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Heelal
Ein Teil des Universums

Es Universum oder Universum in dem Astronomie, oder der Kosmos in dem Kosmologie, sind Synonyme für alle Angelegenheit und Energie im gesamten Freizeit-Kontinuum in dem die Mann entwickelt sich.

Definition

Die Astronomie unterscheidet zwischen den sichtbar und der theoretisch Universum:

  • Das sichtbare Universum umfasst den Teil des Universums, von dem seit "Anfang der Zeit" Licht die Erde erreichen könnte, und das daher für den Menschen beobachtbar ist. Mit den Daten Lichtgeschwindigkeit ist der Teil des Universums, der vom "Anfang der Zeit" gemessen für den Menschen beobachtbar, endlich ist.
  • Der Begriff "theoretisches Universum" bezieht sich auf verschiedene kosmologischeModelle, die theoretisch mögliche, allumfassende Strukturen beschreiben, in die das sichtbare Universum „eingebettet“ werden kann. Diese Modelle werden in den verschiedenen Stringtheorien und in der Theorie eines möglichen Multiversum.

Der Urknall

Physikalische Kosmologie
Ein Bild des Universums durch die WMAP

Allgemeines
Universum · Urknall · Alter des Universums · Chronologie des Universums
Frühes Universum
Inflation · Urknall Nukleosynthese · kosmischer Mikrowellenhintergrund
Expandierendes Universum
Rotverschiebung · Hubbles Gesetz · metrische Raumausdehnung · Friedmann-Gleichung · FLRW-Metrik
Strukturbildung
Gestalt des Universums · flaches Universum
Zukunft des Universums
ultimatives Schicksal des Universums
Komponenten
dunkle Energie · Dunkle Materie
Experimente
Sloan Digital Sky Survey · Planck-Observatorium · Wilkinson Mikrowellen-Anisotropie-Sonde

Die aktuelle Wissenschaft geht davon aus, dass das Universum so entstanden ist, wie es in der Urknalltheorie, die besagt, dass das Universum ungefähr 13,75 . groß ist Milliarde (± 1%) Jahren.Der belgische Astronom Georges Lemaître stellte 1927 die Theorie vor, dass sich das Universum ausdehnt, die besagt, dass entfernte Galaxien a Rotverschiebung Show. Der amerikanische Astronom Edwin Hubble fand zwei Jahre später experimentelle Beweise für Lemaîtres Theorie. Hubble hat bewiesen, dass alle Galaxien sich von der Erde entfernen, mit einer Geschwindigkeit proportional zu ihrer Entfernung von der Erde, ein Gesetz der Physik, das heute das Hubble-Lemaître wird genannt. Diese Tatsache impliziert einen ursprünglichen Anfang ab einem bestimmten Punkt, und 1931 entwickelte Lemaître dieî Hypothese dass das Universum aus der Explosion eines "Uratoms" entstanden sein muss. Spät Diese Theorie wurde später vom britischen Astronomen übernommen Fred Hoyle "Urknalltheorie", ein immer noch gebräuchlicher Begriff mit (heute) neutralem Konnotation. Der Hauptbeweis für die Theorie kam 1964 von Arno Allan Penzias und Robert Woodrow Wilson, die dafür Nobelpreis für Physik habe. Sie haben es zufällig entdeckt, sie haben nicht danach gesucht, die kosmischer Mikrowellenhintergrund, welches wurde vorhergesagt nach der Urknalltheorie.

Von den am weitesten entfernten Galaxien, die Wellenlänge des Lichts, das die Erde erreicht, hat sich um mehr als den Faktor 6 erhöht. Dies deutet darauf hin, dass sich das Universum um diesen Faktor ausgedehnt hat, seit das Licht diese Galaxien nach dem Urknall verlassen hat.

Die Temperaturverteilung der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung über den Himmel in mollweide projektion 379.000 Jahre nach dem Urknall, erstellt vom WMAP-Team der NASA. Die Farben zeigen Abweichungen von der Durchschnittstemperatur (2.7260±0.0013 Kelvin) bis 0.0002 K an.

Basierend auf der Temperatur des kosmischer Mikrowellenhintergrund gemessen mit dem "Cosmic Background Explorer" (COBE) könnte berechnet werden, wie alt das Universum ist. Der Zeitpunkt des Urknalls wurde schließlich vor 15,556 Milliarden Jahren bestimmt, mit einer Fehlerquote von (relativ nur) 24 Millionen Jahren. Neuere Forschung mit dem Wilkinson Mikrowellen-Anisotropie-Sonde (WMAP) gab jedoch ein Alter von 13,7 Milliarden Jahren mit einer Unsicherheit von 1% (ca. 137 Millionen Jahre) an. Messungen von ESA mit Planck-Observatorium, veröffentlicht im Jahr 2013, weisen auf ein Alter von 13,8 Milliarden Jahren hin.[1]

Das sichtbare Universum

Die großräumige Struktur

Um die großräumige Struktur des Universums zu studieren, wird in verschiedenen Bereichen der Welt versucht Himmel, indem man Langzeitbelichtungen mit mehreren Teleskopen gleichzeitig untersucht, um möglichst schwach leuchtende Galaxien. Beispiele sind es Hubble Extreme Deep Field und der Lockman-Loch. Es gibt auch Projekte, um die Rotverschiebung und damit die Entfernung möglichst vieler Galaxien zu bestimmen, zum Beispiel die Sloan Digital Sky Survey.

Nach heutigem Wissen besteht das sichtbare Universum aus großen Gruppen Supercluster und Haufen, die zusammen mit Galaxienketten (Filamente), bilden ein fadenförmiges Netzwerk, zwischen dem enorme super hohlräume gelegen. Diese Cluster bestehen wiederum aus Hunderten bis Tausenden Galaxien. Ein solcher Cluster kann einen Durchmesser von mehreren zehn bis hundert Millionen haben Lichtjahre.

Das Topologie von diesem großräumige Struktur des Universums kann man mit Seifenlauge vergleichen: Die Materie des Universums ist in dünnen „flachen“ Regionen enthalten, die relativ „leere“ Superhohlräume einschließen. An den Grenzen der Ebenen befinden sich die Filamente, langgestreckte Galaxienbündel, und an den Schnittpunkten der Filamente befinden sich die Haufen. Ein anderer Vergleich ist der mit einem Schwamm, bei dem auch die „leeren“ Bereiche miteinander verbunden sind. Bei den größten Entfernungen werden diese Filamente Große Quasargruppe nannte diese großen Zahlen Quasare enthalten[2]. Einer der größten davon ist der Riesige große Quasargruppe.

Hubble Ultra Deep Field.jpg
Es Hubble Ultra Deep Field, ein winziges Stück des Sichtbaren Himmel vergrößert durch die Hubble-Weltraumteleskop (NASA & ESA, 2004). fast jeder ellipsoid Punkt ist ein separater Galaxis mit jeweils etwa 100 Milliarden Sterne. Nur die wenigen genau runden Punkte sind Sterne der Milchstraße, die im Vordergrund stehen. In jede beliebige Richtung sieht man ungefähr das gleiche Bild: ein Universum voller Milliarden von Galaxien. Für weitere Details können Sie auf das Bild klicken.

Platz der Erde im Kosmos

Vorstellungen über den Platz der Erde im Kosmos sind nicht mehr gültig Geozentrizität oder Heliozentrismus kontrolliert, wie zum Zeitpunkt der Kopernikus und Galilei. Der Standort der Erde kann nun einigermaßen gut geortet werden. Vom kleineren zum größeren System ist die Erde sukzessive Teil von:

  • Es Sonnensystem. Die Erde befindet sich in der Nähe des Zentrums des Sonnensystems, etwa 150 Millionen Kilometer oder 8 Lichtminuten von a gelber Zwerg, die als die bekannt ist Sonne. Die Erde dreht sich mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 30 km/s um diesen gelben Zwerg. EIN Revolution dauert ein Jahr. Die Erde ist etwa 15 bis 20 Milliarden Kilometer oder 14 bis 18 . groß Lichtstunde von der Grenze des Sonnensystems, auch genannt Heliopause, Wert interstellarer Raum beginnt.
  • Das Lokaler Anruf. Das Sonnensystem ist im Lokale Bel, eine Öffnung im interstellares Gas jetzt sofort Dichte von nur 1/10 der Fläche, verursacht durch Millionen Jahre alte Explosionen von Supernovas, das Gas und Staub in der Nähe ausbläst. Die lokale Blase hat einen Durchmesser von 600 bis 800 Lichtjahren und die Sonne ist etwa 90 Lichtjahre von ihrem Rand entfernt.
  • Das Milchstraße. Das Sonnensystem befindet sich etwa 30.000 Lichtjahre vom Zentrum der Milchstraße entfernt, am Rand eines ihrer Spiralarme, der Orion-Arm. Der direkte Nachbar des Sonnensystems ist der Stern Proxima Centauric, in einem Abstand von 4,2 Lichtjahr. Das Sonnensystem umkreist das Zentrum der Milchstraße mit einer Geschwindigkeit von 782 460 Stundenkilometern (das sind durchschnittlich 217,35 km/s). Diese Rotation dauert 226 Millionen Jahre. Die Milchstraße umfasst etwa 100.000 Lichtjahre in durchschnittlich.
  • Die Milchstraße und ihr Satellitensystem. Um die Milchstraße kreisen vierzehn Zwerggalaxien, von denen die bekanntesten die sogenannten Magellansche Wolken. Andere Satellitengalaxien sind nach dem named benannt Sternzeichen in denen sie sind Firmamentwerden beobachtet, zum Beispiel die Ursa Major Zwerg, Fornax, Draco, Ursa Kleiner Zwerg, Löwe, Sextaner und Schütze.
  • Das Lokale Gruppe. Die Milchstraße und ihre Satelliten sind Teil der Lokale Gruppe, ein Haufen von etwa 30 bis 40 Galaxien, der sich über einen Durchmesser von 10 Millionen Lichtjahren erstreckt. In der lokalen Galaxiengruppe innerhalb von a Strahl Mit einer Ausdehnung von 5 Millionen Lichtjahren ist die Galaxie eine der drei größten. Die nächste, nächste große Galaxie ist die Andromeda-Galaxie, in einer Entfernung von 2,2 Millionen Lichtjahren.
  • Das Canes Venatici (Wolke). Die Lokale Gruppe ist Teil der Canes Venatici-Wolke, einem Cluster mit einem Durchmesser von 23 Mpc oder 75 Millionen Lichtjahre.
  • Das Lokaler oder Jungfrau-Supercluster. Die Canes Venatici Cloud ist zusammen mit dem Virgo Cluster und mehreren anderen Clustern Teil des Virgo Supercluster (oder Local Supercluster), der mehr als 10.000 Galaxien umfasst und 77 Mpc oder 250 Millionen Lichtjahre umfasst. Die Lokale Gruppe ist am Rande davon Supercluster und entfernt sich weiter vom Zentrum, obwohl die Fluggeschwindigkeit nimmt ab, durch die ausgeübte Schwere von dem Center des Superclusters. Der Jungfrau-Supercluster als Ganzes bewegt sich in Richtung des Großer Attraktor (durch die Schwerkraft, die es ausübt), ein riesiges unsichtbares Ontdekte, das 1986 entdeckt wurde Masse etwa 250 Millionen Lichtjahre entfernt, was im Sternbild sichtbar ist norma befindet sich.
  • Das Große Mauer. Der Local Supercluster ist Teil der 1989 entdeckten Großen Mauer, einer Reihe zahlreicher Supercluster, darunter die Coma und Herkules-Supercluster. Seine Dimensionen sind gigantisch: 500 Millionen Lichtjahre lang und 300 Millionen Lichtjahre breit. Neben der Großen Mauer gibt es noch andere „Mauern“ (einschließlich der Große Mauer von Sloan). Die Superhaufen und Wände bilden ein filamentöses Filamentnetzwerk, zwischen denen sich riesige Superhohlräume befinden.

Das ultimative Schicksal des Universums

Die Expansion des Universums hat Auswirkungen auf das endgültige Schicksal des Universums. Am wichtigsten ist die Dichte des Universums oder die Menge an Materie. Die häufigsten Möglichkeiten sind, ob die "Große Chill, Großer Riss" (offenes Universum), "Großer Crunch" (geschlossenes Universum) und die flaches Universum.

  • Das "Große Kälte" geht davon aus, dass die Dichte des Universums so gering ist, dass die Expansion auf unbestimmte Zeit andauert und alle Galaxien sich immer weiter auseinander bewegen. Außerdem wird sich das Universum weiter abkühlen, bis schließlich die Absoluter Nullpunkt (0 Kelvin), da sich die Wärme über einen immer größeren Raum verteilen muss. Wie es jetzt aussieht, wird sich das Universum tatsächlich auf diese Weise entwickeln, denn alles deutet darauf hin, dass die Menge an Dunkle Materie ist viel kleiner als der sogenannte kritische Wert.
  • Das "Großer Riss" ist eine Variation des Big Chill und geht davon aus, dass die Expansionsrate des Universums weiter zunehmen wird und nicht nur Galaxien, sondern auch Sterne, Moleküle und Atome auseinandergerissen werden. Auf diese Weise breitet sich alle vorhandene Materie so aus, dass nichts mehr von irgendeiner Größe existiert.
  • Das "Großer Knall" geht davon aus, dass die Dichte des Universums hoch genug ist, um die Expansion aufgrund der Anziehungskraft aller Materie schließlich zu stoppen und dass sich das Universum danach zusammenzieht. Das endgültige Schicksal wird dann der totale Kollaps des Universums sein (endgültiger Riss).
  • Es flaches Universum. Die sich ausdehnende Kraft ist gleich der Schwerkraft und das Universum dehnt sich gerade schnell genug aus, um eine Kontraktion zu verhindern. Das Universum wird dann theoretisch eines Tages aufhören, sich auszudehnen, aber unendlich weit in der Zukunft. Im Graphen der zeitlichen Ausdehnung sehen wir eine horizontale Asymptote.

Die Dichte des Universums kann aber auch durch äußere Faktoren beeinflusst werden, beispielsweise wenn das Universum von einer noch größeren Region höherer Dichte umgeben ist, mit der es schließlich kollidiert. Dies hängt eng mit der immer beliebter werdenden Idee von a . zusammen Multiversum.

Eine Studie, die die Bewegung einiger een . zeigt Galaxien untersucht, scheint es, dass sich ein großer Teil davon auf einen Punkt zubewegt.[Quelle?] Über diese Bewegung ist wenig bekannt.

Literatur

Einführende Bücher zum Universum:

  • Kris Verburgh, Herrlich! - über das Universum, Pandora, 2005, ISBN 90-467-0322-3
  • Martin Rees, Der Kosmos, unsere Welt, Das Spektrum, 2002, ISBN 90-274-7890-2
  • Stephen Hawking, Das Universum, Bert Bakker, 2000, ISBN 90-351-1783-2
  • Martin Rees, Sechs Zahlen, Kontakt, 2000, ISBN 90-254-9599-0

Siehe auch

Externe Links

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