Vortrag Bionik

Hellster Lichtblitz aus dem All beobachtet
Mehrere Satelliten und Observatorien haben den bislang
hellsten Blitz aus den Tiefen des Kosmos beobachtet.
Der Strahlenausbruch setzte in einer Zehntelsekunde so viel
Energie frei wie unsere Sonne in 150.000 Jahren, berichtete
die US-Raumfahrtbehörde Nasa am Freitag in Washington.
Quelle des Blitzes war ein so genannter Magnetar in etwa
50.000 Lichtjahren Entfernung auf der anderen Seite der
Milchstraße. "Für das Leben auf der Erde bestand durch den
Magnetar-Ausbruch jedoch keine Gefahr", sagte Giselher
Lichti vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
(MPE) in Garching.
Wie viel Sonnenenergie fällt für die Erde ab?
Mit den Formeln für die Oberfläche einer Kugel mit
Radius 150 Mio. Kilometer und für die Fläche eines Kreises
mit dem Erdradius kommt man zum Schluss, das die Erde
rund 0,5 Milliardstel der gesamten Sonnenenergie
aufnimmt, wobei die ausgestrahlte "Sonnenenergie" im
Wellenspektrum zu 40% aus Licht, 50% Infrarot, 9%
Ultraviolett und einem Rest aus Röntgen- und anderer
Strahlung besteht
Wenn nur ein Zehntausendstel der eintreffenden
Sonnenenergie zur Energieerzeugung genutzt werden würde,
könnte damit der gesamte Energiebedarf der Menschen
durch die Sonne gedeckt werden!
Lebensdauer
Riesensonnen, wie z.B. Ras Algethi im Sternbild Herkules,
haben einen etwa 600-fachen Durchmesser. Riesensonnen
mit bis zu 100 Sonnenmassen gehen mit ihrem Energievorrat
verschwenderisch um und verbrennen ihre Vorräte in einigen
100 Millionen Jahren.
Noch grössere Sterne würden instabil werden und in zwei
Teile zerbrechen. Unser System hingegen existiert bereits seit
gut 4,5 Milliarden Jahren.
Noch strahlt die Sonne am Himmel, doch bald - zumindest in
galaktischem Maßstab - wird es mit ihr zu Ende gehen. In
etwa 5 Milliarden Jahren wird der Wasserstoff-Vorrat
aufgebraucht sein, die Sonne wird sich zu einem "Roten
Riesen" aufblähen und die Erde auf 500 Grad Celsius
aufheizen, bevor die Sonne als "Weißer Zwerg" im All
verglüht.
Die Sonne rotiert einmal in ca. 25 Tagen um die eigene
Achse, am Äquator schneller als an den Polen.
In ihrem Kern verschmelzen in jeder Sekunde 464 Millionen
Tonnen Wasserstoff zu 460 Millionen Tonnen Helium
(Kernfusion).
Die dabei entstandene Energie wird in alle Richtungen des
Weltalls verschleudert, pro Stunde 380 Trilliarden Kilowatt.
Tatsächlich entstammt die Hitze, die heute von der Sonne
ausgeht, aus Atomreaktionen, die bereits vor einer Million
Jahren stattgefunden haben, da die im Inneren enstandene
Energie so lange benötigt, um an die Oberfläche der Sonne zu
gelangen !
Anders ausgedrückt:
In jeder Sekunde produziert die Sonne so viel Energie, wie
400 Milliarden Kraftwerke auf der Erde.
Dabei verliert sie am Tag ca. 346 Milliarden Tonnen an Masse
(dies sind über 4 Millionen Tonnen pro Sekunde !!!).
Da sie aber derart "korpulent" ist, macht es ihr wenig aus :
Innerhalb von 5 Milliarden Jahren nimmt sie nur um 0,03 % ab.
Wollten Sie mit einem Auto die Sonne umkreisen, bräuchten
Sie dafür mehr als 5 ½ Jahre, unterstellt,
Sie fahren Tag und Nacht 88 km/h.
Würde man ein stecknadelkopfgroßes Stück aus dem
Mittelpunkt der Sonne entnehmen und auf der Erde hinlegen,
so würde dieser Kopf sämtliches Leben bis zu einer
Entfernung von 150 Kilometer vor Hitze töten.
(In der Realität würde sich dieses Kügelchen auf Grund seiner
Hitze sofort durch Erdmantel, Erdhülle und Erdkern
durchfressen - die Folgen wären nicht absehbar!)
In einer klaren Nacht kann man bis zu 3000 Sterne sehen
(auf unserer Halbkugel)
Galileo Galilei schrieb 1610:
„Es ist wirklich etwas Großes, zu der zahlreichen Menge von
Fixsternen, die mit unserem natürlichen Vermögen bis zum
heutigen Tage wahrgenommen werden konnten, unzählige
andere hinzuzufügen ..., die vorher niemals gesehen worden
sind und die alten bekannten um mehr als die zehnfache
Menge übersteigen.“ (in: "Sidereus nuncius")
Galilei sah also mit seinem selbst gebauten Fernrohr
ca. 30 000 Sterne.
Im 19. Jahrhundert erfasste der Astronom Argelander
324 198 Sterne, also wiederum zehnmal mehr.
Mithilfe der größten Teleskope, die in langen
Belichtungszeiten Sterne auf fotografischen Platten
festhalten, wurden drei Milliarden Sterne am nördlichen
Himmel ermittelt.
Die Milchstraße, zu der unser Sonnensystem gehört, besteht
nach neueren Erkenntnissen aus 200 Milliarden
Einzelsternen.
Wenn jemand pro Sekunde drei Sterne zählen könnte, so
hätte er nach hundertjähriger ununterbrochener Arbeit erst
fünf Prozent der Sterne davon erfasst.
Inzwischen zählt man hunderte Millionen bis Billionen
weitere Milchstraßensysteme.
Man nimmt an, dass es noch mehr sind.
Heute haben Astronomen aufgrund statistischer
Abschätzungen eine Gesamtzahl von 1025 Sterne im
beobachteten Teil des Universums ermittelt.
- also 10 000 000 000 000 000 000 000 000 -
Nehmen wir einen 10GHz-Rechner.
Dieser rechnet pro Sekunde 10 Milliarden Rechenoptionen.
Er hat i.d.R. eine Standzeit von 5 Jahren.
In 5 Jahren hätte er erst 1,5 Milliardstel Prozent der
Sternenzahl gezählt.
Ingesamt brauchte er gute 30 Millionen Jahre.
Wieviel Platz braucht die Erbinformation eines Menschen?
Maße einer durchschnittlichen menschlichen Zelle:
Durchmesser einer Zelle:
30-50m
Durchmesser eines Zellkerns:
ca. 6 m
Dicke der DANN (Nukleinsäure): 2 m
Länge der DANN einer Zelle:
1,7 m
Anzahl Chromosomen:
46
Das Volumen eines
Zellkerns ist
1,13 x 10-7 m³ =
113 m³
Somit beträgt das Volumen
für die Erbinformation der
Weltbevölkerung
679 mm³!
Die Erbinformation der
gesamten Weltbevölkerung
hätte in
48 Stecknadelköpfen
Platz.
Modell Schuhkarton:
Wenn die Schuhschachtel etwa 30 cm lang ist, dann ist der
Massstab des Modells
30 cm : 30 mm = 300 mm : 0.03 mm = 1 : 10'000 .
d.h., dass die Zelle etwa 10'000 mal vergrößert dargestellt ist.
Der Zellkern ist ebenfalls 10'000 mal größer:
0.005 mm x 10'000 = 50 mm.
Ein Tischtennisball (Durchmesser 40 mm) entspräche etwa der
Größe des Zellkerns.
Die Dicke der DNA im Schuhschachtelmodell beträgt
2 x 10-9 m x 10'000 = 2 x 10-5 m = 0,00002 m = 0.02 mm.
Das entspricht ungefähr der Dicke von dünnem Haar.
Der DNA-Faden müsste
1,7m x 10'000 = 17'000 m = 17 km lang sein
und im Tischtennisball sich verstauen lassen
Informationsdichte:
Auf dem Dia (3 x 4 cm) befindet sich die ganze Bibel,
1200 Seiten mit ca. 3 Millionen Buchstaben.
Wie hoch ist die Informationsdichte in der Zelle höher als auf dem
Dia?
21 Billionen mal höher!
In einer Zelle befinden sich ca. 1000 Bibel mit 1000 Seiten!
Nur eben auf engstem Raum.
Dabei gibt es Zellen, die sich innerhalb von 20 Minuten
reproduzieren.
Anzahl der Zellen im menschlichen Körper:
ca. 30 Trillionen (3 x 1018):
- 30 000 000 000 000 000 000 -
Informationen
B.-O. Küppers: "Die genetische Information eines Bakteriums zum
Beispiel umfasst etwa vier Millionen molekulare Symbole, die des
Menschen über eine Milliarde.
Auf unsere Sprache übertragen, würde
der Bauplan eines Bakteriums etwa einen Umfang eines
1.000 Seiten starken Buches einnehmen,
der Bauplan des Menschen bereits den Umfang einer
1.000 Bücher umfassenden Bibliothek.
Die Reproduktionszeit eines Bakteriums dauert in der Regel nur 20
Minuten.
Innerhalb dieser Zeit müssen sein Bauplan Symbol für Symbol
abgeschrieben und die darin verschlüsselten Anweisungen für den
Bauplan für den Aufbau einer neuen Bakterienzelle ausgeführt
werden."
Der Koloss unter den Tieren ist der Nashornkäfer.
Er kann tatsächlich das 850fache seines Körpergewichts
tragen.
Vergleich: Ein 83-Kilo-Mann hebt eine 60 Tonnen schwere
Boing 737!
Raketenfrosch: Größe 2 - 3,5 cm. Raketenfrösche leben in
Südamerikas tropischen Wäldern. Sie ernähren sich von
Insekten.
Raketengleich ist der Frosch in der Lage, mit seinen
muskulösen Sprungbeinen das 50fache seiner Körperlänge zu
überspringen.
Proportional springt er phänomenale 178 Metern.
Ein Floh von 1,5 mm Größe kann 22,5 cm hoch springen.
Damit springt er 150 Mal höher, als er groß ist.
Vergleich: Diese Leistung würde dem Sprung eines Menschen
aus dem Stand von 270 Meter Höhe entsprechen.
Dieser Ausschnitt
Delphinhaut unter
dem RasterElektronenmikroskop
zeigt die oberflächlich sitzenden Hautzähnchen mit den
längs gerichteten
Rillen.
Delphinhaut
Delphine können im Wasser Spitzengeschwindigkeiten von
64 km/h erreichen!
Die dazu nötige Muskelmasse lässt sich aber gar nicht im
gegebenen Delphinkörper unterbringen (Graysches Paradox)!
Durch eine visco-elastische Konstruktion der Außenhaut von
Schwimmkörpern kann bei höheren Geschwindigkeiten im
Wasser eine bis zu 250 %ige Verbesserung erreicht werden!
Das geschieht, weil sich bildende Turbulenzen durch eine
gegenläufige Bewegung der Haut, abgefangen wird und ein
Aufschaukeln verhindert werden kann.
Seit knapp 40 Jahren forschen und arbeiten Wissenschaftler
an der technischen Umsetzbarkeit.
Dank der Stromlinienform ihres Körpers erreichen die Tiere
beim Tauchen hohe Geschwindigkeiten und verbrauchen dabei
wenig Energie:
Mit einem Verbrauch von umgerechnet einem Liter Benzin
schaffen sie es, über 1500 Kilometer durch das Eismeer zu
schwimmen.
Pinguine ernähren sich dort, wo ihre Rivalen nicht hinkommen:
Kaiserpinguine tauchen bis über 500 Meter ab.
CW-Wert 0,03: Der Widerstand eines schwimmenden Pinguins
ist sensationell. Ein U-Boot ist dreimal, ein Sportwagen sogar
fast zehnmal schlechter im Windkanal. Das ist noch nicht alles.
Eine Reihe von Federn am Schnabelansatz entwickeln wie
Spoiler kleinste Wasserwirbel, welche den Wasserwiderstand
nochmals um 30% reduzieren.
Gartenerde
Die grössten Ansammlungen von Lebewesen
existieren in Gartenerde.
In 100 Gramm Gartenerde leben
333 Millionen Bakterien,
3,5 Millionen Algen,
333 Millionen Pilze und
100 Millionen einzellige Tiere.
Vogelschwarm
Die größte Ansammlung von Vögeln, war der Zug der
Wandertauben in Amerika. Die Wandertauben kamen in
unvorstellbaren Mengen vor. Ein 1901 beobachteter Schwarm
wurde auf "2 Milliarden, 400 Millionen, 300 Tausend"
(2.400.300.000) Tiere geschätzt. Die Vögel wurden von
Amateur- und Berufsjägern abgeschossen. Das letzte
bekannte Exemplar der Wandertauben starb am 1.09.1914 im
Zoologischen Garten von Chincinnati (USA). Und jetzt
kommt's !"
Wissenschaftler schließen jedoch nicht aus, daß in den
Vereinigten Staaten noch 10 Paare brüten.
Als ich diese Zeilen gelesen hatte, viel mir nach ein paar Gedenkminuten
nur ein Spruch von Albert Einstein ein. Er sagte einmal : "Es gibt zwei
Dinge, die wahrscheinlich unendlich sich. - 1. Das Universum, und 2. die
Dummheit der Menschen. --- Allerdings bin ich mir bei dem 1. noch nicht
ganz sicher." Diesen Kommentar konnte ich mir einfach nicht verkneifen.
Kleine Stubenfliege
Die meisten Nachkommen hat die Kleine Stubenfliege
(Fannia canicularis).
Von April bis September sorgt eine einzige dieser Fliegen
für 5,6 "Billionen" Nachkommen.
Der Nachwuchs dieser Fliegen und deren Nachkommen
erreichen in einem Jahr das Gesamtgewicht von
"8000 Tonnen".
Quallen
Die größten Quallen leben in der Antarktis. Es sind die
Arktische Riesenqualle und eine ihre Unterarten, die ebenfalls
in den Kälteregion lebende gelbe Haarqualle.
Diese Quallen erreichen einen Schirmdurchmesser von 3,60
Metern und besitzen 1200 Fangarme.
Jeder einzelne dieser Fangarme kann von den Tieren auf eine
Länge von 45 Metern gedehnt werden. Die einzelnen
Fangarme verfügen eigenständig über ein lähmendes Gift. Die
Quallen ernähren sich ausschließlich räuberisch und bilden
mit Körper und Tentakeln ein kreisrundes Netz.
Durch eine einzige Drehung kann eine solche Riesenqualle
eine Fläche von 600 Quadratmetern innerhalb von 90
Sekunden abfischen.
Innerhalb von 10 Sekunden kann sie sich wieder auf ihr
Normalmaß reduzieren.
Was Spinnen hält
Dank ungezählter kleinster Härchen haftet die Spinne so fest,
dass sie das 173Fache ihres eigenen Gewichts tragen könnte.
Alle acht Füße zusammen verfügen über 624.000
Kontaktpunkte zum Substrat.
Auf einem Quadratmeter ließen sich auf diese Weise
umgerechnet 24 Tonnen Gewicht aufhängen.
Es hält auf der Erde, im Weltall, unter Wasser und verbraucht
sich nicht.
Der Seidenfaden der Spinne ist eine einzigartige Naturfaser:
zehnmal dünner als menschliches Haar, doch zwanzigmal
stärker als Stahl - und zugleich elastischer als Gummi.
Damit ist der Spinnenfaden jeder künstlichen Faser wie Nylon
oder Keflar weit überlegen, denn die sind immer nur entweder
stabil oder elastisch. Kein Wunder, dass das Interesse der
Forschung in den letzten Jahren an dem seidenen Faden hing.
Seit Mitte der achtziger Jahre versuchen Biotech-Firmen dem
Geheimnis der Spinnfäden, speziell der dragline silk, auf die
Schliche zu kommen. Der weltweite Markt ginge in die
Hunderte von Millionen Dollar, denn Spinnenseiden können
stärker als Stahl und elastischer als Gummi sein. Nur so kann
das Netz aus Protein – unsichtbar für das nahende Opfer – die
Wucht des Aufpralls (z.B. eines Käfers mit voller
Fluggeschwindigkeit) abfangen.
Zu den Festigkeitswerten gibt es unterschiedliche, nicht
immer eindeutige Angaben. Mit über 25.000 kg/cm² ist die
Zugfestigkeit von dragline silk mindestens dreimal größer als
die von Kevlar-Fasern.
Man nimmt an, die Druckfestigkeit übertrifft zumindest
dreimal die von Eichenholz - ein daumendickes Geflecht aus
Spinnenseide beispielsweise würde dem Druck eines
Flugzeugs standhalten.
Manche Spinnfäden sind doppelt so elastisch wie Nylon, denn
sie können bis auf das dreifache ihrer ursprünglichen Länge
gedehnt werden. Man hat gemessen, dass die dragline einiger
Spinnenarten erst bei einer Länge von 70-80 km unter ihrem
eigenen Gewicht reißt (vgl. Stahl: 10-30 km). Wollte man die
Kraft aufbringen, Spinnenseide zu zerreißen (eine Million
Joule pro Kilogramm), könnte selbst Gummi nicht mehr
mithalten (80.000 Joule).
Spinnennetze widerstehen allem Anschein nach
mikrobiologischen Angriffen und sind doch biologisch
abbaubar. Sie sind leicht und wasserfest, besitzen aber
trotzdem ein hohes Wasseraufnahmevermögen, welches mit
Wolle vergleichbar ist. Könnte man Spinnfäden im Labor
produzieren, wäre dies vermutlich der Anfang einer
vollkommen neuen Generation von umweltverträglichen
Werkstoffen.
Es wird aber jemand sagen:
Wie werden die Toten auferweckt?
Und mit was für einem Leibe kommen sie?
Tor! Was du säst, wird nicht lebendig, es sterbe denn.
Und was du säst, du säst nicht den Leib, der werden soll,
sondern ein nacktes Korn,
es sei von Weizen oder von einem der anderen Samen.
Gott aber gibt ihm einen Leib, wie er gewollt hat,
und einem jeden der Samen seinen eigenen Leib.
Nicht alles Fleisch ist dasselbe Fleisch;
sondern ein anderes ist das der Menschen,
und ein anderes das Fleisch des Viehes,
und ein anderes das der Vögel,
und ein anderes das der Fische.
Und es gibt himmlische Leiber und irdische Leiber.
Aber eine andere ist die Herrlichkeit der himmlischen,
eine andere die der irdischen;
eine andere die Herrlichkeit der Sonne,
und eine andere die Herrlichkeit des Mondes,
und eine andere die Herrlichkeit der Sterne;
denn es unterscheidet sich Stern von Stern an Herrlichkeit.
Also ist auch die Auferstehung der Toten.
Es wird gesät in Verwesung,
es wird auferweckt in Unverweslichkeit.
Es wird gesät in Unehre, es wird auferweckt in Herrlichkeit;
es wird gesät in Schwachheit, es wird auferweckt in Kraft;
es wird gesät ein natürlicher Leib, es wird auferweckt ein
geistiger Leib.
Wenn es einen natürlichen Leib gibt, so gibt es auch einen
geistigen. . .
Aber das Geistige war nicht zuerst,
sondern das Natürliche, danach das Geistige.
Der erste Mensch ist von der Erde, von Staub;
der zweite Mensch vom Himmel.
Wie der von Staub ist, so sind auch die, welche von Staub
sind;
und wie der Himmlische, so sind auch die Himmlischen.
Und wie wir das Bild dessen von Staub getragen haben, so
werden wir auch das Bild des Himmlischen tragen.
1Kor 15,35-49