Der Bericht zum Thema „Weltraum“ wird Ihnen in Kürze viele nützliche Informationen über das Universum und seine Erforschung erzählen. Außerdem hilft eine Botschaft über den Weltraum bei der Vorbereitung auf den Astronomieunterricht.

Nachricht über den Weltraum

Was ist Raum?

Aus dem Griechischen stammt der Begriff „Kosmos“ und bedeutet Struktur, Ordnung, Harmonie. Schon im antiken Griechenland betrachteten Philosophen das Universum als ein harmonisches, geordnetes System, dem Chaos und Unordnung gegenüberstanden.

Mit Raum meinen wir etwas Einheitliches, das allgemeinen Gesetzen gehorcht und sich außerhalb der Erdatmosphäre befindet. Der Mensch hat den erdnahen Raum des Weltraums mehr oder weniger sorgfältig erkundet: Raketen sind hier gelandet und sogar die Routen der künstlichen Satelliten des Planeten wurden verlegt. Seit den Flügen von Raumfahrzeugen mit Besatzungen an Bord und dem freien Zugang von Astronauten in den Weltraum hat sich das Feld der Erforschung des Universums erweitert.

Universum heute

Moderne Astronomen glauben, dass Materie und Raum während einer gewaltigen Explosion von etwas Dichtem und Heißem entstanden sind. Die Explosion ereignete sich vor 10 bis 20 Milliarden Jahren. Seitdem kühlt und dehnt sich das Universum kontinuierlich aus. In den ersten Sekunden nach dem Urknall verwandelten sich Elektronen und Quarks in Moleküle und Atome und es entstand Sauerstoff.

Während die Expansionsprozesse des Universums weitergehen, erwägen Wissenschaftler verschiedene Szenarien für seine zukünftige Entwicklung. Das erste Szenario besagt also, dass es zu einem Punkt schrumpfen kann. Dieser instabile Zustand wird zu einem irreversiblen Prozess führen – das Universum wird unwiderruflich und augenblicklich verschwinden. Wenn es sich weiter ausdehnt, werden die Temperaturen ausgeglichen und an allen Punkten im Weltraum gleich sein. Die Sterne entfernen sich voneinander, kühlen ab und hören auf, Licht auszusenden. Schwarze Löcher werden „verdampfen“ und verschwinden. Es gibt auch ein anderes Szenario: Die gegenseitige Anziehungskraft stoppt den Expansionsprozess und die Galaxien beginnen aufeinander zu fallen.

Wie viele Sterne und Planeten gibt es im Weltraum?

Das Ausmaß des Universums ist einfach enorm. Daher ist auch die Anzahl der Planeten und Sterne darin groß. Seit dem Urknall ist die „Bevölkerung des Weltraums“ stetig gewachsen. Astronomen haben viele Galaxien gezählt, von denen jede mehr als 100 Milliarden Sterne enthält. Im Jahr 1996 waren 50 Milliarden Galaxien bekannt. Heute beträgt ihre Zahl 125 Milliarden. Aber es sind 12500000000000000000000 Sterne darin. Das ist eine unglaubliche Zahl. Aber diese Zahl ist natürlich nicht endgültig, es ist unmöglich, die genaue Anzahl der Sterne zu berechnen. Aber Sie können den hellsten Stern bestimmen – Sirius, der intensiver scheint als die Sonne.

In der Regel bewegen sich Gruppen von Planeten, die sich mit dem Stern bilden – Sonnensysteme – um Sterne. Das bekannteste davon ist das Sonnensystem der Erde. In seinem Zentrum befindet sich die Sonne, ein Stern, um den sich 9 Planeten, mehr als 63 Satelliten, 4 Ringsysteme, Meteoroiden, Asteroiden und Kometen drehen. Zwischen ihnen bewegen sich Protonen und Elektronen – Sonnenwindteilchen – im Raum.

Die Sonne sendet Licht aus, das von den sie umgebenden Planeten reflektiert wird. Ihre Standorte vom Hauptstern aus sind wie folgt: Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun und Pluto. Jeder von ihnen ist einzigartig und besonders.

Weltraumforschung – wer war der Erste?

Der Weg ins All wurde während des Kalten Krieges zwischen den USA und der UdSSR eröffnet. Das erste Land, das den Weg ins All ebnete, war die UdSSR. Der künstliche Satellit Sputnik 1 wurde erstmals 1957 in die Erdumlaufbahn gebracht. Als Reaktion darauf starteten die USA am 1. Februar 1958 auch den künstlichen Satelliten Explorer 1.

Die Satelliten wurden zu wissenschaftlichen Zwecken geschickt: um die Dichte der oberen Schichten der Atmosphäre zu berechnen und nach den Strahlungsgürteln der Erde zu suchen. Während des Rennens gab es für die beiden Supermächte nicht Halt. Die UdSSR schickte 1961 einen Menschen ins All, und davor reisten Tiere dorthin. Heute haben die Vereinigten Staaten den größten Erfolg in der Weltraumforschung.

Wir hoffen, dass Ihnen der Bericht zum Thema Weltraum bei der Vorbereitung auf den Unterricht geholfen hat. Sie können einen Bericht über den Weltraum hinzufügen, indem Sie das Kommentarformular unten verwenden.

So ein entfernter und unendlich attraktiver Raum! Nicht jeder Erwachsene versteht die Gesamtheit dieses Konzepts, geschweige denn Kinder. Versuchen wir, Kindern so klar und interessant wie möglich vom Weltraum zu erzählen. Wenn uns das gelingt, interessiert sich das Kind vielleicht nicht nur für eine Weile für die Astronomie, sondern wird sie wirklich lieben und in der Zukunft in der Lage sein, eine grandiose wissenschaftliche Entdeckung zu machen. Wenn Sie Ihrem Kind vom Weltraum erzählen, stellen Sie sich vor, wie es sich als Erwachsener mit einem Lächeln im Gesicht an Ihre Geschichte erinnern wird. Was sollten Sie Ihrem Kind über den Weltraum erzählen und vor allem wie?

Der Weltraum hat die Ansichten und Gedanken der Menschen aller Zeiten und Völker angezogen und zieht sie auch weiterhin an. Schließlich gibt es so viele Geheimnisse, so viele unerklärliche und erstaunliche Entdeckungen und Möglichkeiten. Ja, und wir – die Menschheit des Planeten Erde – sind zwar klein, aber immer noch ein Teilchen des Kosmos – dieses grenzenlosen und verführerischen Raums.

Nur die Hauptsache

Was können Sie uns über den Weltraum erzählen? Lernen Sie zunächst das Beobachten! Wenn wir zu verschiedenen Tageszeiten in den Himmel schauen, sehen wir Sonne, Mond und Sterne. Was ist es? All dies sind Weltraumobjekte. Das riesige Universum besteht aus Milliarden kosmischer Objekte. Auch unser Planet Erde ist ein Weltraumobjekt, er ist Teil des Sonnensystems.

Sonnensystem

Das System trägt diesen Namen, weil sein Zentrum die Sonne ist, um die sich acht Planeten bewegen: Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Neptun und Uranus. Der Weg, den sie um die Sonne nehmen, wird Umlaufbahn genannt.

Erde

Der einzige Planet, auf dem es derzeit Leben gibt, ist unsere Erde. Der Hauptunterschied zwischen der Erde und anderen Planeten ist das Vorhandensein von Wasser – der Quelle des Lebens und der Atmosphäre, dank derer die Erde über die Luft verfügt, die wir atmen.

Andere Planeten des Sonnensystems

Der Rest der Planeten ist nicht weniger interessant und verlockend. Der größte Planet ist der mächtige Jupiter. Und Saturn ist berühmt für seine riesigen Ringe, die wir von der Erde aus sehen können. Der Mars ist der erste Planet, der im alten Ägypten die Aufmerksamkeit des Menschen auf sich zog. Aufgrund seiner feuerroten Farbe assoziierten die alten Menschen den Mars mit dem Kriegsgott. Der Planet Venus ist der einzige, der einen „weiblichen“ Namen hat. Sie erhielt es dank ihrer Helligkeit. In der Antike galt er als der hellste Planet.

Allgemeine Informationen zum Weltraum

Heutzutage muss jeder gebildete Mensch wissen, was Raum ist, und eine Vorstellung von den im Weltraum ablaufenden Prozessen haben.

Bevor wir mit der Darstellung moderner Raumvorstellungen fortfahren, wollen wir die Bedeutung des Wortes selbst herausfinden "Raum".

„Kosmos“ bedeutet im Griechischen Ordnung, Struktur, Harmonie (im Allgemeinen etwas Geordnetes).

Die Philosophen des antiken Griechenlands verstanden das Universum unter dem Wort „Kosmos“ und betrachteten es als ein geordnetes harmonisches System. Der Weltraum war ein Gegensatz zu Unordnung und Chaos. Für die alten Griechen waren die Vorstellungen von Ordnung und Schönheit in Naturphänomenen eng miteinander verbunden. Dieser Standpunkt wurde lange Zeit in Philosophie und Wissenschaft vertreten; Nicht umsonst glaubte sogar Kopernikus, dass die Umlaufbahnen der Planeten Kreise sein sollten, nur weil ein Kreis schöner ist als eine Ellipse.

Der Begriff „Weltraum“ umfasste zunächst nicht nur die Welt der Himmelskörper, sondern alles, was uns auf der Erdoberfläche begegnet. Berühmter Naturforscher des 19. Jahrhunderts. Alexander Humboldt schuf das Grundlagenwerk „Kosmos“ (5 Bände, 1845-62), das alles zusammenfasste, was damals über die Natur bekannt war.

Manchmal wurde der Weltraum nur als das die Sonne umgebende Planetensystem verstanden. In diesem Zusammenhang ist der Begriff „Kosmogonie“ im modernen Sprachgebrauch erhalten geblieben, der sich normalerweise auf die Wissenschaft vom Ursprung des Sonnensystems und nicht auf das gesamte Universum als Ganzes bezieht.

Häufiger wird der Raum als das Universum verstanden, als etwas Einheitliches, das allgemeinen Gesetzen unterliegt. Daher kommt der Name Kosmologie – eine Wissenschaft, die versucht, die Gesetze der Struktur und Entwicklung des Universums als Ganzes zu finden. So wird in den Bezeichnungen „Kosmogonie“ und „Kosmologie“ der Raum in unterschiedlichem Sinne verstanden.

Seit Beginn des Weltraumzeitalters (seit 1957, als der erste Satellit in der UdSSR gestartet wurde) hat das Wort „Weltraum“ eine andere Bedeutung erhalten, die mit der Erfüllung des langjährigen Traums der Menschheit von der Raumfahrt verbunden ist. In Begriffen wie „Raumfahrt“ oder „Astronautik“ wird der Weltraum der Erde gegenübergestellt.

Im modernen Verständnis ist der Weltraum alles, was sich außerhalb der Erde und ihrer Atmosphäre befindet. Manchmal sagen sie „Weltraum“; in Ländern, die Englisch verwenden – „outer space“ oder einfach nur „space“.

Die nächstgelegene und für die Erkundung am besten zugängliche Region des Weltraums ist erdnaher Raum . Von diesem Gebiet aus begann die bemannte Erforschung des Weltraums, die ersten Raketen flogen dorthin und die ersten Routen für künstliche Erdsatelliten wurden dort verlegt. Flüge von Raumfahrzeugen mit Besatzungen an Bord und Astronauten, die direkt in den Weltraum fliegen, haben die Möglichkeiten der Erforschung des „nahen Weltraums“ erheblich erweitert. Zur Weltraumforschung gehört auch die Untersuchung des „Deep Space“ und einer Reihe neuer Phänomene, die mit dem Einfluss von Schwerelosigkeit und anderen Weltraumfaktoren auf physikalisch-chemische und biologische Prozesse verbunden sind.

Was ist die physikalische Natur des erdnahen Weltraums?

Die Gase, die die oberen Schichten der Erdatmosphäre bilden, werden durch die ultraviolette Strahlung der Sonne ionisiert, befinden sich also im Plasmazustand. Das Plasma interagiert mit dem Erdmagnetfeld, sodass das Magnetfeld Druck auf das Plasma ausübt. Mit zunehmender Entfernung von der Erde sinkt der Druck des Plasmas selbst schneller als der Druck, den das Erdmagnetfeld auf es ausübt.

Dadurch kann die Plasmahülle der Erde in zwei Teile geteilt werden.

Der untere Teil, in dem der Plasmadruck den Magnetfelddruck übersteigt, wird als bezeichnet Ionosphäre. Dabei verhält sich das Plasma im Grunde wie ein gewöhnliches Gas und unterscheidet sich nur in seiner elektrischen Leitfähigkeit.

Oben liegt Magnetosphäre- ein Bereich, in dem der Magnetfelddruck größer ist als der Gasdruck des Plasmas. Das Verhalten von Plasma in der Magnetosphäre wird hauptsächlich durch das Magnetfeld bestimmt und reguliert und unterscheidet sich grundlegend vom Verhalten gewöhnlichen Gases. Daher wird die Magnetosphäre im Gegensatz zur Ionosphäre, die als obere Atmosphäre der Erde bezeichnet wird, üblicherweise als Weltraum bezeichnet. Aufgrund seiner physikalischen Natur ist der erdnahe Raum bzw. der nahe Weltraum die Magnetosphäre.

In der Magnetosphäre wird das Phänomen des Einfangens geladener Teilchen durch das Erdmagnetfeld möglich, das als natürliche Magnetfalle wirkt. So entstehen die Strahlungsgürtel der Erde.

Die Klassifizierung der Magnetosphäre als Weltraum beruht auf der Tatsache, dass sie eng mit weiter entfernten Weltraumobjekten und vor allem mit der Sonne interagiert. Die äußere Hülle der Sonne – die Korona – strahlt einen kontinuierlichen Plasmastrom aus – den Sonnenwind. In der Nähe der Erde interagiert es mit dem Erdmagnetfeld (für ein Plasma ist ein ausreichend starkes Magnetfeld dasselbe wie für einen festen Körper) und umströmt es, wie ein Überschallgasstrom ein Hindernis umströmt. In diesem Fall entsteht eine stationäre ausgehende Stoßwelle, deren Front sich in einer Entfernung von etwa 14 Erdradien (~100.000 km) von ihrem Zentrum auf der Tagseite befindet. Näher an der Erde befindet sich das Plasma, das die Wellenfront passiert hat, in zufälliger turbulenter Bewegung. Die turbulente Übergangsregion endet dort, wo der Druck des regulären Erdmagnetfelds den Druck des turbulenten Plasmas des Sonnenwinds übersteigt. Dies ist die äußere Grenze der Magnetosphäre oder Magnetopause, die sich in einer Entfernung von etwa 10 Erdradien (~60.000 km) vom Erdmittelpunkt auf der Tagseite befindet. Auf der Nachtseite bildet der Sonnenwind den Plasmaschweif der Erde (manchmal fälschlicherweise auch Gasschweif genannt). Manifestationen der Sonnenaktivität – Sonneneruptionen – führen zur Emission von Sonnenmaterie in Form einzelner Plasmaklumpen. In Richtung Erde fliegende Klumpen treffen auf die Magnetosphäre und bewirken deren kurzzeitige Kompression, gefolgt von einer Expansion. Auf diese Weise entstehen magnetische Stürme, und einige Partikel des Klumpens, die durch die Magnetosphäre dringen, verursachen Polarlichter, Störungen im Radio- und sogar Telegrafenverkehr. Die energiereichsten Teilchen der Klumpen werden als solare kosmische Strahlung registriert (sie machen nur einen kleinen Teil des gesamten kosmischen Strahlungsflusses aus).

Kommen wir nun zum Sonnensystem. Hier sind die nächstgelegenen Ziele von Raumflügen - Mond und Planeten. Der Raum zwischen den Planeten ist mit Plasma sehr geringer Dichte gefüllt, das vom Sonnenwind getragen wird. Die Art der Wechselwirkung des Sonnenwindplasmas mit Planeten hängt davon ab, ob die Planeten ein Magnetfeld haben oder nicht. Die Magnetfelder von Jupiter und Saturn sind viel stärker als das Feld der Erde, daher sind die Magnetosphären dieser Riesenplaneten viel größer als die Magnetosphäre der Erde. Im Gegenteil, das Magnetfeld des Mars ist so schwach (hunderte Male schwächer als das der Erde), dass es den einfallenden Sonnenwind bei der nächsten Annäherung an die Planetenoberfläche kaum zurückhalten kann. Ein Beispiel für einen nichtmagnetischen Planeten ist die Venus, die keinerlei Magnetosphäre besitzt. Allerdings führt die Wechselwirkung des Überschallstroms des Sonnenwindplasmas mit der oberen Atmosphäre der Venus auch in diesem Fall zur Bildung einer Stoßwelle.

Die Familie der natürlichen Satelliten der Riesenplaneten ist sehr vielfältig. Einer der Jupitermonde, Io, ist der vulkanisch aktivste Körper im Sonnensystem. Titan, der größte Saturnmond, hat eine ziemlich dichte Atmosphäre, die fast mit der der Erde vergleichbar ist. Sehr ungewöhnlich ist auch die Wechselwirkung solcher Satelliten mit dem umgebenden Plasma der Magnetosphären der Mutterplaneten. Die Ringe des Saturn, bestehend aus Gesteins- und Eisblöcken unterschiedlicher Größe bis hin zu den kleinsten Staubkörnern, können als riesiges Konglomerat kleiner natürlicher Satelliten betrachtet werden.

Sie bewegen sich auf sehr ausgedehnten Bahnen um die Sonne. Kometen. Kometenkerne bestehen aus einzelnen Gesteinen und Staubpartikeln, die zu einem Eisblock eingefroren sind. Dieses Eis ist nicht ganz gewöhnlich, es enthält neben Wasser auch Ammoniak und Methan. Die chemische Zusammensetzung des Kometeneises ähnelt der des größten Planeten Jupiter. Wenn sich der Komet der Sonne nähert, verdampft das Eis teilweise und bildet den riesigen Gasschweif des Kometen. Kometenschweife sind von der Sonne abgewandt, da sie ständig Strahlungsdruck und Sonnenwind ausgesetzt sind.

Unsere Sonne ist nur einer von vielen Sternen, die ein riesiges Sternensystem bilden – Galaxis. Und dieses System wiederum ist nur eine von vielen anderen Galaxien. Astronomen sind es gewohnt, das Wort „Galaxie“ als Eigennamen für unser Sternensystem und dasselbe Wort als gemeinsames Substantiv für alle Systeme dieser Art im Allgemeinen zu verwenden. Unsere Galaxie enthält 150-200 Milliarden Sterne. Sie sind so angeordnet, dass die Galaxie wie eine flache Scheibe aussieht, in deren Mitte eine Kugel mit einem kleineren Durchmesser als der Scheibe eingesetzt ist. Die Sonne befindet sich am Rand der Scheibe, fast in ihrer Symmetrieebene. Wenn wir daher in der Ebene der Scheibe in den Himmel schauen, sehen wir am Nachthimmel einen leuchtenden Streifen – die Milchstraße, bestehend aus Sternen, die zur Scheibe gehören. Der Name „Galaxie“ selbst kommt vom griechischen Wort galaktikos – milchig, milchig und bedeutet das Milchstraßensystem.

Das haben Astronomen herausgefunden Sterne der galaktischen Scheibe, unterscheiden sich in der Regel in ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften von kugelförmigen Sternen. Diese beiden Arten der „Bevölkerung“ unseres Sternensystems werden flache und sphärische Komponenten genannt. Neben Sternen enthält die Scheibe auch interstellares Gas und Staub. Aus radioastronomischen Daten geht hervor, dass die Scheibe unserer Galaxie eine Spiralstruktur aufweist, die der ähnelt, die auf Fotos anderer Galaxien (zum Beispiel des berühmten Andromeda-Nebels) zu sehen ist.

Die Untersuchung der Spektren von Sternen, ihrer Bewegungen und anderer Eigenschaften im Vergleich mit theoretischen Berechnungen ermöglichte die Erstellung Theorie der Struktur und Entwicklung von Sternen. Nach dieser Theorie sind Kernreaktionen, die tief im Inneren des Sterns ablaufen, wo die Temperatur tausendmal höher ist als an der Oberfläche, die Hauptenergiequelle für Sterne. Kernreaktionen im Weltraum und der Ursprung chemischer Elemente werden von der nuklearen Astrophysik untersucht. In bestimmten Entwicklungsstadien stoßen Sterne einen Teil ihrer Materie aus, die sich mit dem interstellaren Gas verbindet. Besonders starke Emissionen treten bei Sternexplosionen auf, die als Supernovae beobachtet werden. Die Überreste solcher Explosionen werden oft zu Pulsaren – Neutronensternen mit einem Radius von etwa 10 km und superstarken Magnetfeldern, die Bedingungen für die Entstehung kompakter, aber extrem leistungsstarker Magnetosphären schaffen. Es wird angenommen, dass das Magnetfeld des Pulsars im Zentrum des Krebsnebels, ein klassisches Beispiel einer Supernova-Explosion, 1012-mal stärker ist als das der Erde. In Doppelsternsystemen können sich Neutronensterne als Röntgenpulsare manifestieren. Neutronensterne werden auch mit sogenannten Burstern in Verbindung gebracht – galaktischen Objekten, die durch sporadische kurzzeitige Ausbrüche von Röntgenstrahlung und weicher Gammastrahlung gekennzeichnet sind.

In anderen Fällen kann es zu Sternexplosionen kommen Schwarze Löcher- Objekte, deren Materie mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit in Richtung Zentrum fällt und aufgrund der Auswirkungen der Allgemeinen Relativitätstheorie (Schwerkrafttheorie) in diesem Fall eingefroren zu sein scheint. Strahlung kann aus den Tiefen von Schwarzen Löchern nicht entweichen. Gleichzeitig bildet die das Schwarze Loch umgebende Materie eine sogenannte Akkretionsscheibe und sendet unter bestimmten Bedingungen aufgrund der gravitativen Anziehungsenergie des Schwarzen Lochs Röntgenstrahlung aus.

Bei Sternexplosionen und in der Nähe von Pulsaren werden einzelne Plasmateilchen beschleunigt und erreichen enorme Energien. Diese Teilchen tragen zur hochenergetischen Komponente des interstellaren Gases bei – kosmische Strahlung. Von der Materiemenge her stellen sie einen sehr kleinen, aber von der Energie her einen sehr bedeutenden Teil des interstellaren Gases dar. Kosmische Strahlung wird in der Galaxie durch Magnetfelder gehalten. Ihr Druck spielt eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Form der galaktischen Scheibe. In der Erdatmosphäre interagiert die kosmische Strahlung mit den Kernen der Luftatome und bildet viele neue Kernteilchen. Die Untersuchung der kosmischen Strahlung nahe der Erdoberfläche sollte der Kernphysik zugeordnet werden. Außerhalb der Atmosphäre platzierte Instrumente liefern Informationen über die primäre kosmische Strahlung, die bereits für die Weltraumforschung wichtig sind. Dies sind die Struktur und physikalischen Prozesse, die für unsere Galaxie charakteristisch sind.

Andere Galaxien zeigen eine große Vielfalt an Formen und Anzahlen ihrer Sterne sowie die Intensität elektromagnetischer Strahlung in verschiedenen Wellenlängenbereichen. Der Ursprung von Galaxien und die Gründe, warum verschiedene Galaxien bestimmte Formen, Größen und andere physikalische Eigenschaften haben, ist eines der schwierigsten Probleme der modernen Astronomie und Kosmologie.

Wenn wir zu einem noch größeren Maßstab übergehen, betreten wir ein Gebiet, über das noch wenig bekannt ist. Die Kosmologie beschäftigt sich mit dem Problem der Struktur und Entwicklung des Universums als Ganzes.. Für sie sind die neuesten Errungenschaften der Radioastronomie von besonderer Bedeutung. Quellen für Radiowellen und Licht von enormer Leistung – Quasare – wurden entdeckt. In ihren Spektren sind die Linien stark zum roten Ende des Spektrums verschoben. Das bedeutet, dass sie sehr weit von uns entfernt sind – das Licht kommt seit Milliarden von Jahren von ihnen. Durch die Beobachtung von Quasaren haben Astronomen die Möglichkeit, das Universum (Metagalaxie) in den frühen Stadien seiner Entwicklung zu untersuchen. Woher die monströse Energie kommt, die von Quasaren emittiert wird, ist eines der aufregendsten Rätsel der Wissenschaft. Eine weitere wichtige Entdeckung ist die Entdeckung eines „Hintergrunds“ von Hochfrequenzstrahlung, die den Weltraum gleichmäßig in alle Richtungen durchdringt. Diese Reliktradioemission ist ein Überbleibsel aus alten Zeiten und ermöglicht es uns, den Zustand des Universums vor vielen Milliarden Jahren zu beurteilen.

Der aktuelle Entwicklungsstand der Weltraumwissenschaften ist durch einen enormen Anstieg des eingehenden Informationsflusses gekennzeichnet. Während früher astronomische Instrumente nur sichtbares Licht wahrnahmen, werden heute Daten über den Weltraum aus der Analyse des gesamten elektromagnetischen Spektrums gewonnen. Das bedeutet, dass die Untersuchung der primären kosmischen Strahlung Aufschluss über physikalische Prozesse im interstellaren Medium gibt. Es konnten allgegenwärtige Neutrinoteilchen nachgewiesen werden, die von der Sonne kommen. In Zukunft ist es möglich, Neutrinos aus den Tiefen des Weltalls aufzuspüren und zu untersuchen. Die Erweiterung der Informationskanäle ist sowohl mit der Freisetzung von Beobachtungsgeräten in den Weltraum (außeratmosphärische Astronomie und Ballonastronomie, direkte Studien des Mondes und der Planeten mit an ihre Oberfläche gelieferten Instrumenten) als auch mit der Verbesserung der bodengestützten Ausrüstung verbunden.

Die Bedeutung des Transports von Forschungsgeräten in den Weltraum erklärt sich aus der Tatsache, dass die Natur uns auf den Grund des Luftmeeres gebracht hat, was die Möglichkeiten zur Erforschung des Weltraums einschränkte, uns aber gleichzeitig vor vielen Arten kosmischer Strahlung schützte. Die Atmosphäre sendet elektromagnetische Strahlung nur in zwei engen Frequenzintervallen oder, wie man sagt, „Fenstern“ an die Erdoberfläche: eines im sichtbaren Lichtbereich, das andere im Radiobereich. Nur mit Hilfe von Instrumenten außerhalb der Atmosphäre war es möglich, aus dem Weltraum kommende Röntgen- und Gammastrahlung, ultraviolette und infrarote Strahlung zu registrieren. Gleiches gilt für die primäre kosmische Strahlung.

Um die Effizienz bodengestützter Beobachtungen zu steigern, ist der Einsatz leistungsfähiger Radioteleskope, was es ermöglichte, so wichtige Ergebnisse wie die Entdeckung von Quasaren und Pulsaren zu erzielen. Aber auch im klassischen optischen Bereich (im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts) nehmen Leistung und Empfindlichkeit von Instrumenten nicht nur aufgrund einer Vergrößerung des Durchmessers des Hauptspiegels von Teleskopen, sondern auch aufgrund der Einführung von kontinuierlich zu grundlegend neue Methoden zur Aufzeichnung und Verstärkung von Licht, wie elektronenoptische Wandler, Matrixempfänger.

Wenn es ein Knopfakkordeon gibt, fordern Sie es nicht – Sie wissen es nicht

Weltraum. Alpha Pegasus, Stern Markab, November 2012

Große Sternvereinigung NGC 206

Sie befindet sich in den Staubarmen der benachbarten Spiralgalaxie Andromeda (M31), 2,3 Millionen Lichtjahre von uns entfernt. Helle blaue Sterne weisen auf seine Jugend hin (sie sind in der Nähe der Mitte sichtbar). Die jüngsten massereichen Sterne sind weniger als 10 Millionen Jahre alt. NGC 206 hat einen Durchmesser von etwa 4.000 Lichtjahren und ist viel größer als die Ansammlungen junger Sterne in der Scheibe unserer Milchstraße, die als offene oder galaktische Sternhaufen bekannt sind. Die riesige Sternkinderstube NGC 604 in der nahegelegenen Spiralgalaxie M33 und der Tarantelnebel in der Großen Magellanschen Wolke haben ungefähr diese Größe:

Große Sternvereinigung NGC 206

Irisnebel

Der Irisnebel sieht aus wie eine traumhaft schöne kosmische Blume. Sie befindet sich in einer Entfernung von etwa 1400 Lichtjahren von der Erde und der Durchmesser dieser Blume beträgt 6 Lichtjahre! Der Nebel wurde 1794 von William Herschel entdeckt. Er wird als Emissionsnebel (oder Reflexionsnebel) klassifiziert, der das Licht eines nahegelegenen Sterns reflektiert, anstatt von selbst zu leuchten. Die Iris wird von einem Stern mit 10 Sonnenmassen beleuchtet (HD200775). Interessanterweise leuchten diese Nebel normalerweise bläulich, während die Iris in einigen Bereichen rot leuchtet und einer wunderschönen Blume ähnelt. Laut Forschern können solche ungewöhnlichen spektralen Eigenschaften der reflektierten Strahlung durch das Vorhandensein von Ansammlungen einer unbekannten Art von Kohlenwasserstoffen hier erklärt werden:

Der Irisnebel. 2012

Quallennebel

Die verdrehten, schlangenförmigen Filamente aus leuchtendem Gas rechtfertigen den populären Namen des Nebels, den Medusa-Nebel, auch bekannt als Abell 21. Es handelt sich um einen alten planetarischen Nebel, der 1.500 Lichtjahre entfernt im Sternbild Zwillinge liegt. Wie sein mythischer Namensgeber wird der Nebel mit spektakulären Transformationen in Verbindung gebracht. Bekanntlich ist das Stadium des planetarischen Nebels das letzte Stadium in der Entwicklung massearmer Sterne wie der Sonne. Die ultraviolette Strahlung eines heißen Sterns, der seine äußeren Schichten abwirft, lässt den Nebel leuchten.

Quallennebel

Sterne und Staub in der südlichen Korona

Hinter den Staubwolken der Südkorona sind in der Mitte mehrere wunderschöne blaue Nebel zu sehen. Die Staubwolken befinden sich etwa 500 Lichtjahre von der Erde entfernt. Der prächtige Kugelsternhaufen NGC 6723 oben rechts scheint zu dieser Gruppe zu gehören, tatsächlich ist er jedoch 30.000 Lichtjahre von der Erde entfernt:

„Südliche Krone“

Saturns kleiner Mond Methon

Auf diesem Satelliten mit einem Durchmesser von drei Kilometern wurden keine Krater gefunden. Es wird angenommen, dass der Grund für die Bildung seiner glatten Oberfläche und eiförmigen Form die Fähigkeit seiner Oberfläche sein könnte, sich zu verschieben:

„Sanftes“ Methona

Helixnebel

„Schnecke“, einer der hellsten planetarischen Nebel, die uns am nächsten sind. „Snail“ ist ein visuelles Hilfsmittel für das zukünftige Drama des Sonnensystems und entstand als Ergebnis der Entwicklung eines sonnenähnlichen Sterns. Ein Weißer Zwerg in seinem Zentrum sendet energiereiche Strahlung aus und bringt ihn zum Leuchten. Dieser Zwerg ist der Überrest eines sonnenähnlichen Sterns: Als sein Wasserstoffbrennstoff aufgebraucht war, begann er, Helium zu verarbeiten. Dadurch gingen auch die Heliumreserven zur Neige, der Stern schüttete seine äußeren Gashüllen ab, drehte die verbleibende Masse nach innen (Gravitationskollaps) und bildete einen heißen, dichten Kern, der als Weißer Zwerg bezeichnet wird. Seine Abmessungen sind mit der Größe der Erde vergleichbar und seine Masse liegt nahe an der Masse des Sterns, aus dem er entstanden ist. Ein Teelöffel Material der Weißen Zwerge auf der Erde würde mehrere Tonnen wiegen. Der Helixnebel liegt 700 Lichtjahre von uns entfernt:

Der Helixnebel.

Nebel PK 164 +31

Dieser planetarische Nebel ist der Überrest der Atmosphäre eines sonnenähnlichen Sterns, der ausgestoßen wurde, als der Stern in seinen Tiefen den Vorrat an Kernbrennstoff erschöpfte. Nahe der Mitte des Nebels sind die Überreste des Sterns sichtbar – ein heißer bläulicher Weißer Zwerg. Dieser besondere planetarische Nebel weist mehrere komplizierte Hüllen auf, die sich wahrscheinlich zu verschiedenen Zeiten vor dem Untergang des Sterns ablösten. Ihre Struktur ist noch nicht vollständig untersucht. Der Nebel PK 164 +31 befindet sich etwa 1.600 Lichtjahre entfernt in Richtung des Sternbildes Luchs:

Die expandierende Blase aus leuchtendem Gas auf diesem Foto ist der planetarische Nebel PK 164 +31.1, auch bekannt als Jones-Emberson 1

Im Herzen des Orion

Im Herzen des etwa 3 Millionen Jahre alten Orionnebels sind vier heiße, massereiche Sterne sichtbar, die als Trapez des Orion bekannt sind. Es wird angenommen, dass sich im Orionnebel ein Schwarzes Loch befindet. Die Entfernung zum Nebel beträgt etwa 1.500 Lichtjahre. Wenn dieses Schwarze Loch existiert, ist es das der Erde am nächsten liegende bekannte Schwarze Loch:

„Im Herzen des Orion“

Supernova-Überrest

Dieses wunderschöne, komplizierte Muster ist der Überrest der Supernova Simeiz 147, die durch die Explosion des Sternkerns entstanden ist. Sein Alter beträgt 40.000 Jahre.
Die Helligkeit von Supernovae nimmt innerhalb weniger Tage um mehrere zehn Größenordnungen zu. Bei maximaler Helligkeit ist die Supernova in ihrer Helligkeit mit der der gesamten Galaxie vergleichbar:

Folgen einer Supernova-Explosion

Galaxie NGC 660

Die Galaxie ist mehr als 20 Millionen Lichtjahre von uns entfernt und befindet sich im Sternbild Fische. Ihr ungewöhnliches Aussehen weist darauf hin, dass es sich um eine Galaxie mit einem Polarring handelt. In Galaxien dieses seltenen Typs kreist ein erheblicher Teil der Sterne, des Gases und des Staubs in Ringen um den Kern, die nahezu senkrecht zur Ebene der galaktischen Scheibe stehen. Diese seltsame Form könnte durch das versehentliche Einfangen von Materie aus einer anderen Galaxie durch eine Scheibengalaxie entstehen, wonach die eingefangene Materie zu einem rotierenden Ring gedehnt wird:

Galaxie NGC 660 in einem Foto, das aus Bildern zusammengestellt wurde, die vom Gemini North-Teleskop auf dem Mauna Kea mit Breitband- und Schmalbandfiltern aufgenommen wurden.

Nordlichter und weiße Kuppel

Nordlichter, Sterne und White Dome Geyser im Yellowstone-Nationalpark. Der Geysir ist seit etwa 100 Jahren aktiv:

Nordlichter, Sterne und White Dome Geyser im Yellowstone-Nationalpark

Planetarischer Nebel der Roten Spinne

Ein klares Beispiel für die komplexe Struktur, die durch Gase erzeugt werden kann, die ein Stern bei seiner Umwandlung in einen Weißen Zwerg ausstößt. Dieser planetarische Nebel mit der offiziellen Bezeichnung NGC 6537 besteht aus zwei symmetrischen, sich durchdringenden Strukturen und enthält einen der heißesten bekannten Weißen Zwerge, der wahrscheinlich Teil eines Doppelsternsystems ist. Die Geschwindigkeit der inneren Winde, die von den Sternen im Zentrum des Systems ausgehen, beträgt laut Messungen mehr als 1000 Kilometer pro Sekunde. Diese Winde führen dazu, dass sich der Nebel ausdehnt und Wellen aus heißem Gas und Staub kollidieren:

Planetarischer Nebel der Roten Spinne

Galaxien, Sterne und Staub

Dies ist eine echte verwunschene Weltraumlandschaft im Sternbild Pegasus:

Verwunschene Landschaft im Sternbild Pegasus

Weit, weit entfernter Raum

Wie sahen die ersten Galaxien im Universum aus? Ein mit dem Hubble-Teleskop erstelltes Bild, das am 25. September letzten Jahres veröffentlicht wurde, kann bei der Beantwortung dieser Frage helfen. Dies ist der am weitesten entfernte Teil des Universums, der jemals im sichtbaren Licht erfasst wurde, und die ältesten Galaxien, die wir jemals auf Fotos gesehen haben:

Galaxienhaufen

Nebel VdB1 im Sternbild Kassiopeia

Mit dieser wunderschönen blauen kosmischen Wolke beginnt der Van den Bergh (vdB)-Katalog der von Reflexionsnebeln umgebenen Sterne. Interstellare Staubwolken, die Licht von nahegelegenen Sternen reflektieren, erscheinen typischerweise blau, da die Lichtstreuung durch Staubkörner bei kurzen Wellenlängen, die der Farbe Blau entsprechen, effizienter ist. Dank der gleichen Art der Streuung auf dem Planeten Erde ist der Himmel tagsüber blau. Die 1966 von Van den Bergh zusammengestellte Liste umfasst 158 ​​Objekte, die am besten von der Nordhalbkugel aus beobachtet werden können. Darunter sind die hellen Sterne des Plejadenhaufens und andere beliebte Ziele für Astrofotografen:

Der VdB1-Nebel liegt etwa 1600 Lichtjahre von uns entfernt, im Sternbild Kassiopeia, seine Größe beträgt weniger als 5 Lichtjahre

Interstellare Nachbarn

Alpha Centauri ist das Sternensystem im Sternbild Centaurus, das der Sonne am nächsten liegt. Dies sind unsere interstellaren Nachbarn, die nur 4,3 Lichtjahre von uns entfernt sind. Die Sonne auf diesem Foto steht in der oberen rechten Ecke. In der Mitte ist Alpha Centauri B, unten links ist Alpha Centauri A; eine Mondsichel auf einem dunklen Kreis – so stellt sich der Künstler einen Planeten vor, der Alpha Centauri B umkreist:

Mögliche Sicht für einen Beobachter im Alpha-Centauri-System, dem sonnennächsten Stern. Zeichnung des Künstlers.

Verschmelzende Galaxie NGC 2623

Eine Galaxie im Sternbild Krebs, 300 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Im Oktober 2009 wurde bekannt, dass es sich bei NGC 2623 um zwei kollidierende Galaxien mit nahezu verschmolzenen Kernen und einer großen Anzahl von Protosternen handelt. Die mehr als 50.000 Lichtjahre langen „Schwänze“ der kollidierenden Galaxien bestehen aus Staub, Gas und blauen Sternhaufen:

Eine gewaltige Galaxienkollision.

Wunderschöner Emissionsnebel NGC 6164

Der Nebel wird von einem seltenen, heißen und hellen Stern der Spektralklasse O erzeugt, der 40-mal massereicher als die Sonne ist. Der Stern, der im Zentrum dieser kosmischen Wolke zu sehen ist, ist erst 3-4 Millionen Jahre alt. Und nach ebenso vielen Jahren wird der Stern sein Leben beenden, indem er als Supernova explodiert. Der 4 Lichtjahre große Nebel weist bipolare Symmetrie auf. Dadurch ähnelt es den uns bekannten planetarischen Nebeln, die aus Gashüllen sterbender Sterne bestehen:

Der Nebel NGC 6164 hat einen breiten, schwach leuchtenden Halo, der auf tiefen Teleskopbildern deutlich sichtbar ist

Jägermond über den Alpen

Der Vollmond hat viele Namen. Beim zweiten Vollmond Ende Oktober, nach der Herbst-Tagundnachtgleiche, wird der Mond auf der Nordhalbkugel traditionell als „Jägermond“ bezeichnet:

„Jägermond über den Alpen“

Der zum Scheitern verurteilte Marsmond

Die Marsmonde Phobos und Deimos könnten eingefangene Asteroiden aus dem Hauptasteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter oder aus noch weiter entfernten Bereichen des Sonnensystems sein. Aber die Umlaufbahn von Phobos liegt so nah am Mars (etwa 5.800 km, verglichen mit 400.000 km vom Mond zur Erde), dass der Satellit aufgrund der Gezeitenkräfte abstürzt. In 100 Millionen Jahren werden gnadenlose Gezeitenkräfte Phobos in Stücke reißen und seine Fragmente werden einen Ring um den Mars bilden:

Der größere Mond Phobos sieht auf diesem vom Mars Reconnaissance Orbiter aufgenommenen Foto wie ein Asteroid mit Kratern aus.

Diona

Dione, ein natürlicher Satellit des Saturn, wurde 1684 von Giovanni Cassini entdeckt. Auffällig ist, dass eine Hälfte von Dione mehr Krater aufweist als die andere. Viele der Gebiete mit den meisten Kratern befinden sich auf der hinteren Hemisphäre des Satelliten, während Berechnungen zufolge die vordere Hemisphäre dem stärksten Meteoritenbeschuss ausgesetzt sein dürfte. Möglicherweise wurde Dione einst durch den Einschlag eines großen Himmelskörpers entfaltet:

Dione, natürlicher Satellit des Saturn.

Hexenkopfnebel und Rigel-Stern

Dieser Reflexionsnebel von sehr eigenartiger Form trägt den offiziellen Namen IC 2118. Er leuchtet und reflektiert die Strahlung des Sterns Rigel aus dem Sternbild Orion:

Rigel, der Hexenkopfnebel, und der umgebende Staub und Gas sind etwa 800 Lichtjahre von uns entfernt

Galaxie Arp 188 – Kaulquappengalaxie

Diese „Kaulquappe“ befindet sich 420 Millionen Lichtjahre entfernt in Richtung des nördlichen Sternbildes Drache. Die Länge des „Schwanzes“ beträgt etwa 280.000 Lichtjahre:

Galaxie Arp 188, „Kaulquappe“

Diamant-Ring

Als die totale Phase der Sonnenfinsternis zu Ende ging, erzeugte das hinter dem Mond hervortretende Sonnenlicht einen flüchtigen, funkelnden Diamantring am Himmel:

„Diamond Ring“, totale Sonnenfinsternis.

Balkenspiralgalaxie im Sternbild Fornax

Eine majestätische Inselgalaxie mit einer Größe von etwa 200.000 Lichtjahren. Im Kern der Spiralgalaxie NGC 1365 befindet sich ein supermassereiches Schwarzes Loch. 60 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt:

Eine weit, weit entfernte Galaxie.

Nebelröhre

Dies ist ein typisches Beispiel für sogenannte Dunkelnebel – Regionen des Weltraums, die so dicht mit interstellarem Gas gefüllt sind, dass sie das von Sternen kommende Licht vollständig blockieren. Etwa 450 Lichtjahre von uns entfernt:

Dunkler Röhrennebel

Sterne in einem staubigen Himmel

In der oberen rechten Ecke befindet sich der Stern Markab (aus dem Arabischen übersetzt als „Sattel“ oder „Wagen“), Alpha Pegasus – der dritthellste Stern in dieser Konstellation. Markab befindet sich bereits am Ende der Sternentwicklung und wird bald in die Phase der Heliumverbrennung eintreten, da fast der gesamte Wasserstoff verbraucht ist, und wird sich in einen Roten Riesen verwandeln:

Stern Markab

Offener Sternhaufen Pismis 24

Berechnungen zufolge überstieg die Masse eines der Sterne im offenen Sternhaufen Pismis 24 mehr als das 200-fache der Sonnenmasse – das ist die größte bekannte Masse von Sternen. Eine sorgfältige Untersuchung der vom Hubble-Weltraumteleskop aufgenommenen Bilder zeigte jedoch, dass die außergewöhnlich hohe Helligkeit des Objekts Pismis 24-1 auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass es nicht aus einem, sondern aus mindestens drei Sternen besteht:

Der Stern Pismis 24-1 ist das hellste Objekt oberhalb der Gasfront

Der Weltraum ist wunderschön, aber im Allgemeinen sehr seltsam. Planeten umkreisen Sterne, die sterben und wieder ausgehen, und alles in der Galaxie dreht sich um ein supermassereiches Schwarzes Loch, das langsam alles ansaugt, was zu nahe kommt. Aber manchmal wirft der Weltraum Dinge auf, die so seltsam sind, dass man sich beim Versuch, es herauszufinden, wie eine Brezel verdreht.

Säulen der Schöpfung

Wie Douglas Adams einmal schrieb: „Der Weltraum ist groß. Eigentlich groß. Sie können sich nicht einmal vorstellen, wie unglaublich groß es ist.“ Wir alle wissen, dass die Maßeinheit zur Messung von Entfernungen im Weltraum das Lichtjahr ist, aber nur wenige Menschen denken darüber nach, was das bedeutet. Ein Lichtjahr ist eine so große Entfernung, dass Licht, das sich am schnellsten bewegende Ding im Universum, nur ein Jahr braucht, um diese Entfernung zurückzulegen.

Das bedeutet, dass wir, wenn wir Objekte im Weltraum betrachten, die wirklich weit entfernt sind, wie die Säulen der Schöpfung (die Formationen im Adlernebel), in der Zeit zurückblicken. Wie kommt es dazu? Das Licht des Adlernebels braucht 7.000 Jahre, um die Erde zu erreichen, und wir sehen es so, wie es vor 7.000 Jahren war, weil wir reflektiertes Licht sehen.

Die Konsequenzen dieses Blicks in die Vergangenheit sind sehr seltsam. Astronomen glauben beispielsweise, dass die Säulen der Schöpfung vor etwa 6.000 Jahren durch eine Supernova zerstört wurden. Das heißt, diese Säulen existieren einfach nicht mehr. Aber wir sehen sie.

Roter Quadratnebel

Objekte im Weltraum sind größtenteils recht rund. Planeten, Sterne, Galaxien und die Form ihrer Umlaufbahnen ähneln alle einem Kreis. Aber der Rote-Quadrat-Nebel, eine interessant geformte Gaswolke, hmmm, quadratisch. Natürlich waren die Astronomen sehr, sehr überrascht, da Objekte im Weltraum nicht quadratisch sein sollten.

Tatsächlich ist es nicht gerade ein Quadrat. Wenn Sie sich das Bild genau ansehen, werden Sie feststellen, dass der Querschnitt der Form durch zwei Kegel am Berührungspunkt gebildet wird. Aber andererseits gibt es auch nicht viele Zapfen am Nachthimmel. Der sanduhrförmige Nebel leuchtet sehr hell, weil sich in seiner Mitte – dort, wo sich die Kegel berühren – ein heller Stern befindet. Es ist möglich, dass dieser Stern explodierte und zur Supernova wurde, wodurch die Ringe an der Basis der Kegel stärker glühten.

Galaxienkollisionen

Im Weltraum ist alles ständig in Bewegung – im Orbit, um die eigene Achse oder einfach nur durch den Raum rasend. Aus diesem Grund – und dank der unglaublichen Schwerkraft – kollidieren Galaxien ständig. Das überrascht Sie vielleicht nicht – schauen Sie einfach auf den Mond und erkennen Sie, dass der Weltraum es liebt, kleine Dinge in der Nähe von großen zu halten. Wenn zwei Galaxien mit Milliarden von Sternen kollidieren, ist das eine lokale Katastrophe, oder?

Tatsächlich ist bei Galaxienkollisionen die Wahrscheinlichkeit, dass zwei Sterne kollidieren, praktisch null. Tatsache ist, dass der Weltraum selbst (und auch die Galaxien) nicht nur groß ist, sondern auch an sich ziemlich leer. Deshalb wird es „Weltraum“ genannt. Obwohl unsere Galaxien aus der Ferne solide erscheinen, denken Sie daran, dass der uns am nächsten gelegene Stern 4,2 Lichtjahre entfernt ist. Das ist sehr weit.

Horizontproblem

Der Weltraum ist ein absolutes Mysterium, egal wohin man blickt. Wenn wir zum Beispiel auf einen Punkt im Osten unseres Himmels schauen und die Hintergrundstrahlung messen und dann dasselbe an einem Punkt im Westen tun, der 28 Milliarden Lichtjahre vom ersten entfernt ist, werden wir sehen, dass die Die Hintergrundstrahlung hat an beiden Punkten die gleiche Temperatur.

Dies scheint unmöglich, da sich nichts schneller als Licht fortbewegen kann und selbst Licht für die Reise von einem Punkt zum anderen zu lange brauchen würde. Wie konnte sich der Mikrowellenhintergrund im gesamten Universum nahezu gleichmäßig stabilisieren?

Dies könnte durch die Inflationstheorie erklärt werden, die darauf hindeutet, dass sich das Universum unmittelbar nach dem Urknall über große Entfernungen erstreckte. Nach dieser Theorie entstand das Universum nicht durch Dehnung seiner Ränder, sondern die Raumzeit selbst wurde im Bruchteil einer Sekunde wie Kaugummi gedehnt. In dieser unendlich kurzen Zeit in diesem Raum hat ein Nanometer mehrere Lichtjahre zurückgelegt. Dies widerspricht nicht dem Gesetz, dass sich nichts schneller als mit Lichtgeschwindigkeit bewegen kann, denn nichts bewegt sich. Es hat sich einfach erweitert.

Stellen Sie sich das ursprüngliche Universum als einen einzelnen Pixel in einem Bildbearbeitungsprogramm vor. Skalieren Sie nun das Bild um den Faktor 10 Milliarden. Da die gesamte Spitze aus dem gleichen Material besteht, sind ihre Eigenschaften – auch die Temperatur – einheitlich.

Wie ein Schwarzes Loch dich töten wird

Schwarze Löcher sind so massereich, dass sich Materie in unmittelbarer Nähe seltsam zu verhalten beginnt. Man kann sich vorstellen, dass das Ansaugen in ein Schwarzes Loch bedeutet, den Rest der Ewigkeit (oder die Verschwendung der verbleibenden Luft) hoffnungslos schreiend in einem Tunnel der Leere zu verbringen. Aber keine Sorge, die monströse Schwerkraft wird Ihnen diese Hoffnungslosigkeit nehmen.

Die Schwerkraft ist umso stärker, je näher man sich ihrer Quelle befindet, und wenn es sich bei der Quelle um einen so mächtigen Körper handelt, können sich die Größen selbst über kurze Entfernungen dramatisch ändern – beispielsweise die Körpergröße einer Person. Wenn Sie mit den Füßen voran in ein Schwarzes Loch fallen, ist die Schwerkraft auf Ihre Beine so stark, dass Ihr Körper zu einem Spaghetti aus Atomlinien ausgestreckt wird, die in die Mitte des Lochs gezogen werden. Man weiß nie, vielleicht sind diese Informationen für Sie nützlich, wenn Sie in den Bauch eines Schwarzen Lochs eintauchen möchten.

Gehirnzellen und das Universum

Kürzlich haben Physiker eine Simulation des Beginns des Universums erstellt, das mit dem Urknall und der Abfolge von Ereignissen begann, die zu dem führten, was wir heute sehen. Ein leuchtend gelber Haufen dicht gepackter Galaxien im Zentrum und ein „Netzwerk“ aus weniger dichten Galaxien, Sternen, dunkler Materie usw.

Zur gleichen Zeit untersuchte ein Student der Brandeis University die Verbindung von Neuronen im Gehirn, indem er dünne Schichten des Mäusegehirns unter einem Mikroskop betrachtete. Das Bild, das er erhielt, enthielt gelbe Neuronen, die durch ein rotes „Netzwerk“ von Verbindungen verbunden waren. Erinnert Sie an nichts?

Obwohl sich die beiden Bilder stark im Maßstab unterscheiden (Nanometer und Lichtjahre), ähneln sie sich auffallend. Ist dies nur ein einfacher Fall einer fraktalen Rekursion in der Natur oder ist das Universum wirklich nur eine Gehirnzelle in einem anderen riesigen Universum?

Fehlende Baryonen

Der Urknalltheorie zufolge wird die Menge an Materie im Universum irgendwann genug Anziehungskraft erzeugen, um die Expansion des Universums zum Stillstand zu bringen. Allerdings macht baryonische Materie (was wir sehen – Sterne, Planeten, Galaxien und Nebel) nur 1 bis 10 Prozent der gesamten Materie aus, die es geben sollte. Theoretiker haben die Gleichung mit hypothetischer Dunkler Materie (die wir nicht beobachten können) abgeglichen, um die Lage zu retten.

Jede Theorie, die versucht, die seltsame Abwesenheit von Baryonen zu erklären, bleibt erfolglos. Die gängigste Theorie besagt, dass die fehlende Materie aus dem intergalaktischen Medium besteht (verteiltes Gas und Atome, die in den Hohlräumen zwischen Galaxien schweben), aber trotzdem bleibt uns immer noch eine Masse fehlender Baryonen. Bisher haben wir keine Ahnung, wo sich der größte Teil der Materie eigentlich befinden sollte.

Kalte Sterne

Niemand zweifelt daran, dass Sterne heiß sind. Das ist genauso logisch wie die Tatsache, dass der Schnee weiß ist und zwei und zwei vier ergeben. Wenn wir einen Stern besuchen, machen wir uns in den meisten Fällen mehr Sorgen, dass wir uns nicht verbrennen, als dass wir nicht frieren. Braune Zwerge sind Sterne, die für stellare Verhältnisse recht cool sind. Kürzlich entdeckten Astronomen eine Sternart namens Y-Zwerge, die kühlste Unterart von Sternen in der Familie der Braunen Zwerge. Y-Zwerge sind kühler als der menschliche Körper. Bei einer Temperatur von 27 Grad Celsius können Sie einen solchen Braunen Zwerg bedenkenlos berühren, es sei denn, seine unglaubliche Schwerkraft verwandelt Sie in Brei.

Diese Sterne sind verdammt schwer zu erkennen, da sie praktisch kein sichtbares Licht aussenden, sodass man sie nur im Infrarotspektrum suchen kann. Es gibt sogar Gerüchte, dass Braune und Y-Zwerge dieselbe „dunkle Materie“ seien, die aus unserem Universum verschwunden sei.

Das Problem der Sonnenkorona

Je weiter ein Objekt von einer Wärmequelle entfernt ist, desto kälter ist es. Deshalb ist es seltsam, dass die Oberflächentemperatur der Sonne etwa 2760 Grad Celsius beträgt, ihre Korona (so ähnlich wie ihre Atmosphäre) jedoch 200-mal heißer ist.

Auch wenn es einige Prozesse gibt, die den Temperaturunterschied erklären, kann keiner von ihnen einen so großen Unterschied erklären. Wissenschaftler glauben, dass dies etwas mit kleinen Magnetfeldflecken zu tun hat, die auf der Sonnenoberfläche erscheinen, verschwinden und sich bewegen. Da sich die magnetischen Linien nicht kreuzen können, ordnen sich die Einschlüsse jedes Mal neu, wenn sie sich zu nahe kommen, ein Prozess, der die Korona aufheizt.

Obwohl diese Erklärung nett erscheinen mag, ist sie alles andere als elegant. Experten sind sich nicht einig darüber, wie lange diese Einschlüsse anhalten, geschweige denn über die Prozesse, durch die sie die Korona erhitzen könnten. Selbst wenn die Antwort auf die Frage darin liegt, weiß niemand, was die Ursache für das Auftreten dieser zufälligen Magnetflecken überhaupt ist.

Eridani-Schwarzes Loch

Das Hubble Deep Space Field ist ein vom Hubble-Teleskop aufgenommenes Bild von Tausenden entfernter Galaxien. Wenn wir jedoch in den „leeren“ Raum im Bereich des Sternbildes Eridanus blicken, sehen wir nichts. Überhaupt. Nur eine schwarze Leere, die sich über Milliarden von Lichtjahren erstreckt. Fast jede „Leere“ am Nachthimmel liefert Bilder von Galaxien, wenn auch verschwommen, aber vorhanden. Wir verfügen über mehrere Methoden, mit denen wir herausfinden können, was dunkle Materie sein könnte, aber sie lassen uns auch mit leeren Händen zurück, wenn wir in die Leere von Eridani starren.

Eine umstrittene Theorie besagt, dass sich in der Leere ein supermassereiches Schwarzes Loch befindet, um das alle nahegelegenen Galaxienhaufen kreisen, und dass diese Hochgeschwindigkeitsrotation mit der „Illusion“ eines expandierenden Universums verbunden ist. Eine andere Theorie geht davon aus, dass alle Materie eines Tages zu Galaxienhaufen zusammenkleben wird und dass sich zwischen den Galaxienhaufen schließlich schwebende Hohlräume bilden werden.

Aber das erklärt nicht die zweite Lücke, die Astronomen am südlichen Nachthimmel entdeckt haben, dieses Mal etwa 3,5 Milliarden Lichtjahre breit. Es ist so groß, dass selbst die Urknalltheorie Schwierigkeiten hat, es zu erklären, da das Universum noch nicht lange genug existierte, als dass sich durch normale galaktische Drift ein so großer Hohlraum bilden könnte. Vielleicht werden all diese Geheimnisse des Universums eines Tages nur noch zu Samen im Glas, aber nicht heute und nicht morgen.

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