Raumfahrtjahr 2019: Wie der Mond Albert Einstein half, zu Weltruhm zu gelangen

Das Raumfahrtjahr 2019 steht ganz im Licht des 50. Jahrestags der ersten bemannten Mondlandung. Doch ein zweites Ereignis, bei dem der Erdbegleiter ebenfalls eine bedeutsame Rolle am Firmament spielte, erregte ein weiteres halbes Jahrhundert zuvor weltweit vor allem in den Kreisen der Forschung enorme Aufmerksamkeit:

Am 29. Mai 2019 jährt sich zum 100. Mal ein Tag, der in die Geschichte der Wissenschaft wie kaum ein anderer eingegangen ist:

BILD: Albert Einstein mit Arthur Eddington und Kollegen

An jenem Donnerstag gelang es zwei englischen Forschergruppen unter Leitung der Astronomen Arthur Stanley Eddington (1882–1944) und Andrew Claude de la Cherois Crommelin (1865–1939), anhand einer totalen Sonnenfinsternis nachzuweisen, dass die Sonne mit ihrer Masse tatsächlich den umgebenden Raum und dadurch den Weg von Lichtstrahlen krümmt.

„Genau so, wie es vier Jahre zuvor Albert Einstein in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie qualitativ und quantitativ vorhergesagt hatte“, erklärt der Astronom und Planetenforscher Dr. Manfred Gaida vom Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).

„Dass die Masse der Sonne tatsächlich und nachweisbar den Raum verbiegt und ihre Anziehung keine Kraft, sondern eine Eigenschaft des Raumes selber ist, war eine völlig neue, befremdliche Vorstellung von unserer Welt, die jenseits jeglicher Alltagserfahrung lag“, so der DLR-Wissenschaftler weiter.

Dass Lichtstrahlen beziehungsweise Lichtteilchen in der Nähe von Massen abgelenkt werden, vermutete schon gut 200 Jahre zuvor der große Physiker Isaac Newton (1643–1727), als er im Jahre 1704 im dritten Band seines Werkes „Opticks“ dem Leser die fiktive Frage stellte, ob Körper nicht durch ihre Anziehungskraft auf Lichtteilchen wirken und sie demzufolge ablenken – und das umso stärker, je geringer der gegenseitige Abstand ist.

Nachweisen ließ sich allerdings diese kühne Vermutung Newtons nicht, und es dauerte weitere hundert Jahre, bis 1801 der Münchner Astronom Johann Georg von Soldner (1776–1833) erstmals einen Wert für diese Newtonsche Lichtablenkung am Sonnenrand publizierte: nur 0,84 Bogensekunden ‒ entsprechend einer Strecke von nur zwei Kilometern auf der Mondoberfläche aus Erddistanz – sollte sie betragen, ein Wert, der damals unterhalb der Nachweisgrenze lag.

BILD: Drei Möglichkeiten der Ablenkung von Lichtstrahlen durch große Massen

So brauchte es weitere rund 100 Jahre, bis Albert Einstein (1879–1955) darüber nachdachte, wie sich die geometrische Optik mit der Gravitationstheorie verknüpfen lässt. Im Juni 1911 schrieb er in den „Annalen der Physik“:

„Es wäre dringend zu wünschen, daß sich Astronomen der hier aufgerollten Frage annähmen, auch wenn die im vorigen gegebenen Überlegungen ungenügend fundiert oder gar abenteuerlich erscheinen sollten. Denn abgesehen von jeder Theorie muß man sich fragen, ob mit den heutigen Mitteln ein Einfluß der Gravitationsfelder auf die Ausbreitung des Lichtes sich konstatieren läßt.“

Und er selber berechnete auch den Wert für die Ablenkung quantitativ zu 0,83 Bogensekunden, der nahezu mit dem Wert Soldners übereinstimmte, dem jedoch anders als bei diesem das Relativitäts- und Äquivalenzprinzip zugrunde lag und nicht bloß die Anziehungskraft einer Masse.

Anfang des 20. Jahrhunderts war die astronomische Messtechnik immerhin soweit fortgeschritten, dass es realistisch schien, einen winzigen Ablenkungseffekt von knapp einer Bogensekunde auf Fotoplatten nachweisen zu können. Mit lichtstarken Teleskopen war man auch in der Lage, helle Sterne am Tageshimmel zu sehen, doch solche Beobachtungen wurden als Nachweismöglichkeit wegen der störenden Nebeneffekte bald verworfen.

Die Beobachtung von totalen Sonnenfinsternissen schien hier erfolgversprechender. Bei diesen Ereignissen dunkelt der Mond die Sonnenscheibe minutenlang völlig ab, und Fixsterne in unmittelbarer Nähe der vom Mond bedeckten Sonne leuchten auf.

Einstein drängte den mit ihm befreundeten Berliner Astronomen Erwin Finlay-Freundlich den späteren Initiator des Potsdamer Einsteinturms, eine solche Überprüfung durchzuführen. Doch Freundlichs Unternehmung in Russland kurz nach Beginn des Ersten Weltkriegs missglückte, ebenso wie eine Expedition des Amerikaners William Wallace Campbell (1862-1938). Der eine wurde auf der Krim als Feind inhaftiert, der andere hatte südlich von Kiew schlechtes Wetter.

Letztlich erwiesen sich die misslungenen Expeditionen auch für Einstein als vorteilhaft. Denn in seinen Überlegungen steckte noch ein Fehler, der zu einer nur halb so großen Ablenkung führte, als sie in Wirklichkeit war. Hätte man 1914 den wahren Naturwert gemessen, wäre Einstein selber verwundert gewesen und seine kühne Arbeit von seinen Kollegen möglicherweise als Irrtum eingeschätzt worden.

Erst im Zuge seiner Veröffentlichung der Allgemeinen Relativitätstheorie im Jahre 1915 quantifizierte er die Ablenkung exakt auf 1,75 Bogensekunden am Sonnenrand. Kurz nachdem Albert Einstein im November 1915 seine Allgemeine Relativitätstheorie dann in den Annalen der Physik in deutscher Sprache veröffentlicht hatte, widmete sich der niederländische Astronom Willem de Sitter (1872–1934) in einer dreiteiligen englischsprachigen Arbeit den astronomischen Konsequenzen der Einsteinschen Gravitationstheorie.

Diese Arbeit bestärkte die englischen Astronomen Arthur Eddington und Frank Dyson (1868–1939) in ihrem Interesse an Einsteins Theorie, die es anhand von experimentellen Messungen zu bestätigen oder zu verwerfen galt. Darunter auch die obskure Lichtablenkung, bei der die Sterne, bezogen auf die Position des Sonnenrandes, tangential um 1,75 Bogensekunden weiter entfernt erscheinen sollten im Vergleich zu ihrer nächtlichen Position in einem Himmelsfeld ohne Sonne.

Zwei britische Expeditionen machen sich auf den Weg Nachdem ein zweiter Versuch Campbells im Juni 1918 in den USA fehlgeschlagen war, kam die Stunde der englischen Astronomen. Frank Dyson war hierbei die treibende Kraft, Eddington als führenden Theoretiker für diese besondere Aufgabe vor den Kriegswirren abzuschirmen und zwei Expeditionen zu einer fast sieben Minuten dauernden totalen Sonnenfinsternis am 29. Mai 1919 vorzubereiten. 

Quelle (Text/Fotos) und FORTSETZUNG der Meldung hier: https://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10172/213_read-33808/year-all/#/gallery/34363


Forscher fordern weltweites Moratorium von fünf Jahren bei Erbgut-Manipulationen

Unter der Überschrift „Erlasst ein Moratorium für Genom Editing“ haben 18 Forscher aus sieben Ländern ein weltweites Moratorium für klinische Keimbahneingriffe gefordert, bei denen menschliches Erbgut in „Spermien, Eizellen oder Embryonen“ mit dem Ziel manipuliert wird, genetisch veränderte Kinder zu erschaffen.

n dem vierseitigen Beitrag, der als Kommentar in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht wurde, stellen die Forscher klar, dass sie keinen „permanenten Bann“ verlangen. Auch solle sich das Moratorium weder auf die genetische Veränderung von somatischen Zellen noch auf die Grundlagenforschung erstrecken.

Nach Ansicht der Autoren sollten die Staaten das Moratorium nutzen, um die „technischen, wissenschaftlichen, medizinischen, sozialen, ethischen und moralischen Probleme“ zu diskutieren und „ein internationales Regelwerk zu schaffen“. Um dies zu ermöglichen, schlagen die Autoren einen Zeitraum von fünf Jahren vor.

In dem Aufruf bestätigen die Autoren indirekt auch prinzipielle Kritiker. So halten sie etwa fest: Obwohl die Technologie in den zurückliegenden Jahren verbessert worden sei, sei das Editieren der Keimbahn bisher „nicht sicher oder effektiv genug, um einen klinischen Einsatz zu rechtfertigen“.

In der „Gemeinschaft der Wissenschaftler“ bestehe „weitgehend Einigkeit“ darüber, „dass das Risiko, eine beabsichtigte Veränderung zu verfehlen oder nicht beabsichtigte Mutationen (spontane Erbveränderungen) herbeizuführen, immer noch unannehmbar hoch“ sei.

Quelle: ALfA-Newsletter – Foto: Dr. Bernd F. Pelz


„Krippe? – Nein, danke!“ – Mütter und Wissenschaftler gegen Fremdbetreuung

Von Johannes Moravitz

Immer mehr Mütter entscheiden sich gegen die Krippe. Forscher geben ihnen recht. Einem interessanten Bericht aus Deutschland zufolge entscheiden sich mehr und mehr Mütter gegen die Fremdbetreuung ihrer Kinder in sog. „Kitas“ (Kindertagesstätten – die „Krippe“ in Österreich). 

Als Gründe dafür geben diese Mütter ihr Verantwortungsgefühl und die größere Freiheit der Kinder an. Für diese sei es besser, von der eigenen Mutter in größerer Freiheit erzogen zu werden. Sie nennen sich „kitafrei“ und vernetzen sich über verschiedene Foren, wo sie Gleichgesinnte treffen und befreunden können.

Der neue Trend schlägt sich auch in der vermehrten Anfrage an Finanzexperten wieder. Durch die bewusste Entscheidung, zuhause zu bleiben und die Kinder selbst zu hüten, treten natürlich Fragen der Altersvorsorge auf, die geklärt werden müssen. Aber trotz der vermeintlichen finanziellen Nachteile stellen auch diese fest, dass es gerade bei jüngeren Frauen eine steigende Sehnsucht nach der traditionellen Mutterrolle gäbe.

Die Intuition dieser Frauen, dass Kinder – vor allem in den ersten Jahren – ihre eigenen Eltern und ganz besonders ihre eigene Mutter brauchen, deckt sich mit den Forschungsergebnissen vieler Experten, darunter des österreichischen Kinderforschers Michael Hüter, der von sich anbahnenden menschlichen Katastrophe spricht, weil die westliche Moderne Kinder zu sehr vernachlässige:

„Wenn wir so weitermachen wie in den letzten 15 Jahren, wird es den Menschen auch ohne Klimakatastrophe und Atomkrieg in 200 Jahren nicht mehr geben”, meint er und fordert: „Wir müssen dringend etwas ändern an der Art, wie wir zusammen leben und wie wir mit unseren Kindern umgehen.”

Die Weichen unseres Lebens werden in den ersten Jahren gestellt, besonders im Bereich der sozialen und emotionalen Entwicklung. Was sich vor allem ändern müsse, sei der Wert der Familie sowie die Betreuung von Kindern ab dem Kleinkindalter.

Denn: „In Europa hat inzwischen jedes zweite Kind eine chronische Krankheit. Das gab es in der gesamten Geschichte der Menschheit noch nicht. Bei größtmöglichem medizinischen Fortschritt waren unsere Kinder noch nie so auffallend krank wie heute”, so Hüter. Hauptgrund dafür sei: „Kinder können sich heute nicht mehr altersgemäß entwickeln, weil ihnen ein kindgerechtes Aufwachsen verwehrt wird.“

Zu viele Kinder werden zu früh fremdbetreut und so aus ihren Familienverhältnissen gerissen. Er appelliert daher an die Politik, weniger Geld in den Ausbau von Krippen zu stecken und stattdessen gezielt Familien zu fördern.

Wovon Konservative und Kirche immer gesprochen haben, scheint nun wissenschaftlich bestätigt zu sein: Für Kinder ist es gut und wichtig, so lange wie möglich zuhause betreut zu werden.

Der Autor hat uns die freundliche Genehmigung zur Veröffentlichung seines Artikels erteilt – seine Beiträge erscheinen u.a. hier: https://christdemokratie.at/


Sternschnuppen-Naturschauspiel am 14.12. – Forscher klären den Ursprung der Geminiden

Wer um den 14. Dezember 2018 in den klaren Abendhimmel blickt, kann Zeuge eines außergewöhnlichen Naturschauspiels werden: den Geminiden. Über mehrere Tage hinweg lassen sich – bei entsprechenden Witterungsbedingungen – zahlreiche gelb-weiß leuchtende Sternschnuppen beobachten.

Der Ursprung des Meteorschauers konnte jedoch bis heute nicht zweifelsfrei geklärt werden. Nun entwickelten Wissenschaftler ein Modell, das die Geminiden als kosmische Spur des erdnahen Asteroiden Phaeton erklärt.

BILD: Der Asteroid Phaeton ist der Quellkörper der Geminiden. (Foto: ESA – P.Carril)

„Phaeton stand als Quellkörper immer mal wieder in der Diskussion, es fehlte letztendlich aber noch eine überzeugende Erklärung, wie dieser Asteroid einen Meteorstrom hervorbringen kann“, sagt Prof. Tilman Spohn vom DLR-Institut für Planetenforschung, Co-Autor der Veröffentlichung.

Die meisten Meteorschauer werden von Kometen hervorgebracht. Durch Sonneneinstrahlung verdampft Eis und das Gas reißt Staubteilchen von der Oberfläche mit sich. Wenn die Erde die Kometenbahnen kreuzt, werden diese Staubteilchen, die in der Erdatmosphäre verglühen, zu Sternschnuppen. Die Umlaufbahn der Geminiden um die Sonne beträgt nur 1,65 Jahre, zu kurz für einen Kometen.  

1983 entdeckten Astronomen Phaeton, einer der größten bekannten erdbahnkreuzenden Asteroiden. Nach neuesten Messungen beträgt sein Durchmesser 5,8 Kilometer. Am 16. Dezember 2017 passierte er die Erde zuletzt in nur zehn Millionen Kilometern Entfernung.

Phaeton gehört zur Gruppe der Apollo-Asteroiden und zieht auf einem stark elliptischen Orbit fast dieselbe Bahn um die Sonne wie die Geminiden. Asteroiden bestehen im Gegensatz zu Kometen in der Regel hauptsächlich aus festen Stoffen und lassen somit keine flüchtigen Stoffe an ihrer Oberfläche ausgasen. Dennoch ist bei dem fast kugelförmigen Phaeton in regelmäßigen Abständen in seinem Perihel – dem sonnennächsten Punkt – ein Staubschweif zu beobachten.

Quelle und Fortsetzung der Meldung hier: https://www.dlr.de/dlr/desktopdefault.aspx/tabid-10252/356_read-31355/#/gallery/32955


Läßt sich Darmkrebs überlisten? Wie zerstört man Tumorzellen durch Streß?

Lassen sich Krebszellen überlisten? Ist es möglich, ein zytostatisches in ein zytotoxisches Zellprogramm umzuwandeln – und so den Zellzyklus nicht nur zu stoppen, sondern den Tod der Krebszellen herbeizuführen?

Wie lässt sich ein durch Chemotherapie ausgelöstes, für Darmkrebszellen tödliches Programm mit neuen Medikamenten verstärken?

Antworten auf diese Fragen hat ein Forscherteam um Univ.-Prof. Dr. Oliver H. Krämer vom Institut für Toxikologie an der Universitätsmedizin Mainz gefunden. Ihre Forschungsergebnisse zeigen erstmals, wie die Zellzyklusregulation und die Antwort von Zellen auf eine gestörte Verdopplung ihrer DNA zu einer neuen Therapiestrategie von Darmkrebs führen können. S

ie sind nachzulesen in der Februarausgabe der namhaften Fachzeitschrift „Nature Communications“.

Der Zellzyklus ist ein komplizierter Prozess. All seine Phasen lassen sich durch bestimmte Faktoren hemmen oder fördern. Zytostatika verzögern oder unterbrechen das Fortschreiten der Zellteilung. Möglich wird dies durch Zellzyklus-Kontrollpunkte, sogenannte Checkpoints. Diese sorgen dafür, dass der nächste Schritt im Zellzyklus erst dann erfolgt, wenn der Vorhergehende abgeschlossen ist. Indem sie Dauer und Abfolge der Phasenübergänge regulieren, schützen sie die Unversehrtheit des Erbguts und verhindern eine „Entartung“ gesunder Zellen.

Für die Wissenschaft sind diese Checkpoints interessant, weil hier sowohl die Möglichkeit besteht, den Zellzyklus zu stoppen (Arretierung) als auch den programmierten Zelltod (Apoptose) einzuleiten. Indem der Zellzyklus beeinflusst wird und Checkpoints in sich schnell teilenden Krebszellen ausgeschaltet werden, können diese therapeutisch eliminiert werden.

Genau an diesem Punkt haben die Mainzer Wissenschaftler für die hier vorgestellte Studie angesetzt. Professor Krämer und sein Team hatten es sich für die Studie zur Aufgabe gemacht, die Gene-Expression von Zellen, also welche Gene tatsächlich aktiv sind, zu analysieren und die Frage zu beantworten, ob und wie sich ein zytostatisches in ein zytotoxisches Zellprogramm umwandeln lässt. Ihr Ziel war der Zelltod, nicht nur der Stopp des Zellzyklus.

Ihre Untersuchungen ergaben Folgendes: Wird der Zelle das Zytostatikum Hydroxyurea zugeführt, werden ihre Funktionsabläufe gestört: Sie produziert eine nur unzureichende Menge an DNA-Bausteinen. In Folge dessen kommt es zu einem geregelten Stopp des Zellzyklus. Wenn der Zellzyklus gebremst wird, ändert sich die Ableserate bestimmter Gene.

Dieser Prozess unterliegt der Steuerung durch die Enzymgruppe der Histon-Deacetylasen (HDACs), welche 18 Proteine umfasst. Diese Moleküle regulieren als sog. epigenetische Modulatoren die Genexpression ohne die Abfolge der DNA-Basenpaare und damit die Verschlüsselung der Erbinformation zu verändern.

Hierfür modulieren HDACs die Markierung von wichtigen Proteinen mit Acetylresten. Eine neu von Professor Krämer entdeckte Funktion der HDACs besteht darin, dass sie PR130, eine Untereinheit des Enzyms Phosphatase-2A (PP2A), unterdrücken. Dieses reguliert einen essentiellen biologischen Prozess, das reversible Anhängen einer Phosphatgruppe an Proteine. PR130 ist ein sehr kritischer Regulator. Denn seine Anwesenheit ist entscheidend dafür verantwortlich, ob und wie stark die Phosphatgruppen übertragenden Checkpoint-Kinasen den Zellzyklus bei Gabe von Hydroxyurea anhalten können. „Durch die Gabe von klinisch erprobten und nebenwirkungsarmen Substanzen, die gegen eine Untergruppe der Histondeacetylasen (HDAC-Inhibitoren) wirken, gelang es uns sogar, den Krebszellen gänzlich die Kontrolle über ihren Zyklus zu entziehen“, erläutert Univ.-Prof. Dr. Oliver H. Krämer vom Institut für Toxikologie an der Universitätsmedizin Mainz.

Wie die Wissenschaftler um Professor Krämer im Rahmen ihrer Studie feststellten, modulieren speziell die HDACs HDAC1 und HDAC2 über PR130 kritische Signalwege, die bei Gabe von Hydroxyurea für das Überleben von Krebszellen wichtig sind. Den Forschern ist es gelungen, durch die Kombination von Hydroxyurea mit HDAC-Inhibitoren ein therapeutisch erwünschtes Zelltodprogramm – welches die sogenannte mitotische Katastrophe und die Apoptose umfasst – Tumorzellen abzutöten.

„Diese Forschungsergebnisse zeigen erstmals, wie die Zellzyklusregulation und die Antwort von Zellen auf replikativen Stress spezifisch durch zwei HDACs und PR130 reguliert werden“, so Professor Krämer. „Da Darmkrebs eine sehr häufige Tumorerkrankung darstellt, könnten derzeit zur Behandlung eingesetzte Chemotherapeutika in Kombination mit HDAC Inhibitoren eine neue Therapiestrategie darstellen. Dies wollen wir in Zukunft erforschen“.

Infos zur Studie:
„HDAC1 and HDAC2 integrate checkpoint kinase phosphorylation and cell fate through the phosphatase-2A subunit PR130.”; Göder A, Emmerich C, Nikolova T, Kiweler N, Schreiber M, Kühl T, Imhof D, Christmann M, Heinzel T, Schneider G, Krämer OH; Nature Communications. 2018 Feb 22; 9(1):764; doi: 10.1038/s41467-018-03096-0.

Kontakt: Univ.-Prof. Dr. Oliver H. Krämer,
Institut für Toxikologie, Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz,
Geb. 905, 15. OG, Obere Zahlbacher Straße 67, 55131 Mainz
Telefon: 06131-17-9218, Fax: 06131-17-9023, E-Mail: okraemer@uni-mainz.de

Quelle: Universitätsmedizin Mainz


Simulierter Mars in der Negev-Wüste

Ein Team aus sechs israelischen Wissenschaftlern hat am Sonntag eine viertägige Reise zum Mars beendet – oder jedenfalls in die Negev-Wüste, wo eine Mars-Simulation durchgeführt wurde. 

Das Experiment im Rahmen des Projektes D-Mars, bei dem die Bedingungen des Roten Planeten simuliert wurden, wurde nahe der Ortschaft Mitzpe Ramon abgehalten. Die Bedingungen dort ähnelten jenen auf dem Mars in Geologie, Trockenheit, Aussehen und Verwüstung, erklärte das israelische Wissenschafts-Ministerium.

Die Teilnehmer untersuchten verschiedene Felder, die für eine zukünftige Marsmission von Bedeutung sein könnten, so etwa Satelliten-Kommunikation, psychologische Auswirkungen von Isolation, Strahlenmessung und die Suche nach Anzeigen von Leben im Boden.

Guy Ron, Professor für Nuklearforschung an der Hebräischen Universität Jerusalem und selbst Teilnehmer, sagte dazu, das Projekt diene nicht nur der Forschung, sondern wolle auch die Öffentlichkeit stärker für das Thema interessieren und Studierende dafür gewinnen.

Quelle (Text/Foto): http://newsletter.israel.de/i/fFT-wCvBk0qfepENOwBvGQv9xly7qPYu


Haben schottische Forscher erstmals weibliche Eizellen im Labor gezüchtet?

Wissenschaftler der schottischen Universität Edinburgh wollen unreife Vorläuferzellen menschlicher Eizellen im Labor erstmals bis zur völligen Reife gebracht haben.

Wie das Team um Evelyn Telfer in der Fachzeitschrift „Molecular Human Reproduction“ schreibt, habe es dazu Eierstöcken entnommene Zellen in verschiedenen und mit speziellen Wachstumsfaktoren versehenen Kulturmedien reifen lassen. Binnen 20 Tagen hätten sich aus den unreifen Vorläuferzellen Zellen entwickelt, die mehrere der Eigenschaften aufwiesen, die für reife Eizellen charakteristisch seien.

Wie die Forscher weiter schreiben, wiesen die Zellen jedoch auch sichtbare Anomalien auf. Ob aus solchen Zellen – im Falle einer künstlichen Befruchtung – auch gesunde Kinder entstehen können, sei völlig offen.

Quelle: ALfA-Newsletter