Der Ursprung des Universums: Urknall, Milchstraße und mehr

Der Ursprung des Universums: Urknall-Theorie

Die Urknall-Theorie, von George Gamov im Jahr 1949 postuliert, beschreibt den Anfang des Universums als eine große Explosion. Diese Explosion wurde durch die hohe Dichte und Temperatur des Universums verursacht, die auf mehr als eine Milliarde Grad Celsius geschätzt wurde. Dies ermöglichte die Bildung der grundlegenden Struktur des Atoms.

Theorie des expandierenden Universums

Vier Minuten nach der Explosion sank die Temperatur, was zur Vereinigung der Atome führte. In den nächsten 700.000 Jahren setzte sich die Temperaturabnahme fort, wodurch komplexere chemische Verbindungen entstanden und die Bildung von festen Stoffen ermöglicht wurde. Die Verbrennung von Wasserstoff, die Umwandlung von Wasserstoff in Helium, erzeugte unterschiedliche Verbindungen im Universum und setzte Energie als Strahlung frei, was zu einem langsamen Temperaturverlust aufgrund der Ausdehnung von Gasen wie Wasserstoff führte, um Sterne zu bilden. Die Entfernungen zwischen den Galaxien sind heute größer als in der Vergangenheit. In den 60er Jahren entdeckten Wissenschaftler, dass die Himmelskörper immer noch die Energie des Urknalls freisetzen.

Die Milchstraße

Die Milchstraße ist eine Spiralgalaxie mit vier Armen: Centauruskreuz, Perseus, Schütze und Orion. Das Sonnensystem befindet sich hier, entdeckt von Demokrit. Im Jahr 1609 bewies Galileo Galilei durch den Einsatz seines Fernrohrs, dass dieser helle Fleck aus Tausenden von Sternen besteht. Die Milchstraße misst etwa 100.000 Lichtjahre und besteht aus mehr als 200 Milliarden Sternen. Die Sonne ist 25.000 Lichtjahre vom Zentrum entfernt. Der hellste Stern ist Alpha Centauri, ein Doppelsternsystem.

Sternbilder

Die Sternbilder sind Gruppierungen von Sternen, von denen heute 88 unterschieden werden. Alte Zivilisationen nutzten sie zur Navigation, indem sie gedachte Linien zogen und Namen vergaben, die sich auf Objekte, Figuren, Zeichen oder Tiere bezogen. Im Laufe des Jahres durchläuft die Erde die Tierkreiszeichen, mit den zwölf Tierkreissternbildern.

Die Himmelskugel

Vom Himmel aus betrachtet erscheint die Erde wie ein Gewölbe, die sogenannte Himmelskugel, mit den Sternen darin. Die vertikale Ausdehnung eines Punktes am höchsten Punkt der Himmelskugel wird als Zenit bezeichnet. Die Fortsetzung einer vertikalen Linie nach unten wird als Nadir bezeichnet. Der Kreis der Kugel wird als Horizont bezeichnet, der die Kugel in zwei gleiche Teile teilt, die sogenannte obere und untere Hemisphäre oder sichtbar und unsichtbar.

Die Himmelspole

Die Himmelskugel hat zwei Himmelspole, die die Projektionen der geografischen Pole sind. Es gibt drei Arten von Norden, die die Lage der Menschen auf der Erdoberfläche bestimmen:

• Astronomischer Norden: Lokalisiert am Polarstern am Himmel.
• Wahrer Norden: Wo Polaris auf die Erdoberfläche projiziert wird.
• Magnetischer Norden: Das Erdmagnetfeld, das die Kompassnadel nach Norden ausrichtet, wirkt im nördlichen Teil der kanadischen Balthurst-Insel.

Kardinalpunkte

Das Richtungssystem, das von Menschen verwendet wird, besteht aus vier Punkten: Norden, Süden, Osten und Westen. Wenn eine Person gerade nach Norden schaut, befindet sich links der Westen, rechts der Osten und hinter ihr der Süden.

Die Ekliptik und die Neigung der Erdachse

Die imaginäre Ebene senkrecht zur Achse der Translation der Erde um die Sonne ist die Ebene der Ekliptik. Der Name leitet sich davon ab, dass auf dieser Ebene sich Mond, Sonne und Erde schneiden, was zur Entstehung von Finsternissen führt. Durch die Mitte der Erde und senkrecht zur Ebene des Äquators verläuft die Erdachse, deren Schnittpunkte mit der Oberfläche die geografischen Pole (Nord und Süd) definieren. Der Äquator ist um 23° 27' zur Ekliptik geneigt, sodass die Erdachse um 66° 33' in Bezug auf die Ekliptik geneigt ist.

Die Form der Erde

Die Kugel ist die geometrische Figur, die sich der Form der Erde am besten annähert, aber die tatsächliche Form ist ein Ellipsoid. Die Geodäsie, eine Wissenschaft, die Form und Dimension der Erde untersucht, generiert ein Geoid, eine physische Gestalt, die die tatsächliche Form der Erde beschreibt und einen konstanten Schwerkraftpotenzialwert berücksichtigt, der dem mittleren Meeresspiegel entspricht und sich unter allen kontinentalen Oberflächen erstreckt.

Irdische Bewegungen

Rotation

Die Rotation ist die Bewegung, bei der sich die Erde um ihre eigene Achse dreht, von Westen nach Osten. Diese Bewegung definiert die Zeit. Für die Zwecke der Zeitmessung sind die Tage alle gleich und definieren somit einen mittleren Sonnentag, der einen Durchschnitt von 24 Stunden hat.

Revolution

Die Revolution ist die primäre Bewegung, bei der sich die Erde auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne bewegt und die Sonne in einem Jahr umrundet. Die Umlaufbahn der Erde hat die Form einer Ellipse, wobei sich die Sonne in einem der Brennpunkte befindet. Wenn die Sonne der Erde näher ist, wird dies als Perihel bezeichnet, und wenn die Erde am weitesten von der Sonne entfernt ist, wird dies als Aphel bezeichnet.

Präzession

Die Präzession wird durch die Anziehungskraft der Sonne auf die Erdachse verursacht, die versucht, den Äquator auf der Erdachse auszurichten. Es handelt sich um eine sekundäre Bewegung globalen Ausmaßes. Die Neigung der Erdachse bleibt bei der Bewegung gleich, aber die Richtung ändert sich. Das Platonische Jahr ist eine vollständige Drehung der Achse. Eine Folge dieser Bewegung ist die Verschiebung der Himmelspole. Eine weitere Folge ist die Verschiebung der Tierkreissternbilder. Diese Bewegung bewirkt, dass Wintersternbilder im Sommer sichtbar werden können, was sich aus der vollständigen Drehung der Erdachse ergibt.

Nutation

Die Nutation ist die Änderung der Neigung um 20 Bogensekunden. Ihre direkte Folge ist die Verschiebung der Pole. Die Ursache dieser Bewegung ist, dass der Mond nicht in der gleichen Umlaufbahn wie die Erde rotiert, sondern eine differentielle Anziehungskraft erzeugt. Die Bewegung wird als Zickzack- oder Wackelbewegung beschrieben, die in der Astronomie als Knoten bezeichnet wird.

Folgen der Rotation

Die direkte Folge der Rotation ist der Tag und die Nacht, die Lichtverteilung über 24 Stunden.

Folgen der Revolution

Die direkte Folge der Tagundnachtgleichen und Sonnenwenden sind die Jahreszeiten. An den Sonnenwenden beginnt in einer Hemisphäre der Sommer und in der gegenüberliegenden Hemisphäre der Winter. Das Gleiche passiert, wenn es die Tagundnachtgleiche gibt, und dieses astronomische Phänomen erzeugt in einer Hemisphäre den Frühling und in der anderen den Herbst.