Die alles umgebende Kosmische Hintergrundstrahlung entstand in der Frühzeit des Universums ca. 400.000 Jahre nach dem Urknall. Das Universum war gerade soweit abgekühlt, dass sich aus dem geladenen Plasma neutrale Wasserstoffatome bilden konnten, wodurch sich Licht nun ungehindert ausbreiten konnte. Die Strahlung aus dieser Zeit ist heute noch im Mikrowellenbereich sichtbar und bietet einen detailreichen Schnappschuss mit vielfältigen Informationen über die Zusammensetzung und Entwicklung des Universums.

Ein starkes Magnetfeld schützt die Erde vor der schädlichen Kosmischen Strahlung. Ohne Magnetfelder gäbe es kein höheres Leben, und auch der übrige Kosmos wäre langweilig: keine Sonnenflecken, keine Korona, keine Pulsare, keine Quasare. Die Geburt eines Sterns kommt nicht ohne Hilfe von Magnetfeldern aus. Magnetische Monopole, die Magnetfelder zerstören können, sind zum Glück sehr selten – falls es sie überhaupt gibt. In der Frühzeit des Universums gab es bereits Magnetfelder, die die Bildung von Milchstraßensystemen unterstützten. Ein Teil dieser fossilen Felder wird bis heute in Galaxien beobachtet und durch gigantische „Dynamos” verstärkt. Der Vortrag gibt einen mit aktuellen Aspekten ergänzten Überblick.

Eiszeiten und Warmzeiten hat es auf der Erde immer schon gegeben. Das läßt sich aus Eis- oder Sediment-Bohrkernen oder auch durch geologische und paläontologische Untersuchungen nachweisen. Dabei sind z.B. auch Maximaltemperaturen aufgetreten, die jedem heutigen Klimaforscher nur noch schlaflose Nächte bereiten würden. Die Menschheit trägt zu diesen natürlichen Klimaschwankungen erst seit erdgeschichtlich extrem kurzer Zeit, dafür offenbar aber umso nachhaltiger bei.

Auf den ersten Blick erscheint der Sternenhimmel starr und unbeweglich. Dabei bewegen sich die meisten Objekte mit astronomischen Geschwindigkeiten durch das Universum. So wie die Planeten um die Sonne kreisen, läuft auch die Sonne um das Zentrum der Milchstraße und erreicht dabei eine Geschwindigkeit von über 220 Kilometer pro Sekunde.

Es begann mit einem Buch voller astronomischer Daten: Planetenpositionen, Mondphasen, Ostertermine etc. In solchen Zahlenkolonnen steckt Musik! Der Autor - Berufsmusiker, Komponist und langjähriger Amateurastronom - entwickelte Mitte der 1990er Jahre eine Methode, um diese Daten in Klangereignisse zu übersetzten. Die Grundidee, Daten zu „verklanglichen”, wird Sonifikation genannt und erfreut sich in der Wissenschaft wachsender Beliebtheit.

Keilschrifttexte belegen die Existenz einer hochentwickelten, vielfältigen Astronomie in Babylonien. Dies fängt an mit astrologischen Omina in der altbabylonischen Zeit (1900 – 1600 v. Chr.), und kulminiert in der Entstehung der ältest belegten mathematischen Astronomie in der spätbabylonischen Zeit (450 v. Chr. – 100 n. Chr.). Die mesopotamischen Astronomen verdanken ihren Erfolg der systematischen Himmelsbeobachtung und der Entwicklung effizienter Rechenverfahren. Dabei gelang es ihnen, unter sich ändernden politischen Bedingungen die Relevanz ihres Faches durch ein geschicktes Anpassungsvermögen bis zum Ende der Keilschriftkultur immer wieder zu gewährleisten.

Die Frage nach den Grundgesetzen der Natur ist eine, der insbesondere in den Tiefen des Weltraumes nachgegangen werden muss. Nur so ist es möglich, extreme Bedingungen zu finden, welche die heutige bekannte Physik auf die Zereißprobe stellen. Ist es wirklich der Fall, dass wir die ganze Physik heute schon kennen? Die Antwort ist offenbar nein, obwohl das letzte Jahrhundert gerade mit der Allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantenphysik zwei extrem erfolgreiche Theorien hervorgebracht hat. Das Ziel astronomischer Beobachtungen ist es daher auch, den Gültigkeitsbereich heutiger Theorien zu vermessen. Der Vortrag wird Beispiele beinhalten, wie das insbesondere mit sogenannten Pulsaren erreicht werden kann – heute und in der Zukunft.

Seit fast einhundert Jahren hat es nicht mehr so wenige Sonnenflecken gegeben wie in den letzten Monaten seit Anfang 2008. Das derzeitige Sonnenflecken-Minimum ist dabei länger und tiefer als gewöhnlich. Ist das der Anfang einer neuen, längeren Minimums-Periode wie dem Maunder-Minimum nach Galileo Galileis ersten Sonnenflecken-Beobachtungen? Wann wird sich neue Sonnen-Aktivität entwickeln und das nächste Maximum stattfinden? Welche Auswirkungen auf das irdische Klima können sich daraus ergeben und welche physikalischen Prozesse stehen möglicherweise hinter diesem ungewöhnlichen Verhalten der Sonne?

Unser menschlicher Verstand glaubt bei Ansicht des Naturgeschehens tiefe Gesetzmäßigkeiten hinter diesem Geschehen erkennen zu können. Er versteht die Natur, obwohl diese doch wohl nicht die Natur des Verstandes ist. Bei allen Versuchen, solche Gesetzmäßigkeiten in Form physikalischer Gleichungen zu formulieren, ergeben sich mathematisch-formelmäßige Darstellungen, in denen, wie der Vortrag zeigen soll, zwangsweise gewisse Naturkonstanten auftreten. Wie sich bei genauem Studium dieser Gegegenheiten erweist, kann aber das solchermaßen formulierte Naturgeschehen nur dann eine akzeptable Repräsentation der Realität dieser Welt ergeben, wenn diese Naturkonstanten, wie etwa die Elementarladung, die Lichtgeschwindigkeit, das Wirkungsquantum etc., nicht nur konstante, sondern ganz bestimmte, sakrosankte Werte haben und dies auch schon immer in den frühen Zeiten der Evolution des Kosmos hatten. Schon bei geringfügig anderen als den heute gültigen Werten dieser Konstanten wäre nicht nur unsere Welt, sondern auch wir als Menschen in ihr völlig verloren. Wie kann aber eine solch extreme Sensibilität unserer Weltdarstellung gegenüber den Werten der verwendeten Konstanten verstanden werden? Hat Gott das eben alles so eingerichtet, daß es gerade klappt? Oder haben wir mit unserem physikalischen Weltbild ein viel zu anfälliges, und damit baufälliges Weltkonstrukt zurechtgezimmert, das in der Zukunft noch einer sehr grundsätzlichen Revision bedarf?

Eine weitgefächerte Phänomenologie beschreibt die Aktivitätseigenschaften der Sonne, die sich über das gesamte elektromagnetische Spektrum vom Radiobereich bis hin in den Gamma-Bereich nachweisen lassen. Alle Aktivitätsindikatoren variieren im 11-Jahresrhythmus des Sonnenfleckenzyklus und legen einen letztendlich magnetischen Ursprung nahe. Als Ursache der magnetischen Aktivität der Sonne wird ein magnetischer Dynamo angenommen, der tief im Sonneninnern ein neues Magnetfeld erzeugt, das durch magnetischen Auftrieb an die Oberfläche gelangt und dort beobachtbar wird. Es stellt sich die offensichtliche Frage, inwieweit ähnliche Prozesse auf anderen Sternen stattfinden, inwieweit die Sonne ein typisches Verhalten aufweist, und welche Stellarparameter die Stärke der beobachteten Stellaraktivität kontrollieren.

Seit 2004 befindet sich die Mission Cassini/Huygens in einer Umlaufbahn um Saturn. Auf ihrer Bahn fliegt die Raumsonde auch sehr nahe an verschiedenen Monden des Saturnsystems vorbei. Im Vortrag werden Ergebnisse der wissenschaftlichen Instrumente präsentiert, die die faszinierende Welt der Monde und ihrer Umgebung beschreiben. Ein Schwerpunkt wird dabei bei den Monden liegen, die eine Atmosphäre tragen bzw. deren Oberflächen von Wassereis wesentlich mitbestimmt werden.