flüssig[56]. Das nur mal am -200°C und tiefer, lösen sich
Rande.
diese 6´er Verbände wieder
auf und das Eis beginnt zu
So! Nu´ frieren wir das Wasser fließen. Es wird wieder flüsein...
sig!
>> es bilden sich Sechser- Tja, da hab ich auch gestaunt.
blocks[57].
Man spricht davon, dass das
[57][84]
Diese hexagonalen
Struk- Eis amorph[58] wird. Es beturen drücken nun alle anderen kommt so eine glasartige ErAtome raus. Da ist kein Platz scheinung. Es ist nicht mehr
mehr für anderes Material.
flüssig wie Wasser[13], aber
auch nicht mehr Fest wie
[13]
[4]
Das Wasser bzw. das Eis Eis[4].
im Weltall[5] hingegen ist ganz
anders, als das was wir ken- Während kristallines Eis[4]
nen. Bei ganz niedrigen Tem- nichts in sich hinein lässt, ist
peraturen, also wirklich niedri- amorphes[58] Eis durchaus in
gen Temperaturen, wie gesagt der Lage Moleküle aufzunehbei -260°C[40]. Aber es beginnt men.
schon früher....
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Also amorphes Eis[58] ist dem
flüssigen Wasser[13] viel ähnlicher, als dem kristallinen
Eis[4].
Tja, wird man nun Fragen:
Woher wissen die das denn alles? Dieses Eis da draußen ist
doch ewig weit weg. Da ist
man doch froh, wenn man
überhaupt mal eine Wasserlinie findet. Wie können wir denn
wissen, wie sich Eis bei derart
niedrigen Temperaturen verhält.
Hier gibt es nun die Verbindung zwischen Astrophysik[60]
und Laborphysik[59].
Gemäß dem Kredo[61]: „Die
Naturgesetze[62] sind im ganzen Universum[5] die selben“ ,
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hat man früh angefangen,
Sachverhalte wie sie im Universum[5] vorkommen, im Experiment[63] nachzustellen, um
so die experimentell[63] gewonnenen Ergebnisse auf das
Universum[5] übertragen zu
können.
Linus Pauling[64] meinte bereits 1935, dass Eis[65] bei ganz
niedrigen Temperaturen Freiheitsgrade[66] haben müsste [65]
und sich ähnlich dem flüssigen
Wasser[13] verhalten sollte.
Erst in den letzten Jahren haben Laborergebnisse ergeben,
dass das Eis[4][58] unter Beschuss von UV-Strahlen[25]
oder freien Elektronen[67], was
energetisch gesehen etwa das
gleiche ist, tatsächlich anfängt
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Nicht so wie in kristallinen al[18][28] mitzunehmen und in
Eis[4], wo es gar nicht erst hin- der Lage zu sein, größere orAm Rande...: Freie Elektro- ein kommt.
ganische[17] Moleküle[18] aufzunen[67] wurden auch in Bildbauen.
[68]
röhren in älteren Fernsehge- So, und nu´ sind wir schon
räten und Computermonitoren fast Zuhause. Denn fließendes In dem Eis befinden sich
verwendet, zur Bilderzeugung Eis[58] in großen Mengen, unter Stickstoffatome[69],
Kohlen[70]
auf der Mattscheibe, nur dass dem Einfluss von UV-Strah- stoffatome , Sauerstoff[50] ist
man´s mal gehört hat.
lung[25] und beinhalteten orga- im Eis[4] ja sowieso drin und
nischen Molekülen, liefert uns die werden nun transportiert.
So! Wir haben nun fließendes ein vernünftiges Bild für die
amorphes Eis[58], bei unglaub- Entstehung von komplexeren Also, um verstehen zu können,
lich niedrigen Temperaturen[1] organischen[17] Molekülen[18] in wie sich diese organischen[17]
und das ist nun der ideale den Gaswolken[9][10] und das Moleküle[18] unter dem EinKandidat organisches Materi- trotz des ständigen UV-Strah- fluss der UV-Strahlung[25] bilal[17][18][28] mitzunehmen, …. es lungsbeschuss[25] von den jun- den und existieren können,
zu transportieren.
gen Sternen[8].
muss man Ergebnisse aus der
Laborphysik[59] übernehmen
Denn in dem amorphen Eis[58] Die UV-Strahlung[25] der Ster- und sie auf eine astrophysikagibt es für organische[17] Mole- ne[8] wird praktisch nur dazu lische[60] Umgebung übersetzküle[18] immer wieder Mög- benutzt, das Eis[4] dazu zu ten.
lichkeiten transportiert zu wer- kriegen, sich zu bewegen, daden und im Eis zu bleiben.
durch organisches[17] Materi- Wir stellen also fest, dass die
zu fließen.
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organischen[17] Moleküle[18] im
amorphen Eis[58] trotz UVStrahlung[25] überleben können. Das amorphe Eis[58] ist so
zu sagen der Garant[71] dafür,
dass sich die komplexe Moleküle[18] im Universum[5] bilden
können.
Aber wir sind nun noch nicht
beim Leben[72]!
Wie kriegen wir nun die organischen[17] Moleküle[18] mal dahin, das sie anfangen zu Leben[72]?
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außen eingetragen?
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den sich nun Brocken, die auf
einander prasseln und immer
Man vermutet das diese orga- weiter
zusammengebacken
nischen
Moleküle
durch werden. Hier entstehen nicht
[75]
Kometen -Einschläge auf die nur Planeten[79], sondern auch
Erde[74] kamen, als die Erde[74] Kometen[75], und einiges andenoch in ihrer Entstehung war. re mehr.
Denn in den Gaswolken[9][10] in
denen viel Staub existiert, da
entstehen ja die Sterne[8]. Alles
verdichtet sich, fängt an sich
immer schneller um sich herum zu drehen, in der Mitte
entsteht ein Stern[8], der
Druck[76] nimmt durch die immer größere Gravitation[77] zu,
er entzündet sich, und der
Stern[8] beginnt zu strahlen.
Moleküle auf die Erde gebracht haben, dann verdanken
wir unsere Existenz letztlich
der Tatsache, das sich im Universum bei ganz niedrigen
Temperaturen das Eis anders
verhält, als das Eis, was wir
normalerweise kennen.
Die Frage ist ja: Woher hat die
Erde ihr organisches Material? Das Eis was wir kennen ist
fest, kristallin und hart und
[74]
[81]
Die Erde
im Urzustand
lässt nichts rein. Keine weitewar ja heiß, glühend heiß. ren Verbindungen möglich.
Gnadenloses
Bom[80]
bardement
durch Kome- Das unglaublich kalte Eis im
[75]
ten -Einschläge. Die organi- Weltraum hingegen, ist ein
schen[17] Moleküle[18] mussten fließendes Eis und unserem
zu einer Zeit auf die Erde[74][81] flüssigen Wasser viel ähnligeprasselt sein, als sie sich be- cher als dem Eis, was wir
reits etwas abgekühlt hatte.
kennen.
Es ist ja eine uralte Frage der
Menschheit[73]: Wie kommen
eigentlich die komplexen organischen[17] Moleküle[18] auf Drumherum in der Staubscheidie Erde[74]. Sind die hier ent- be
der
sogenannten Wenn also die Kometen das Eine ganz merkwürdige Koinstanden oder wurden sie von Akkretionsscheibe[78]. Dort bil- Wasser und die organischen zidenz[81] der Eigenschaften
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dieses Wassermoleküls bei lich, das es auf unserem Plane- denken, ob sie allein im Uni- Insofern verdanken wir dem
ganz niedrigen Temperaturen ten Lebewesen gibt, die ange- versum sind oder nicht.
Eis eine ganze Menge.
ist letztlich dafür verantwort- fangen haben darüber nachzu-
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Quellennachweis
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http://de.wikipedia.org/wiki/Temperatur
[2] Leben http://de.wikipedia.org/wiki/Leben
[3] Kosmos http://de.wikipedia.org/wiki/Kosmos
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[5] Weltall / Universum
http://de.wikipedia.org/wiki/Universum
[6] Röntgenstrahlung
http://de.wikipedia.org/wiki/R
%C3%B6ntgenstrahlung
[7] Gas / Gaswolke
http://de.wikipedia.org/wiki/Gaswolke
[8] Stern http://de.wikipedia.org/wiki/Stern
[9] Molekülwolke
http://de.wikipedia.org/wiki/Molek
%C3%BClwolke
[10] Dunkelwolken
http://de.wikipedia.org/wiki/Dunkelwolke
[11] Temperaturumrechnung
http://www.umrechnung.org/masseinheitentemperatur-celsius-fahrenheit-kelvin/celsiusfahrenheit-umrechnung.htm
[12] Absoluter Nullpunkt
http://de.wikipedia.org/wiki/Absoluter_Nullpunkt
Thema 93
[13] Wasser http://de.wikipedia.org/wiki/Wasser
[14] Teleskop
http://de.wikipedia.org/wiki/Teleskop
[15] Signal http://de.wikipedia.org/wiki/Signal
[16] Lichtjahr
http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtjahr
[17] organisch
http://de.wikipedia.org/wiki/Organisch
[18] Molekül http://de.wikipedia.org/wiki/Molek
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[19] Ameisensäure
http://de.wikipedia.org/wiki/Ameisens
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[20] Methanol
http://de.wikipedia.org/wiki/Methanol
[21] Ethanol http://de.wikipedia.org/wiki/
%C3%84thanol
[22] Aminosäure
http://de.wikipedia.org/wiki/Aminos%C3%A4ure
[23] Strahlungsquelle
http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtquelle
[24] Strahlung
http://de.wikipedia.org/wiki/Strahlung
[25] UV-Strahlung
HG: soloton.selfhost.eu:8002:STOA II Uranus
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http://de.wikipedia.org/wiki/Ultraviolettstrahlung
[26] Ozonschicht
http://de.wikipedia.org/wiki/Ozonschicht
[27] Sonnenbrand
http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenbrand
[28] Material
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[29] Haut http://de.wikipedia.org/wiki/Haut
[30] Leben ohne Ozonschicht
http://www.medizinfo.de/hautundhaar/sonne/ozon
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[31] Problem
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[32] Haut http://de.wikipedia.org/wiki/Haut
[33] Parsec http://de.wikipedia.org/wiki/Parsec
[34] Dichte http://de.wikipedia.org/wiki/Dichte
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[36] Aggregatzustand
http://de.wikipedia.org/wiki/Aggregatzustand
[37] Gasförmig
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sf.C3.B6rmig
[38] Flüssig
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[52] Elektron
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[39] Fest
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[63] Experiment
http://de.wikipedia.org/wiki/Aggregatzustand#Fes [53] elektrische Ladung
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http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Ladung [64] Linus Pauling
[40] Grad Celsius
[54] Wasserstoffbrückenbindung
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[65] Spin-Eis http://de.wikipedia.org/wiki/Spin[41] Grad Kelvin
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http://de.wikipedia.org/wiki/Grad_Kelvin
[55] Aggregat
[66] Freiheitsgrad
[42] Mensch http://de.wikipedia.org/wiki/Mensch http://de.wikipedia.org/wiki/Aggregat
http://de.wikipedia.org/wiki/Freiheitsgrad
[43] Körpertemperatur
[56] Wasserstoffbrücken von Wasser
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http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoffbr
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%C3%B6rpertemperatur
%C3%BCckenbindung#Wasserstoffbr.C3.BCcken ronen
[44] Konjunktiv
_von_Wasser
[68] Bildröhre / Kathodenstrahlröhre
http://de.wikipedia.org/wiki/Konjunktiv
[57] Hexagonales Kristallsystem
http://de.wikipedia.org/wiki/Kathodenstrahlr
[45] Raum http://de.wikipedia.org/wiki/Raum_ http://de.wikipedia.org/wiki/Hexagonales_Kristall %C3%B6hre
%28Physik%29
system
[69] Stickstoff
[46] Platz / Volumen
[58] Amorphes Eis
http://de.wikipedia.org/wiki/Stickstoff
http://de.wikipedia.org/wiki/Volumen
http://de.wikipedia.org/wiki/Amorphes_Eis
[70] Kohlenstoff
[47] Dipol http://de.wikipedia.org/wiki/Dipol
[59] Laborphysik
http://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoff
[48] Atom http://de.wikipedia.org/wiki/Atom
http://de.wikipedia.org/wiki/Labor
[71] Garantie
[49] Wasserstoff
[60] Astrophysik
http://de.wikipedia.org/wiki/Garantie
http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoff
http://de.wikipedia.org/wiki/Astrophysik
[72] Leben http://de.wikipedia.org/wiki/Leben
[50] Sauerstoff
[61] Credo / Kredo
[73] Menschheit
http://de.wikipedia.org/wiki/Sauerstoff
http://de.wiktionary.org/wiki/Credo
http://de.wikipedia.org/wiki/Menschheit
[51] tendenziell
[62] Naturgesetz
[74[ Erde http://de.wikipedia.org/wiki/Erde
http://de.wiktionary.org/wiki/tendenziell
http://de.wikipedia.org/wiki/Physikalisches_Geset [75] Komet http://de.wikipedia.org/wiki/Komet
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http://soloton.selfhost.eu
Seite 9 von 10
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[76] Druck http://de.wikipedia.org/wiki/Druck_
%28Physik%29
[77] Gravitation
http://de.wikipedia.org/wiki/Schwerkraft
[78] Akkretionsscheibe
http://de.wikipedia.org/wiki/Akkretionsscheibe
[79] Planet http://de.wikipedia.org/wiki/Planet
Thema 93
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[80] Bombardement
http://de.wikipedia.org/wiki/Bombardement
[81] Urerde http://de.wikipedia.org/wiki/Urerde
[81] Koinzidenz
http://de.wikipedia.org/wiki/Koinzidenz
[82] Wie entsteht Eis im Kosmos? Teil 1
http://www.youtube.com/watch?
HG: soloton.selfhost.eu:8002:STOA II Uranus
http://soloton.selfhost.eu
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v=nIJYKllw1Zg&list=PL74CFF4C2B87A11BE
[83] Wie entsteht Eis im Kosmos? Teil 2
http://www.youtube.com/watch?
v=0Std8dRSGto&list=PL74CFF4C2B87A11BE
[84] hexagonal
http://de.wiktionary.org/wiki/hexagonal
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