Kosmologie und Geologie: Von Sternen bis zur Erde

Struktur des Universums

Galaxien sind in Schwärmen, sogenannten Clustern oder Superhaufen, zusammengefasst und in Filamenten angeordnet. Sie bestehen aus Ansammlungen von kosmischem Staub, Nebeln und Sternen. Der Raum zwischen den Galaxien wird als interstellares Medium bezeichnet.

Die Milchstraße

Unsere Heimat ist eine Spiralgalaxie, bestehend aus Nebeln, Staub und 10 bis 30 Millionen Sternen. Sie gliedert sich in folgende Bereiche:

• Kern (Bulge): Ein Cluster aus alten Sternen, möglicherweise mit einem Schwarzen Loch im Zentrum.
• Scheibe: Enthält kosmischen Staub und junge Sterne in fünf Armen: Perseus, Orion, Schütze, Zentauren und Schwan.
• Halo: Kugelförmig angeordnete alte Sterne und Kugelsternhaufen.

Sterne und Nebel

Sterne entstehen in riesigen Wolken aus gasförmigem Wasserstoff und Helium. Durch extrem hohe Temperaturen im Inneren findet eine Kernfusion statt, die den Stern stabilisiert.

Nebel bestehen aus Wasserstoff, Helium, schweren chemischen Elementen in Pulverform und organischen Verbindungen.

Entwicklung der Sterne

Rote Riesen

Wenn der Wasserstoff verbraucht ist, verlagert sich die Heliumfusion an die Peripherie. Der Stern verliert an Schwerkraft, dehnt sich aus und wird zum Roten Riesen.

Planetarische Nebel und Weiße Zwerge

Nach der Heliumfusion stößt der Rote Riese seine äußeren Schichten ab, was einen Planetarischen Nebel bildet. Der verbleibende Kern wird zum Weißen Zwerg. Kühlt dieser über Jahrmilliarden ab, entsteht ein kalter, dunkler Schwarzer Zwerg.

Supernova

Massereiche Sterne enden nach der Phase als Roter Überriese in einer gewaltigen Explosion, der Supernova.

Das Sonnensystem

Unser Sonnensystem befindet sich in einer lokalen Blase. Es besteht aus:

• Planeten: Unterteilt in felsige, innere Planeten (die ersten vier) und gasförmige Riesen (die letzten vier).
• Zwergplaneten: Wie Pluto, Ceres und Eris.
• Kleinkörper: Satelliten, Kometen und Asteroiden.

Asteroidengürtel: Zwischen Mars und Jupiter gelegen. Der Kuiper-Gürtel befindet sich jenseits von Neptun, und die Oortsche Wolke bildet die äußere Grenze des Sonnensystems.

Geologische Theorien

• Plattentektonik: Beschreibt die Bewegung der Erdkruste.
• Katastrophismus: Die Annahme, dass Fossilien und Erdoberfläche durch aufeinanderfolgende Katastrophen geformt wurden.
• Plutonismus: Entstehung von Gesteinen durch Abkühlung von Magma.
• Aktualismus (Uniformitarismus): Die Theorie, dass natürliche Kräfte in der Vergangenheit genauso wirkten wie heute.