Weltall

      WELTALL,
      WELTRAUM, UNIVERSUM, KOSMOS, ALL.
      DER RAUM UND ALLES WAS SICH DARIN BEFINDET.



      DAS WELTALL IST GESCHLOSSEN UND ENDLICH, ABER UNBEGRENZT. FÜR
      UNS UNBEGREIFLICHE REALITÄT, UND AUCH ALBERT EINSTEIN KONNTE
      SICH DAS UNIVERSUM NICHT VORSTELLEN.

      BIG BANG

      Mit den größten Fernrohren erblickt man das Weltall bis zu 15 Mrd. Lichtjahren Entfernung in jede Richtung und findet es erfüllt von
      mehr als 100 Mrd. Sternensystemen. Man schätzt heute den Radius des Weltalls auf 18 Mrd. Lichtjahre.

      Die Vorstellung von der unendlichen Ausdehnung des Weltalls ist durch die allgemeine Relativitätstheorie als falsch erkannt worden.
      Nach Einstein ist der Raum gekrümmt und die Raumkrümmung abhängig von der mittleren Dichte der im Raum enthaltenen
      Materie. Das Weltall ist geschlossen und endlich, aber unbegrenzt. Wegen der Fluchtbewegung der Galaxien nimmt die Materie-
      dichte (und damit die Raumkrümmung) ständig ab. Der Radius des Weltalls ist daher nicht konstant, sondern nimmt stetig zu, das
      Weltall dehnt sich aus.

      Je weiter die Objekte entfernt sind, die wir mit Teleskopen beobachten, desto tiefer blicken wir zurück in die Vergangenheit. Schon
      das Licht der Magellanschen Wolken, unserer nächstgelegenen Galaxie, ist über 165 000 Jahre alt und also noch vor der letzten
      Großen Eiszeit zu Lebzeiten der Neandertaler entstanden. Die fernsten bekannten Objekte, die Quasare, mit einer Entfernung von bis zu 15 Milliarden Lichtjahren, entsandten ihr Licht also zu einer Zeit, in der es unsere Sonne und die Erde noch gar nicht gab.

      BIG BANG

      Die Urknalltheorie wird heute kaum noch von einem Astronomen bezweifelt. Der Priester und Astronom Georges Lemaitre kam 1927
      auf die Idee. Er behauptete , daß bei einer radioaktiven Explosion eines Uratoms, in dem alle Masse und Energie enthalten war, ein
      expandierendes Universum entstanden sei. Der Kernphysiker und Kosmologe Georg Gamow erarbeitete mit Ralph Alpher und
      Hans Bethe das Modell eines heißen und dichten frühen Universums, und entwickelte so die Urknalltheorie. Seine großartige Vorher-
      sage, daß das Universum heute bis auf wenige Grad über Null abgekühlt sei, wurde durch die Entdeckung der kosmischen Hinter-
      grundstrahlung 1965 bestätigt.

      Nach heutigen Erkenntnissen entstand das Weltall aus reiner Energie und war unmittelbar nach dem Urknall kleiner als ein Atom-
      kern. Die Unregelmäßigkeiten, die in der Verteilung der Energie entstanden, sind heute als Flecken in der kosmischen Hintergrund-
      strahlung messbar. In der Phase der Inflation dehnte sich das Universum schlagartig innerhalb einer billionstel Sekunde auf astro-
      nomische Größe aus, die Unregelmäßigkeiten wuchsen mit. Nach dieser Ausdehnung kondensierte ein Teil der Energie zu
      Materie, und es entstanden Elementarteilchen und Atome. Wegen der Unregelmäßigkeiten wurde die Materie nicht gleichförmig ver-
      teilt und es entstanden Gaswolken aus denen später Galaxien und Sterne wurden.

      Das Universum expandiert seit 14 Milliarden Jahren und wird dies weiter, bis in alle Ewigkeit tun. In 100 Billionen Jahren werden die
      letzten Sterne verglühen und der Grossteil wird zu Weißen Zwergen mit sehr geringer Leuchtkraft werden. Nach 100 Quintillionen
      Jahren lösen sich die Atomkerne auf, es kommt zum totalen Zerfall der Materie. Es wird dunkel im Kosmos, und allein die Schwarzen
      Löcher existieren weiter. Schließlich, wenn die unvorstellbare Zeitspanne von 10100 Jahren vergangen ist, verdampfen auch die Schwarzen Löcher, das All versinkt in völliger Dunkelheit. Es existiert nichts mehr als der kalte und leere Raum, der sich immer noch
      weiter ausdehnen wird. Die Möglichkeit das das Universum Tochteruniversen gebirt die sich dann abnabeln, kann nicht ausge-
      schlossen werden.
      Warum sind alle Planeten rund?


      Planeten sind aus einem ähnlichen Grund rund, weshalb auch frei schwebende Wassertropfen rund sind. Die "Tropfenform" erhalten sie bloß dann, wenn sie eben nicht frei schweben: etwa wenn sie am Wasserhahn hängen - dabei zerrt die Schwerkraft einseitig, wenn auch vergebens an ihnen, oder wenn sie durch die Luft zu Boden fallen - dabei entsteht ein "Fahrtwind", der sie nach hinten in die Länge zieht.

      Frei schwebende Tropfen sind rund, weil das für sie die günstigste Konfiguration ist. Bei länglichen Tropfen entstehen Ungleichmäßigkeiten in der Oberflächenspannung, die in gewissen Richtungen stärker wirkt als in anderen. Bei runden frei schwebenden Tropfen herrscht Gleichgewicht, keine Richtung der Kräfte wird bevorzugt.

      Nun werden Sie einwenden: Planeten sind aber nicht flüssig - sie können eventuell auftretenden ungleichmäßigen Kräften nicht einfach nachgeben und die runde Form einnehmen - auch die Steine sind doch nicht alle rund!

      Das stimmt. Zumindest bis zu einem gewissen Grade. In der Tat gibt es Kleinplaneten (bis zu einer Größe von einigen hundert Kilometern), die aussehen wie die krümmsten Kartoffeln. Aber wenn sie deutlich größer werden, dann wächst die Schwerkraft, mit welcher unterschiedliche Teile innerhalb dieser Körper sich gegenseitig anziehen, so stark an, dass auch das härteste Gestein nachgibt und sich sozusagen verflüssigt. Es ordnet sich so lange um, bis wieder vollständige Symmetrie erreicht ist und alle inneren Kräfte im Gleichgewicht sind: diese Bedingung ist bei der Kugelgestalt erfüllt, und nur bei dieser!

      Was bei steinigen Körpern wie der Erde, dem Mond, dem Mars usw. funktioniert, wird bei Planeten im gasförmigen Zustand um so besser klappen: Jupiter und Saturn sind perfekte Kugeln, und aus eben demselben Grund ist es auch die Sonne - ein noch viel größerer Gaskörper
      Lichtjahr
      Norm Astronomische Maßeinheiten
      Name Lichtjahr
      Lichtstunde
      Lichtminute
      Lichtsekunde
      Einheitenzeichen



      Dimension Länge
      Formelzeichen der Dimension l
      Beschriebene Größe(n) Weg, Strecke, Durchmesser
      Formelzeichen der
      beschriebenen Größe(n)
      In SI-Einheiten



      Abgeleitet von Lichtgeschwindigkeit
      Siehe auch: Parsec, Astronomische Einheit
      Das Lichtjahr ist die Strecke, die eine elektromagnetische Welle wie das Licht in einem Jahr im Vakuum zurücklegt. Das sind etwa 9,5 Billionen Kilometer (9,5 · 1012 km).

      Das Lichtjahr ist eine astronomische Längeneinheit und nicht, wie der Name vermuten lassen könnte, eine Zeiteinheit. Es ist im Internationalen Einheitensystem nicht zulässig. Trotzdem gilt es in der Astronomie als unverzichtbar und wird weiterhin verwendet.

      Analog zum Lichtjahr sind die Einheiten Lichtsekunde (ca. 300.000 Kilometer), Lichtminute (ca. 18 Millionen Kilometer) und Lichtstunde (ca. 1,1 Milliarden Kilometer) definiert. Während diese über die Basiseinheiten Meter und Sekunde des Internationalen Einheitensystems festgelegt sind, kann der Definition des Lichtjahrs zum Beispiel das tropische Jahr, das gregorianische Jahr, das julianische Jahr oder das siderische Jahr zugrundegelegt werden. Da die in Frage kommenden Jahreslängen um weniger als 0,005 Prozent voneinander abweichen, ist die zugrundegelegte Jahresdefinition erst ab fünfstelliger Genauigkeit von Bedeutung. Die Internationale Astronomische Union empfiehlt, dass „Jahr“ ohne genauere Angaben das julianische Jahr bezeichnet.[1]

      Ein Lichtjahr (1 Lj) sind:

      9,461 · 1015 m, fast 9½ Billiarden Meter,
      63240 AE (Astronomische Einheiten),
      0,3066 pc (Parsec),
      9,460 528 188 23 · 1015 m bezüglich des tropischen Jahrs (zur Epoche J2000.0),
      9,460 536 207 068 016 · 1015 m bezüglich des gregorianischen Jahrs (exakt),
      9,460 730 472 580 8 · 1015 m bezüglich des julianischen Jahrs (exakt) und
      9,460 895 221 · 1015 m bezüglich des siderischen Jahrs (zur Epoche J2000.0).
      Exakt festgelegt sind:

      eine Lichtsekunde (1 Ls) als 299.792,458 km (ca. 300 Millionen Meter),
      eine Lichtminute (1 Lm) als 17.987.547,48 km (ca. 18 Milliarden Meter),
      eine Lichtstunde (1 Lh) als 1.079.252.848,8 km (ca. 1,1 Billionen Meter).

      Beispiele [Bearbeiten]Die mittlere Entfernung zwischen Erde und Mond beträgt ca. 1,3 Lichtsekunden.
      Unsere Erde ist von der Sonne im Mittel ca. 500 Lichtsekunden bzw. 8,3 Lichtminuten entfernt.
      Unser Sonnensystem misst im Durchmesser ca. 150 Lichtstunden.
      Der sonnennächste Stern, Proxima Centauri, ist ca. 4,2 Lichtjahre entfernt.
      Der Durchmesser unserer Galaxie, der Milchstraße, beträgt ca. 100.000 Lichtjahre.
      Die Entfernung zur nächsten größeren Galaxie, dem Andromedanebel, beträgt ca. 2,4–2,7 Millionen Lichtjahre.

      Erstmals Exoplanet mit Wasser gefunden

      Erstmals Exoplanet mit Wasser gefunden

      HD189733b ist ein Gasriese von Jupiter-Größe, der seinen Mutterstern in geringer Distanz umkreist


      London - Astronomen haben erstmals Wasser auf einem Planeten außerhalb des Sonnensystems entdeckt. Wie das Wissenschaftsmagazin "Nature" am Mittwoch vorab aus seiner neuen Ausgabe berichtete, gelang der Nachweis einem Forscherteam der europäischen Raumfahrtbehörde ESA und des Londoner University College. Was allerdings nicht bedeutet, dass der Planet namens HD189733b erdähnlich wäre: Auf seiner Oberfläche herrschen so hohe Temperaturen, dass selbst Metalle schmelzen. Der Planet, der rund 15 Prozent größer ist als der Jupiter, besteht vornehmlich aus Gas. Gefunden wurde er in ca 63 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Fuchs.

      Astronomen unter Leitung der ESA-Forscherin Giovanna Tinetti nahmen ihn mit dem im Orbit stationierten Spitzer Infrarot-Teleskop der NASA genauer unter die Lupe. Bei der Beobachtung des Vorbeizugs vor seiner Sonne seien Veränderungen im Spektrum des Lichts registriert worden, die nur mit dem Vorhandensein von Wasser bzw. Wasserdampf erklärt werden könnten, heißt es in dem Bericht.

      Geringe Distanz zum Mutterstern

      Die Sonne des Planeten ist ungefähr so groß wie unser Heimatstern, der Planet umkreist diese aber auf einer 30 Mal engeren Umlaufbahn als die Erde unsere Sonne, weshalb in seiner Atmosphäre Temperaturen von rund 2.000 Grad Celsius herrschen. Dies gilt jedenfalls für die sonnenzugewandte Seite. Auf der abgewandten Seite dürften die Temperaturen "nur" ein Viertel so hoch sein.

      "Obwohl HD 189733b weit davon entfernt ist, bewohnbar zu sein und eine sehr feindliche Umwelt bietet, zeigt unsere Entdeckung, dass Wasser häufiger vorkommen könnte als bisher angenommen", erklärte Tinetti. "Unsere Methode kann in Zukunft eingesetzt werden, um 'lebensfreundlichere' Umgebungen zu untersuchen." Einen erdähnlichen Planeten mit Wasser in der Atmosphäre zu finden, sei der "Heilige Gral" für die Planeten-Jäger. "Dass Wasser auf einem Gasriesen außerhalb des Sonnensystems gefunden wurde, ist ein wichtiger Meilenstein auf der Straße der Entdeckung."

      Exoplaneten

      Planeten außerhalb des Sonnensystems wurden erstmals Mitte der neunziger Jahre entdeckt. Bisher gibt es rund 245 von ihnen, pro Monat kommen im Schnitt drei oder vier hinzu. Praktisch alle Planeten werden indirekt nachgewiesen, indem sich das von ihrer Sonne zur Erde gesandte Licht bei einem Vorbeiziehen verändert. Aus der entstehenden Lichtveränderung können Experten die Größe des Planeten, seinen Orbit und die Zusammensetzung seiner Atmosphäre ablesen.