Universum

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Dieser Artikel behandelt den Begriff Universum aus astronomischer Sicht. Für andere Bedeutungen siehe Universum (Begriffsklärung).
Universum
Hubble ultra deep field.jpg
Das Hubble Ultra Deep Field: ein sehr tiefer Blick ins Universum
Physikalische Eigenschaften (bezogen auf das beobachtbare Universum)
Ausdehnung > ca. 78 Mrd. Lj
Masse (sichtbar) ca. 1053 kg
Mittlere Dichte ca. 4,7 · 10−30 g/cm3
Alter ca. 13,75 Mrd. Jahre
Galaxien ca. 100 Mrd.
Temperatur Hintergrundstrahlung 2,7 K

Das Wort Universum (von lateinisch universus „gesamt“, von unus und versus „in eins gekehrt“) wird allgemein im deutschen Sprachraum als Bezeichnung für alles benutzt, was existiert.

Weltall und Weltraum – Abgrenzung

Das Wort Universum wurde im 17. Jahrhundert von Philipp von Zesen durch das Wort Weltall eingedeutscht. Während der Begriff des Universums alles, also auch Sterne und Planeten wie die Erde einschließt, wird mit Weltraum oft nur der Raum außerhalb der Erdatmosphäre, bzw. allgemein der Raum fern von Planeten- und Mondoberflächen, bezeichnet.

Da der Übergang von der Erdatmosphäre zum Weltraum fließend ist, existieren mehrere festgelegte Grenzen. International am gebräuchlichsten ist die Definition der Fédération Aéronautique Internationale, nach der der Weltraum in einer Höhe von 100 Kilometern beginnt (Kármán-Linie). Dort ist die Geschwindigkeit, die benötigt wird, um Auftrieb zum Fliegen zu erhalten, gerade genauso hoch, wie die Umlaufgeschwindigkeit eines Raumflugkörpers, der durch die Schwerkraft der Erde auf einer Kreisbahn gehalten wird.[1] Nach der Definition der NASA und der US Air Force beginnt der Weltraum bereits in einer Höhe von etwa 80 Kilometern (50 Meilen) über dem Boden. Eine völkerrechtlich verbindliche Höhengrenze gibt es nicht.

Allgemeines

Die Andromeda-Galaxie, die uns am nächsten gelegene, größere Galaxie

Die heute allgemein anerkannte Theorie zur Beschreibung der großräumigen Struktur des Universums ist die allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein. Auch die Quantenphysik hat wichtige Beiträge zum Verständnis speziell des frühen Universums geliefert, in dem die Dichte und Temperatur sehr hoch waren und viele Prozesse unter Beteiligung von Elementarteilchen abliefen (Astroteilchenphysik). Wahrscheinlich wird ein erweitertes Verständnis des Universums erst erreicht, wenn die Physik eine Theorie entwirft, die die allgemeine Relativitätstheorie mit der Quantenphysik vereint. Diese wird T.O.E. (Theory Of Everything) oder auch Weltformel genannt. In dieser Theorie der Quantengravitation sollen die vier Grundkräfte der Physik (elektromagnetische Kraft, Gravitation, starke und schwache Kernkraft) einheitlich erklärt werden. Schon Albert Einstein hat sich viele Jahre um die Aufstellung einer solchen allumfassenden Theorie bemüht – ohne Erfolg. Zudem waren in seinem Konzept die starke und schwache Wechselwirkung nicht enthalten, so dass seine Suche nach der Weltformel auch von daher – weil unvollständig – zum Scheitern verurteilt war. Erst in den 1960er Jahren standen die mathematischen Voraussetzungen für die Entwicklung einer Vereinigungstheorie zur Verfügung, womit die Suche der Physiker nach diesem großen einheitlichen Bild der Welt begann.

Die Kosmologie, ein Teilgebiet sowohl der Physik als auch der heutigen Philosophie der Naturwissenschaften, befasst sich mit dem Studium des Universums und versucht Eigenschaften des Universums wie beispielsweise die Frage nach der Feinabstimmung der Naturkonstanten zu beantworten.

Alter und Zusammensetzung

Die klassische und heute weithin anerkannte Urknalltheorie geht davon aus, dass das Universum in einem bestimmten Augenblick, dem Urknall aus einer Singularität heraus entstanden ist und sich seitdem ausdehnt (siehe Expansion des Universums). Zeit, Raum und Materie sind mit dem Urknall entstanden. Zeiten "vor" dem Urknall und Orte "außerhalb" des Universums sind physikalisch nicht definierbar. Daher gibt es weder ein räumliches "Außerhalb", noch ein zeitliches "Davor", noch eine Ursache des Universums.

Da die naturwissenschaftlichen Gesetze für die extremen Bedingungen während der ersten etwa 10−43 Sekunden (Planck-Zeit) nach dem Urknall nicht bekannt sind, beschreibt die Theorie den eigentlichen Vorgang streng genommen nicht. Erst nach Ablauf der Planck-Zeit können die weiteren Abläufe physikalisch nachvollzogen werden. So lässt sich dem frühen Universum z. B. eine Temperatur von 1,4 · 1032 K (Planck-Temperatur) zuordnen.

Das Alter des Universums ist aufgrund von Präzisionsmessungen durch das Hubble-Weltraumteleskop mithilfe von Gravitationslinsen mit 13,75 Milliarden Jahren relativ genau berechenbar. Das Universum ist maximal 170 Millionen Jahre älter oder 150 Millionen Jahre jünger als dieser Wert.[2] Eine frühere Ermittlung des Alters durch den Satelliten WMAP ergab das etwas ungenauere Ergebnis von 13,7 Milliarden Jahren.
Das Alter kann auch durch Extrapolation von der momentanen Expansionsgeschwindigkeit des Universums auf den Zeitpunkt, an dem das Universum in einem Punkt komprimiert war, berechnet werden. Diese Berechnung hängt aber stark von der Zusammensetzung des Universums ab, da Materie bzw. Energie durch Gravitation die Expansion verlangsamen. Die bisher nur indirekt nachgewiesene Dunkle Energie kann die Expansion allerdings auch beschleunigen. So können verschiedene Annahmen über die Zusammensetzung des Universums zu verschiedenen Altersangaben führen. Durch das Alter der ältesten Sterne kann eine untere Grenze für das Alter des Universums angegeben werden. Im aktuellen Standardmodell stimmen beide Methoden sehr gut überein.

Sämtliche Berechnungen für das Alter des Universums setzen voraus, dass der Urknall tatsächlich als zeitlicher Beginn des Universums betrachtet werden kann, was wegen Unkenntnis der physikalischen Gesetze für den Zustand unmittelbar nach Beginn des Urknalls nicht gesichert ist. Zwar kann ein statisches Universum, das unendlich alt und unendlich groß ist, ausgeschlossen werden, nicht jedoch ein dynamisches unendlich großes Weltall. Dieses wird unter anderem durch die beobachtete Expansion des Weltalls begründet. Des Weiteren wies schon der Astronom Heinrich Wilhelm Olbers darauf hin, dass bei unendlicher Ausdehnung und unendlichem Alter eines statischen Universums der Nachthimmel hell leuchten müsste (Olberssches Paradoxon), da jeder Blick, den man gen Himmel richtet, automatisch auf einen Stern fallen müsste. Ist das Universum allerdings unendlich groß, hat aber nur ein endliches Alter, so hat uns das Licht von bestimmten Sternen einfach noch nicht erreicht.

Der Raum zwischen Galaxien ist nicht vollständig leer. Er ist mit stark verdünntem Wasserstoff-Gas gefüllt. Dieses intergalaktische Medium besteht aus etwa einem Atom pro Kubikmeter. Innerhalb von Galaxien ist die Dichte der Materie jedoch wesentlich höher. Desgleichen ist der Raum von Feldern und Strahlung durchsetzt. Die Temperatur der Hintergrundstrahlung beträgt derzeit 2,7 Kelvin (also etwa −270 °C). Sie entstand 380.000 Jahre nach dem Urknall und wird auch als Geburtsschrei unseres Universums bezeichnet. Das Universum besteht nur zu einem kleinen Teil aus uns bekannter Materie und Energie (4 %), von der wiederum nur 10 % Licht aussendet und dadurch sichtbar ist; den größten Teil macht eine, durch eine Vielzahl von Beobachtungen indirekt nachgewiesene, aber bis heute weitgehend unverstandene „dunkle Materie“ (23 %) aus, die für den gravitativen Zusammenhalt der Galaxien verantwortlich ist, und die „dunkle Energie“ (73 %) aus, die für die beschleunigte Expansion verantwortlich ist.[3] Auf die dunkle Energie wurde aus den Daten von weit entfernten Supernovaexplosionen geschlossen, ihre Existenz wird durch Satelliten wie COBE und WMAP und Ballonexperimente wie BOOMERANG sowie Gravitationslinseneffekte und die Galaxienverteilung im Universum bestätigt.

Form und Volumen

Intuitiv liegt die Vermutung nahe, dass aus der Urknalltheorie eine „Kugelform“ des Universums folgt; das ist jedoch nur eine von mehreren Möglichkeiten. So wurden neben einem flachen unendlichen Universum viele andere Formen vorgeschlagen. Darunter beispielsweise eine Hypertorusform, oder auch die in populärwissenschaftlichen Publikationen als „Fußballform“ und „Trompetenform“ bekannt gewordenen Formen. Einige Daten des Satelliten WMAP sprechen auch dafür, dass das Universum ein Ellipsoid ist.[4]

Im CDM-Standardmodell (CDM von engl. Cold Dark Matter, „kalte dunkle Materie“) sowie dem aktuelleren Lambda-CDM-Standardmodell, das die gemessene Beschleunigung der Expansion des Universums berücksichtigt, ist das Universum flach, das heißt, der Raum wird durch die euklidische Geometrie beschrieben. Ein solches Universum muss nicht zwingend ein unendliches Volumen haben, da auch kompakte Topologien für den Raum möglich sind. Auf der Basis der verfügbaren Beobachtungen kann derzeit nur eine grobe untere Grenze für die Ausdehnung des Universums angegeben werden. Daten des Satelliten WMAP schließen nach Neil Cornish die meisten Beschreibungsmodelle des Universums, die einen Radius kleiner als 78 Milliarden Lichtjahre besitzen, aus. Im Lambda-CDM-Standardmodell wird daher meist eine flache Geometrie mit unendlicher Ausdehnung betrachtet.

Wichtig ist der Unterschied zwischen Unendlichkeit und Unbegrenztheit: Auch wenn das Universum ein endliches Volumen besitzen würde, so könnte es dennoch unbegrenzt sein. Leicht anschaulich lässt sich dieses Modell folgendermaßen darstellen: eine Kugeloberfläche (Sphäre) ist endlich, besitzt aber keinen Mittelpunkt und ist unbegrenzt (man kann sich auf ihr fortbewegen, ohne jemals einen Rand zu erreichen). So wie eine zweidimensionale Kugeloberfläche eine dreidimensionale Kugel umhüllt, kann man, falls das Universum nicht flach, sondern gekrümmt ist, sich den dreidimensionalen Raum als „Rand“ eines höherdimensionalen Raums vorstellen. Wohlgemerkt dient dies lediglich der Veranschaulichung, denn das Universum ist in der klassischen Kosmologie nicht in einen höherdimensionalen Raum eingebettet.

Astrophysiker Stephen Hawking fasst seine Erkenntnisse allgemeinverständlich in einer aktuellen Fernsehdokumentation zusammen: Das Universum habe 100 Milliarden Galaxien, jede von ihnen mit Millionen Sternen (und ergänzt, dass es bei diesem Volumen unwahrscheinlich sei, dass nur die Erde Lebewesen aufweise).[5]

Zusammenhang zwischen Massendichte, lokaler Geometrie und Form

Obwohl die lokale Geometrie sehr nahe an einer flachen, euklidischen Geometrie liegt, ist auch eine sphärische oder hyperbolische Geometrie nicht ausgeschlossen. Da die lokale Geometrie mit der globalen Form (Topologie) und dem Volumen des Universums verknüpft ist, ist letztlich auch unbekannt, ob das Volumen endlich ist (mathematisch ausgedrückt: ein kompakter topologischer Raum) oder ob das Universum einen unendlichen Rauminhalt besitzt. Welche Geometrien und Formen für das Universum möglich sind, hängt gemäß den Friedmann-Gleichungen, welche die Entwicklung des Universums im Standard-Urknallmodell beschreiben, wiederum wesentlich von der Energiedichte bzw. der Massendichte im Universum ab:

  • Ist diese Dichte kleiner als ein bestimmter, als kritische Dichte bezeichneter Wert, so wird die globale Geometrie als hyperbolisch bezeichnet, da sie als das dreidimensionale Analogon zu einer zweidimensionalen hyperbolischen Fläche angesehen werden kann. Ein hyperbolisches Universum ist offen, d. h., ein gegebenes Volumenelement innerhalb des Universums dehnt sich immer weiter aus, ohne jemals zum Stillstand zu kommen. Das Gesamtvolumen eines hyperbolischen Universums kann sowohl unendlich als auch endlich sein.
  • Ist die Energiedichte exakt gleich der kritischen Dichte, ist die Geometrie des Universums flach (euklidisch). Das Gesamtvolumen eines flachen Universums ist im einfachsten Fall, wenn man einen euklidischen Raum als einfachste Topologie annimmt, unendlich. Es sind aber auch Topologien mit endlichem Rauminhalt mit einem euklidischen Universum zu vereinbaren. Beispielsweise ist ein Hypertorus als Form möglich. Auch ein flaches Universum ist wie das hyperbolische Universum offen, ein gegebenes Volumenelement dehnt sich also immer weiter aus. Seine Expansion verlangsamt sich jedoch zusehends, so dass nach unendlicher Zeit eine endliche Ausdehnung erreicht ist.
  • Ist die Energiedichte größer als die kritische Dichte, wird es als „sphärisch“ bezeichnet. Das Volumen eines sphärischen Universums ist endlich. Im Gegensatz zum euklidischen und zum hyperbolischen Universum kommt die Ausdehnung des Universums irgendwann zum Stillstand und kehrt sich danach um. Das Universum „stürzt“ also wieder in sich zusammen.

Gegenwärtige astronomische Beobachtungsdaten erlauben es nicht, das Universum von einem euklidischen Universum zu unterscheiden. Die bisher gemessene Energiedichte des Universums liegt also so nahe an der kritischen Dichte, dass die experimentellen Fehler es nicht ermöglichen, zwischen den drei grundlegenden Fällen zu unterscheiden.

Dunkle Energie beeinflusst weiterhin die Expansionseigenschaften des Universums. So führt ein großer Anteil von Dunkler Energie dazu, dass ein sphärisches Universum nicht in sich zusammenstürzt, oder ein flaches Universum immer weiter beschleunigt. Bestimmte Formen der Dunklen Energie können sogar dazu führen, dass das Universum lokal schneller als Lichtgeschwindigkeit expandiert und so in einem Big Rip auseinandergerissen wird, da keine Wechselwirkungen zwischen Teilchen mehr stattfinden können.

Konsequenzen eines unendlichen Raumzeitvolumens

Die Annahme eines Universums mit einem unendlichen Raumzeitvolumen wirft einige Fragen nach den erkenntnistheoretischen Konsequenzen dieser Annahme auf. Hier spielt besonders das Anthropische Prinzip eine Rolle, wie es z. B. von Brandon Carter formuliert wurde.[6] Danach muss – in der vorsichtigsten Interpretation – zumindest die Notwendigkeit der Existenz eines Beobachters bei der Interpretation astronomischer Daten berücksichtigt werden; d. h. Beobachtungsdaten sind nicht notwendigerweise repräsentativ für das gesamte Universum.

Beispiele für Folgerungen, welche verschiedentlich daraus geschlossen wurden, sind etwa, dass ein lokal scheinbar lebensfreundliches Universum im Ganzen extrem lebensfeindlich sein kann, oder dass selbst extrem unwahrscheinliche, aber mögliche Ereignisse sich in einem solchen Universum unendlich oft ereignen müssten.[7] In neuerer Zeit hat der Physiker Max Tegmark darauf hingewiesen, dass aus dem gegenwärtigen Standardmodell des Universums zusammen mit der Quantentheorie folge, dass im Durchschnitt alle $ {10}^{{10}^{29}} $ Meter eine „Zwillingswelt“ existieren müsse.[8] Einige der genannten Konsequenzen ergäben sich allerdings schon bei Universen mit endlichem, aber hinreichend großem Volumen.

Strukturen innerhalb des Universums

Auf der derzeit größten beobachtbaren Skala findet man Galaxienhaufen, die sich zu noch größeren Superhaufen zusammenfinden. Diese bilden wiederum fadenartige Filamente, die riesige, blasenartige, praktisch galaxienfreie Hohlräume (engl. Voids, void = leer) umspannen. Man spricht mitunter auch von der wabenartigen Struktur (engl. cosmic web) des Universums. Es ergibt sich die folgende Rangfolge von den größten zu den kleinsten Strukturen des beobachtbaren Universums:

  1. Filamente und Voids (Bsp.: Große Mauer, Durchmesser: etwa 1 Mrd. Lichtjahre)
  2. Superhaufen (Bsp.: Virgo-Superhaufen, Durchmesser: etwa 200 Millionen Lichtjahre)
  3. Galaxienhaufen (Bsp.: Lokale Gruppe, Durchmesser: etwa 10 Millionen Lichtjahre)
  4. Galaxien (Bsp.: Milchstraße, Durchmesser: etwa 100.000 Lichtjahre)
  5. Sternhaufen (Kugelsternhaufen, Offene Sternhaufen, Durchmesser: dutzende bis hunderte Lj.)
  6. Planetensysteme (Bsp.: Unser Sonnensystem, Durchmesser: etwa 300 AE = 41 Lichtstunden)
  7. Sterne (Bsp.: Sonne, Durchmesser: 1.392.500 km)
  8. Planeten (Bsp.: Erde, Durchmesser: 12.756,2 km)
  9. Monde (Bsp.: Erdmond Durchmesser: 3.476 km)
  10. Asteroiden, Kometen (Durchmesser: wenige Kilometer bis mehrere 100 km)
  11. Meteoroiden (Durchmesser: vom Meter- bis herab zum Millimeterbereich)
  12. Staubpartikel
  13. Moleküle, Atome, Elementarteilchen

Anmerkung: Die Größenskalen sind stark ineinander übergehend, so existieren beispielsweise Monde, die Planeten an Größe übertreffen, Asteroiden, die wesentlich größer als manche Monde sind, usw. Tatsächlich ist die Klassifizierung von Himmelsobjekten aufgrund ihrer Größe in der Astronomie derzeit sehr umstritten, so zum Beispiel die Frage, welche Sonnentrabanten zu den Planeten gezählt werden sollen und welche nicht (Plutinos, Transneptune, usw.). Pluto, der seit seiner Entdeckung 1930 als Planet galt, wird seit dem 24. August 2006 per Definition der Internationalen Astronomischen Union (IAU) zu den Zwergplaneten gezählt.


Siehe auch

Literatur

  • David Deutsch: Die Physik der Welterkenntnis. Auf dem Wege zum universellen Verstehen. Birkhäuser, Berlin 1996. ISBN 3-7643-5385-6
  • J. Richard Gott III u. a.: A Map of the Universe. In: Astrophysical Journal. Chicago 624.2005, 463. ISSN 0004-637X
  • Stephen Hawking: Eine kurze Geschichte der Zeit. rororo. Rowohlt, Reinbek 1991. ISBN 3-499-60555-4
  • Stephen Hawking: Das Universum in der Nussschale. Dtv, München 2003. ISBN 3-423-33090-2
  • Lucy und Stephen Hawking: Der geheime Schlüssel zum Universum. Kinderbuch. cbj, München 2007. ISBN 3-570-13284-6
  • Lisa Randall: Verborgene Universen - Eine Reise in den extradimensionalen Raum. S. Fischer, Frankfurt 2006 (3. Aufl.). ISBN 3-10-062805-5
  • Steven Weinberg: Die ersten drei Minuten. Piper, München 1977. ISBN 3-492-22478-4
  • Steven Weinberg: Der Traum von der Einheit des Universums. Bertelsmann München 1993. ISBN 3-570-02128-9
  • Charles H. Lineweaver, Tamara M. Davis: Der Urknall - Mythos und Wahrheit. In: Spektrum der Wissenschaft. Heidelberg 2005, 5 (Mai), S. 38–47. ISSN 0170-2971
  • Brian Greene: Der Stoff, aus dem der Kosmos ist. Alfred A. Knopf, New York 2004. ISBN 3-88680-738-X
  • Harry Nussbaumer: Das Weltbild der Astronomie. vdf Hochschulverlag, Zürich 2007 (2. Aufl.). ISBN 3-7281-3106-7
  • Rüdiger Vaas: Tunnel durch Raum und Zeit. Franckh-Kosmos, Stuttgart 2006 (2. Aufl.). ISBN 3-440-09360-3
  • Brian May, Patrick Moore, Chris Lintott: Bang! A Complete History of the Universe. Carlton Books, London 2006. ISBN 1-84442-552-5
  • Alex Vilenkin: Kosmische Doppelgänger, Wie es zum Urknall kam - Wie unzählige Universen entstehen. Springer, Heidelberg 2007. ISBN 3-540-73917-3

Weblinks

 Commons: Universum – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

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 Wikiquote: Universum – Zitate
Wiktionary Wiktionary: Universum – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Wikibooks Wikibooks: Wikijunior Sonnensystem/ Raumforschung – Lern- und Lehrmaterialien

Videos

Einzelnachweise

  1. 100 km Altitude Boundary for Astronautics in: fai.org astronautics
  2. Gravitationslinsen: Alter des Universums, neu berechnet, astronews.com
  3. Astronomie – Planeten, Sterne, Galaxien. GEO Bibliographisches Institut & F.A. Brockhaus AG. GEO Themenlexikon. Bd 5. GEO, Gruner+Jahr, Mannheim 2007. ISBN 3-7653-9425-4
  4. Astronews: Das Universum - Ein Ellipsoid? - abgerufen am 23. Juni Mai 2008
  5. vgl. Der Tagesspiegel, 3. Dezember 2011
  6. B. Carter: Large Number Coincidences and the Anthropic Principle in Cosmology. in: Confrontation of Cosmological Theories with Observational Data. Copernicus Symposium 2. IAU Symposium. Bd 63. Reidel, Dordrecht 1974, 291–298. ISBN 90-277-0456-2
  7. Nick Bostrom: Anthropic Bias Observation Selection Effects in Science and Philosophie. Routledge, New York 2002. ISBN 0-415-93858-9
  8. Homepage von Max Tegmark

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Galaxien-Entstehung ohne Dunkle Materie simuliert
Erstmals haben Forscher der Universitäten Bonn und Straßburg die Bildung von Galaxien in einem Universum simuliert, das ohne Dunkle Materie auskommt.
08.01.2020
Relativitätstheorie | Astrophysik
Neue unabhängige Messung der Expansion des Universums bestärkt Forderung nach neuer Physik
Die Bestimmung der Hubble-Konstante, ein Maß für die Expansion des Universums, ist seit Jahren eine der spannendsten Herausforderungen der Physik: Messungen im heutigen Universum liefern andere Werte als solche in der Frühphase des Universums.
19.12.2019
Schwarze Löcher
Fütterung der ersten supermassereichen Schwarzen Löcher
Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien finden sich zunehmend in Entfernungen, die einem Alter des Universums von nur wenigen hundert Millionen Jahren entsprechen.
03.12.2019
Galaxien | Schwarze Löcher
Astrophysik - Galaktisches Schwergewicht
Schwarzes Loch mit 40 Milliarden Sonnenmassen entdeckt: Im Zentrum des Galaxienhaufes “Abell 85” befindet sich das größte schwarze Loch im nahen Universum – es ist wahrscheinlich das Ergebnis einer Kette von Verschmelzungen kleinerer schwarzer Löcher.
21.11.2019
Schwarze Löcher
Forscherteam entdeckt erstmals drei supermassereiche Schwarze Löcher im Kern einer Galaxie
Ein internationales Forscherteam unter der Leitung der Universität Göttingen und des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) hat erstmals drei supermassereiche Schwarze Löcher im Kern einer Galaxie nachgewiesen.
07.11.2019
Galaxien | Astrophysik
Galaktische Quellen und Karussells - Wie in unserem Universum Ordnung aus Chaos entstand
Wissenschaftler aus Deutschland und den Vereinigten Staaten haben die Ergebnisse einer neuen, besonders umfangreichen Simulation der Evolution von Galaxien vorgestellt.
31.10.2019
Sterne | Astrophysik
Uralte Gaswolke zeigt, dass die ersten Sterne direkt nach dem Urknall entstanden sein müssen
Astronomen unter der Leitung von Eduardo Bañados vom Max-Planck-Institut für Astronomie haben eine Gaswolke entdeckt, die Informationen über die Frühphase der Galaxien- und Sternentstehung liefert, bloße 850 Millionen Jahre nach dem Urknall.
09.10.2019
Sterne | Supernovae | Elektrodynamik
Wie entstehen die stärksten Magnete des Universums?
Wie kommt es, dass manche Neutronensterne zu den stärksten Magneten im Universum werden?
18.09.2019
Kernphysik | Physikdidaktik
Künstliche Intelligenz erforscht dunkle Materie im Universum
Ein Team aus Physikern und Informatikern der ETH Zürich hat einen neuen Zugang zum Problem der dunklen Materie und dunklen Energie im Universum entwickelt.
22.08.2019
Sterne | Thermodynamik | Astrophysik
Experiment HADES simuliert die Kollision und das Verschmelzen von Sternen: 800 Milliarden Grad in der kosmischen Küche
Sie gehören zu den spektakulärsten Ereignissen im Universum: Kollisionen von Neutronensternen.
09.08.2019
Sterne | Atomphysik | Thermodynamik
800 Milliarden Grad Celsius: Temperaturen wie in Sternenkollisionen im Labor gemessen
Sie gehören zu den heißesten Momenten im kosmischen Geschehen: die Kollisionen von Neutronensternen im Universum, bei denen chemische Elemente gebildet werden.
18.07.2019
Kernphysik | Thermodynamik
Chemie des kosmologischen Dunklen Zeitalters im Labor untersucht
Neue Messungen ergeben eine dramatisch höhere Häufigkeit von Heliumhydrid-Ionen im frühen Universum.
17.04.2019
Atomphysik | Astrophysik
Erster astrophysikalischer Nachweis des Heliumhydrid-Ions
Das Heliumhydrid-Ion HeH+ war das erste Molekül, das im noch jungen Universum vor ca.
25.03.2019
Galaxien | Teilchenphysik
Nahe Galaxie bringt Licht ins Dunkel des frühen Universums
Ein Team von Astronominnen und Astronomen hat entdeckt, wie energiereiche Photonen einer nahegelegenen Galaxie entkommen.
12.03.2019
Supernovae | Atomphysik | Astrophysik
Wie schwere Elemente im Universum entstehen
Bei Sternenexplosionen oder an der Oberfläche von Neutronensternen entstehen schwere Elemente durch den Einfang von Wasserstoff-Kernen (Protonen).
11.03.2019
Sterne | Supernovae | Atomphysik
Zombie-Sterne auf der Flucht
Unter Federführung von Astronomen der FAU hat ein internationales Konsortium drei Hyper-Velocity-Sterne (HVS) entdeckt, die offenbar eine Supernova überlebt haben.
07.03.2019
Physikdidaktik
Ausgerechnet! Unser Universum
Die neue Planetariumsshow im Deutschen Museum zeigt, wie Münchner Wissenschaftler mit Hilfe von Hochleistungsrechnern die Geschichte des Weltalls simulieren.
14.01.2019
Satelliten | Teilchenphysik
Vermessung von fünf Weltraum-Blitzen
Ein am PSI entwickelter Detektor namens POLAR hat vom Weltall aus Daten gesammelt.
17.10.2018
Galaxien
Größter Galaxien-Proto-Superhaufen entdeckt
Ein internationales Team von Astronomen hat mit dem VIMOS-Instrument des Very Large Telescope der ESO eine gewaltige Struktur im frühen Universum entdeckt.
08.10.2018
Galaxien | Sterne
Eine Reise zum Anbeginn der Zeit
Im Rahmen des „Pristine Survey“ sucht und erforscht ein internationales Team die ältesten Sterne unseres Universums.
01.10.2018
Galaxien | Teilchenphysik
Das glimmende Universum
Mit dem MUSE-Spektrographen am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte (ESO) entdeckten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler riesige kosmische Reservoirs von atomarem Wasserstoff, die ferne Galaxien umgeben.
20.09.2018
Quantenphysik | Thermodynamik
Kernphysiker stellen Beobachtungen zum quantenchromodynamischen Phasenübergang vor
Dies ist eine gemeinsame Pressemitteilung der Universitäten Münster und Heidelberg sowie des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt.
29.08.2018
Plasmaphysik | Teilchenphysik
Erfolg für Teilchenbeschleuniger der Zukunft: Elektronen reiten Plasmawelle
Physikern könnte sich bald eine neue Tür zu den Geheimnissen des Universums öffnen.
25.07.2018
Teilchenphysik | Kernphysik | Astrophysik
Material aus dem PSI hilft, Ungereimtheiten in der Urknalltheorie zu überprüfen
Kurz nach dem Urknall entstanden unter anderem radioaktive Atome des Typs Beryllium-7.
04.06.2018
Galaxien | Sterne | Teleskope
ALMA und VLT finden zu viele massereiche Sterne in Starburst-Galaxien nah und fern
Astronomen haben mit ALMA und dem VLT herausgefunden, dass sowohl Starburstgalaxien im frühen Universum als auch eine Sternentstehungsregion in einer nahen Galaxie einen viel höheren Anteil an massereichen Sternen enthalten als ruhigere Galaxien.
30.05.2018
Teilchenphysik
Mikroskopisches Universum gibt Einblick in Leben und Tod des Neutrons
Experimente zur Lebensdauer eines Neutrons zeigen verblüffende und unerklärte Abweichungen.
28.05.2018
Astrophysik | Teilchenphysik
Empfindlichkeits-Rekord bei der Suche nach Dunkler Materie
Kosmologische Beobachtungen legen nahe, dass das Universum zum großen Teil aus Dunkler Materie besteht.
23.05.2018
Galaxien
Rotierende Rugbybälle unter den massereichsten Galaxien
Den Umlaufbahnen der Sterne in den massereichsten Galaxien widmet sich eine neu erschienene Studie, deren Ergebnisse überraschen: während sich die eine Hälfte der untersuchten sehr massereichen Galaxien wie erwartet um ihre kleine Achse dreht, rotiert die andere Hälfte um ihre große Achse.
16.05.2018
Galaxien | Sterne
ALMA und VLT finden Hinweise auf Sternentstehung nur 250 Millionen Jahre nach dem Urknall
Astronomen haben anhand von Beobachtungen des Atacama Large Millimeter/Submillimeter Arrays (ALMA) und des Very Large Telescope (VLT) der ESO festgestellt, dass die Sternentstehung in der weit entfernten Galaxie MACS1149-JD1 in einem unerwartet frühen Stadium begann, nur 250 Millionen Jahre nach dem Urknall.
25.04.2018
Galaxien
Gewaltige, lange zurückliegende Galaxienverschmelzungen
Die ALMA- und APEX-Teleskope haben tief in den Weltraum geschaut - zurück in die Zeit, als das Universum nur ein Zehntel seines heutigen Alters hatte - und so die Anfänge gigantischer kosmischer Massenansammlungen miterlebt: bevorstehende Kollisionen junger Starburstgalaxien.
09.04.2018
Galaxien
Kugelsternhaufen als Relikte der Sternentstehung im jungen Universum
Die Kugelsternhaufen, die die Milchstraße umgeben, sind annähernd so alt wie das Universum selbst.
23.03.2018
Teilchenphysik
Japanischer Teilchenbeschleuniger SuperKEKB startet durch
Warum gibt es im Universum so viel mehr Matrie als Antimaterie?
13.03.2018
Astrophysik | Elektrodynamik
Wie der Magnetismus ins Universum kommt
Strömungen flüssiger Metalle sind in der Lage, Magnetfelder zu generieren.
08.12.2017
Schwarze_Löcher
Das fernste Schwarze Loch im Kosmos: Quasar in Entfernung von 13 Milliarden Lichtjahren entdeckt
Astronomen haben den entferntesten bekannten Quasar entdeckt – so weit von uns entfernt, dass sein Licht mehr als 13 Milliarden Jahre brauchte, um uns zu erreichen.
16.10.2017
Astrophysik | Optik | Relativitätstheorie
ESO-Teleskope beobachten erstes Licht einer Gravitationswellen-Quelle
Teleskope der ESO in Chile haben zum ersten Mal im sichtbaren Licht eine Quelle von Gravitationswellen vermessen können.
28.08.2017
Astrophysik | Elektrodynamik
Magnetfelder in einer Entfernung von fünf Milliarden Lichtjahren entdeckt
Magnetfelder spielen eine wichtige Rolle bei der Erforschung der Physik des interstellaren Mediums.
17.08.2017
Astrophysik | Teilchenphysik
Mögliche Erklärung für die Dominanz der Materie über Antimaterie im Universum
Neutrinos und Antineutrinos – auch Geisterteilchen genannt, weil sie schwierig nachzuweisen sind – können sich ineinander umwandeln.
30.06.2017
Galaxien | Sterne
Schärfster Radioblick in ferne Sternentstehungsgebiete
Wie in menschlichen Zivilisationen schwankte auch bei Sternen die Geburtenrate im Lauf der Zeit.
30.06.2017
Galaxien
Schnell wachsende Galaxien könnten kosmisches Rätsel lösen – zeigen früheste Verschmelzung
Astronomen haben im frühen Universum eine neue Art von Galaxie entdeckt, die bereits weniger als eine Milliarde nach dem Urknall hundert Mal schneller Sterne bildet als unsere Milchstraße.
30.06.2017
Schwarze_Löcher
Entdeckung im frühen Universum stellt Modelle für Schwarzes-Loch-Wachstum infrage
Quasare sind hell leuchtende, weithin sichtbare kosmische Objekte, in deren Zentren sich supermassereiche Schwarze Löcher befinden.
20.09.2016
Teilchenphysik
Überraschender Einblick in die Welt der Atomkerne
Wie fügen sich Neutronen und Protonen zu Atomkernen zusammen?
16.12.2015
Galaxien
XXL-Jagd auf Galaxienhaufen
ESO-Teleskope haben einem internationalen Team von Astronomen die so wertvolle dritte Dimension bei der groß angelegten Suche nach den größten durch Gravitation gebundenen Objekten des Universums geliefert – den Galaxienhaufen.
27.04.2015
Astrophysik | Quantenphysik
Ist unser Universum ein Hologramm?
Zur Beschreibung des Universums braucht man möglicherweise eine Dimension weniger als es den Anschein hat.
03.03.2015
Galaxien
Eine scheinbar alte Galaxie in einem jungen Universum
Astronomen ist es gelungen, in einer der am weitesten entfernten Galaxien, die je untersucht wurden, Staub nachzuweisen.
10.02.2015
Milchstraße | Teilchenphysik
Dunkle Materie im Zentrum unserer Milchstraße
Eine mysteriöse Form von Materie durchzieht unser Universum.
07.02.2015
Astrophysik | Teilchenphysik
Zeit im Universum messen
Bedeutende astrophysikalische Ereignisse in unserer Milchstraße können mithilfe radioaktiver Isotope zeitlich zugeordnet werden.
23.08.2013
Schwarze_Löcher | Sterne | Klassische Mechanik
Turbulenzen im Kosmos lassen Sterne und Schwarze Löcher wachsen
Wie sich Sterne und Schwarze Löcher im Universum aus rotierender Materie bilden können, ist eine der großen Fragen in der Astrophysik.