Astronomie

Was ist die Größe des Universums?

Das Universum enthält alle bekannte Materie, Energie, Raum und Zeit. Die Größe des Universums ist so gewaltig, dass der Mensch sie nicht einmal ergründen kann. Aber wie groß ist das Universum genau? Lassen Sie uns darüber sprechen und die Formen und Gestalten des Universums untersuchen.

Auf jedes Sandkorn auf der Erde kommen eine Million oder mehr Sterne, um Ihnen eine Vorstellung zu geben. Unsere Galaxie ist nur eine von Hunderten von Milliarden von Galaxien im Universum.

Wie groß ist das Universum?

Die gesamte Materie im Universum macht nur einen relativ kleinen Teil des Universums aus. Vor allem ist das Universum ein riesiger, fast leerer Ort.

Es ist schwierig, die genaue Größe des Universums zu bestimmen. Es könnte sogar grenzenlos sein. Dies scheint jedoch nicht der Fall zu sein. Wir können seine Größe nicht berechnen, da wir sein Aussehen nicht kennen. Außerdem wächst es immer noch. Wir kennen nur die Größe des Universums, die man von der Erde aus sehen kann.

Die Größe des Universums

Das von der Erde aus beobachtbare Universum ist auf 46,5 Milliarden Lichtjahre in alle Richtungen begrenzt. Dies entspricht einem Durchmesser von 93 Milliarden Lichtjahren. Ein Lichtjahr ist gleich 9,46 Billionen Kilometer.

Die Größe des beobachtbaren Universums

Das Universum hat sich nach dem Urknall so schnell ausgedehnt, dass ein Teil seines Lichts uns noch nicht erreicht hat. Deshalb können wir es nicht sehen. Die Berechnungen sind gewaltig, und doch können wir nur einen kleinen Teil des Universums sehen.

Aber wie kann es so weit entfernte Dinge geben, wenn das Universum nur 13,8 Milliarden Jahre alt ist? Ist es denkbar, dass sie sich über die Lichtgeschwindigkeit hinaus beschleunigt haben? Die Antwort ist die Inflation des Universums.

Die Größe des fernen Universums

Die Inflation ist der Ursprung von allem: Raum, Zeit und alle bekannten physikalischen Gesetze, einschließlich der Lichtgeschwindigkeit. Alles wird durch den Prozess der Inflation erzeugt. Daher ist die Ausdehnung des Universums nicht durch die Lichtgeschwindigkeit begrenzt. Die Inflation dehnt den Raum zwischen den Objekten aus und drückt sie auseinander.

Die Struktur des Universums

Die Materie des Universums ist geordnet. Die Schwerkraft bewirkt, dass sich die Materie zusammenballt und Strukturen bildet, von den einfachsten, wie Sterne oder Sonnensysteme, bis hin zu den massivsten, wie die Wände von Galaxien.

Dennoch zwingt die Expansion des Universums die verschiedenen Strukturen dazu, sich mit halsbrecherischer Geschwindigkeit voneinander zu entfernen.

Die Struktur der Galaxie

Die am weitesten entfernten Strukturen sind die größten und ältesten. Sie sind entstanden, als das Universum noch extrem jung war, und helfen, seine Entwicklung zu verstehen.

Hierarchische Struktur

Zu den kleineren Strukturen gehören astronomische Körper wie Planeten und Sterne und kleine Gruppierungen wie unser Sonnensystem.

Galaxien sind eine Art von Zwischenstruktur. Sie gehören zu den Familien der Sterne, des Gases, des Staubs und der dunklen Materie. Es gibt mehr als 100.000 Millionen im beobachtbaren Kosmos, und sie können Milliarden von Sternen gruppieren. Viele von ihnen haben ein Schwarzes Loch in ihrem Kern. Die Milchstraße ist unsere Galaxie.

Galaxienhaufen

Galaxienhaufen sind Ansammlungen von Galaxien, die in heißem Gas eingeschlossen sind. Er hat einen Durchmesser von vielen Millionen Lichtjahren.

Galaxien sind durch die Schwerkraft aneinander gebunden, wenn sie umeinander kreisen. Gelegentlich stoßen sie zusammen oder verschlingen sich gegenseitig. Die Milchstraße ist ein Mitglied der Lokalen Gruppe, die aus 25 Galaxien besteht.

Superhaufen von Galaxien sind Ansammlungen von Galaxienhaufen. Sie haben eine Länge von Hunderten von Millionen Lichtjahren. Im gesamten beobachtbaren Universum bilden sie massive Schichten. Der Virgo-Superhaufen umfasst die Lokale Gruppe.

Mauern sind die jüngsten Strukturen, die gefunden wurden, und die ältesten und auffälligsten im Universum. Sie bilden massive Galaxiensäume in Superhaufen.

Sloan’s Große Mauer

Die Große Mauer von Sloan, oben zu sehen, erstreckt sich über 1,37 Milliarden Lichtjahre. Die Große Mauer von Herkules-Corona Borealis befindet sich 10.000 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und hat eine Ausdehnung von 10.000 Millionen Lichtjahren von einem Ende zum anderen; sie ist außerordentlich langgestreckt und umfasst über 11 Prozent des sichtbaren Universums und wurde im November 2013 entdeckt.

Der phantastische Attraktor

Der Virgo-Superhaufen und die übrigen Strukturen des beobachtbaren Universums bewegen sich auf einen geheimnisvollen Ort zu, der als „Großer Attraktor“ bekannt ist. Sein Kern befindet sich in 150 Millionen Lichtjahren Entfernung. Er wurde in den späten 1980er Jahren entdeckt, und seine genaue Natur ist unbekannt. Er könnte jedoch Teil einer größeren Struktur sein, die den Astronomen unter dem Namen Laniakea („großer Himmel“ auf Hawaii) bekannt ist.

Die Form des Universums

Die Form des Universums, in dem wir leben, ist ein wichtiges Thema der Kosmologie.

Wie groß ist das Universum?
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Auch heute noch ist es jedoch schwierig, die Form des Universums zu bestimmen.

Wie lässt sich die Form des Universums bestimmen?

Die Form des Universums wird durch seine Dichte oder die Menge an Masse und Energie bestimmt, die es enthält. Wir wissen nicht, wie groß das Universum ist und wie viel Energie und Materie es enthält. Folglich können wir seine Dichte nicht berechnen.

Nach Einsteins Vorstellungen gibt es drei denkbare Formen: geschlossen, offen und flach. Obwohl die Form des Universums ein Rätsel bleibt, gehen die meisten Wissenschaftler davon aus, dass es nahezu flach ist.

Geschlossenes Universum: Wenn es einen Überschuss an Materie und Energie gibt, ist die Dichte zu hoch. Das Universum wird die Form einer Kugel haben und sich spiralförmig nach innen entwickeln. Die Größe des Universums wird eine Grenze haben. Die Schwerkraft wird stärker sein als die Expansion, so dass sich alle Materie verklumpt und das Universum kollabiert. Dies ist als das Ende des Big Crunch bekannt.

Das Universum wird sich nach außen biegen, wenn die Dichte von Materie und Energie relativ gering ist. Es wird die Form eines Sattels haben. Es wird ein endloses Universum sein, das sich unendlich ausdehnt. Es wird keine Sterne, Planeten oder gar Atome geben, da die Schwerkraft schwach sein wird. Die Materie wird sich auflösen, bis sie auf ihre grundlegendsten Bestandteile reduziert ist. Das Universum wird sich schließlich abkühlen und untergehen. Dies wird als „Big Chill“ bezeichnet.

Flaches Universum: Wenn es genügend Materie und Energie gibt, ist die Dichte ausgeglichen. Dies wird als kritische Dichte bezeichnet. Das Universum wird danach flach sein. Schwerkraft und Expansion sind dann im Gleichgewicht. Das Universum wird weiter wachsen, wenn auch immer langsamer und langsamer.

Heute geht man davon aus, dass das Universum nahezu flach ist. Es gibt jedoch noch viele Unsicherheiten, denn es wurde nachgewiesen, dass sich das Universum immer schneller ausdehnt, was der Hypothese widerspricht.

Die Vermessung des Universums

Es können nicht nur Entfernungen gemessen werden, sondern auch Masse, Volumen, Dichte und Temperatur. Wir können auch die Helligkeit von Sternen, die Deklination, die Wellenlänge und viele andere Parameter im Universum messen.

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Sehen wir uns an, was im Universum gemessen werden kann und was nicht und wie es gemessen werden kann und wie nicht.

Wie kann man das Universum messen?

  • Die Menge an Materie in einer Sache wird als ihre Masse bezeichnet.
  • Das Volumen einer Sache ist die Menge an Raum, die sie einnimmt.
  • Die Dichte wird berechnet, indem die Masse eines Gegenstands durch sein Volumen geteilt wird.
  • Die Temperatur ist die in einem Gegenstand enthaltene Wärmemenge.

Maßeinheiten für Entfernungen

Die Messung des Universums ist komplex. Entfernungen, Zeit und Kräfte sind allesamt riesig und können, wie zu erwarten war, nicht direkt gemessen werden. Oftmals funktionieren die Standardeinheiten nicht.

Parallaxe

Die Parallaxenmethode wird verwendet, um die Entfernung zwischen zwei Sternen zu berechnen. Dabei wird der Winkel gemessen, den ferne Objekte, der beobachtete Stern und die Erde an zwei entgegengesetzten Punkten ihrer Umlaufbahn um die Sonne zwischen Januar und Juli bilden.

Die Erdumlaufbahn hat einen Durchmesser von 300 Millionen Kilometern. Die Entfernung zum Stern kann mit Hilfe der Trigonometrie geschätzt werden. Diese Strategie funktioniert jedoch nicht für weit entfernte Objekte, da der Winkel zu klein und die Fehlermarge zu groß ist.

Die Strahldichte der Sterne

Die Helligkeit (stellare Magnitude) ist eine Maßeinheit, bei der jede Magnitude 2,512-mal heller ist als die vorhergehende Magnitude. Ein Stern der Magnitude 1 ist 100 Mal heller als ein Stern der Magnitude 6. Negative Magnituden werden den hellsten Sternen zugewiesen.

Helligkeit

Es gibt nur 20 Sterne mit einer Helligkeit von eins oder weniger. Die Helligkeit des schwächsten jemals gesehenen Sterns beträgt 23.

Deklination

Die Deklination ist der Winkel eines Objekts am Himmel über oder unter dem Himmelsäquator, gemessen in Grad.

Jedes Element stellt einen sichtbaren „Deklinationskreis“ dar. Die Aszension des Objekts ist der Abstand in Stunden zwischen ihm und dem Referenzkreis (der zwischen den Polen und der Position der Erde zu Frühlingsbeginn verläuft).

Der Standort eines Objekts in Bezug auf die Erde wird durch die Kombination von Aszension, Deklination und Entfernung bestimmt.

Wellenlänge

Der Abstand zwischen zwei Wellenbergen von Licht, elektromagnetischen oder ähnlichen Wellen wird als Wellenlänge bezeichnet. Je höher die Frequenz, desto kürzer die Wellenlänge. Ihre Erforschung liefert eine Fülle von Informationen über den Raum.

Zum Thema: space.com

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