Struktur und Entstehung des Universums

Das Universum und die Dunkle Materie

Aus dieser Tatsache des Universums ergibt sich: Das Universum ist ein riesiges Vakuum, in dem es Millionen von Stellen gibt. Einige von ihnen können mit Teleskopen gesehen werden, andere jedoch nicht – diese werden als Dunkle Materie bezeichnet.

Das beobachtbare Universum

Im beobachtbaren Universum, einem Vakuum, schweben Milliarden von Galaxien. In jeder Galaxie befinden sich Sterne, Planeten und kosmische Nebel (Nebulosas). Die chemische Zusammensetzung besteht zu 75 % aus Wasserstoff, zu 20 % aus Helium und zu 5 % aus anderen Elementen.

Geheimnisse der Dunklen Materie

Heute ist weitgehend anerkannt, dass die sichtbaren Galaxien nur einen kleinen Teil des gesamten Universums ausmachen, vielleicht etwa 10 %. Die restlichen 90 % sind in ihrer Zusammensetzung und ihren Eigenschaften unbekannt. Da diese Materie keine Strahlung emittiert, nennen wir sie Dunkle Materie.

Organisation des Universums

Die hierarchische Organisation stellt sich wie folgt dar:

• Universum
• Virgo-Superhaufen
• Lokale Gruppe
• Milchstraße
• Sonnensystem (Sonne-Erde-System)

Die Erde hat einen Durchmesser von ca. 13.000 km, während die Sonne einen Durchmesser von ca. 1.400.000 km aufweist.

Das Gesetz der Gravitation

Das Gravitationsgesetz besagt, dass sich Körper umso stärker anziehen, je näher sie beieinander liegen und je größer ihre Masse ist.

Der Big Bang und der Doppler-Effekt

Das Universum entstand vor etwa 13.700 Millionen Jahren in einer gewaltigen Explosion, dem Big Bang. Die Galaxien bewegen sich voneinander weg. Um dieses Phänomen zu verstehen, hilft der Doppler-Effekt: Wenn sich ein Objekt bewegt, werden dessen Wellen verzerrt. Wenn sich der Sender nähert, wird die Welle gestaucht (gepresst); wenn er sich entfernt, wird die Welle gedehnt (gespannt).

Bestätigung der Urknalltheorie

Die Bestätigung der Big-Bang-Theorie gelang durch die Arbeit mit einer neuartigen kommerziellen Antenne. Arno Penzias und Robert Wilson entdeckten im Jahr 1964 eine sehr schwache Strahlung, die aus allen Richtungen des Universums eintraf. Diese wird als kosmische Hintergrundstrahlung bezeichnet und gilt als das Echo des Urknalls.

Die Entstehung von Planeten

Aus einem zentralen Nebel entstanden durch die Kompression (möglicherweise ausgelöst durch eine Supernova) die Sonne und die Planeten:

• Die äußeren Planeten: Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun werden als Gasriesen bezeichnet und bestehen hauptsächlich aus Gas.
• Die inneren Planeten: Merkur, Venus, Erde und Mars bestehen aus massivem Material wie Gestein und Metall.

Exoplaneten

Als Exoplaneten werden extrasolare Planeten bezeichnet.