Wo leben wir? - Unsere Nachbarschaft im Weltraum

Die Erde - Der Ausgangspunkt unserer Reise

Wir möchten mit unserer Reise auf der Erde starten, einem kleinen Planeten in unserem Sonnensystem. Die Erde hat einen Durchmesser von 12.756 km. Diese für uns riesige Entfernung ist nach kosmischen Maßstäben geradezu winzig. Die Erde ist der dritte Planet in unserem Sonnensystem und bei Weitem nicht der größte.Hier möchte wir starten und herausfinden, wo unser kleiner Planet genau liegt und wer unsere Nachbarn sind.

Das Sonnensystem

Unser Sonnensystem besteht aus acht Planeten und einem Stern. Die Sonne, unser Zentralgestirn, versorgt die Erde mit Wärme und Licht. Der direkte Nachbar der Erde ist ihr Mond. Die mittlere Entfernung zwischen Erde und Mond beträgt 363.000 km. Das Licht benötigt für diese Strecke ungefähr eine Sekunde. Der Mond ist der einzige Himmelskörper, den Menschen bisher jemals betreten haben und die Reise dorthin dauerte mehrere Tage.

Die Entfernung zur Sonne beträgt schon 150 Millionen km, eine Astronomische Einheit (AE). Alle acht Planeten und viele weitere Himmelskörper drehen sich um unser Zentralgestirn. Die Planeten werden in zwei Kategorien unterteilt: die terrestrischen (Merkur, Vernus, Erde, Mars) und die Gasplaneten (Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun).Getrennt werden sie durch einen Asteroiden-Gürtel, der sich zwischen Mars und Jupiter befindet.

Eine ähnliche Ansammlung von astronomischen Objekten ist der Kuipergürtel, der sich hinter der Umlaufbahn von Neptun befindet. Dann gibt es theoretisch noch die Oortsche Wolke, die unser Sonnensystem wie eine Kapsel umgibt. Die Existenz dieser Wolke, die aus sehr vielen kleinen Objekten wie Meteoriden und Asteroiden besteht, ist aber noch nicht sicher nachgewiesen. Insgesamt hat das Sonnensystem einen Durchmesser von etwa 12 Milliarden Kilometern und seine Planeten bilden unsere direkte Nachbarschaft.

Allerdings ist es eine sehr ruhige Nachbarschaft, da auf keinem anderen Planeten Leben existieren kann. Die sonnennahen Planeten sind zu heiß, die weiter entfernten sind zu kalt. Die Erde befindet sich in der schmalen bewohnbaren Zone - in der richtigen Entfernung zur Sonne, dass sich Leben hat entwickeln können.

Unsere stellare Nachbarschaft

Hinter der theoretischen Oortschen Wolke kommt erst einmal einige Zeit nichts mehr. Und damit meine ich wirklich nichts! Wenn Sie eine Stadt verlassen und die nächsten zwei Stunden durch Felder und Wiesen fahren, sagen Sie auch, Sie führen durchs Nichts. Da ist jedoch etwas. Aber was hinter der Oortschen Wolke liegt, ist das wirkliche und wahrhaftige Nichts. Der größte Teil des Universums ist wirklich leer.

Und von dieser Leere müsste man einiges durchfliegen, um zu unserem Nachbarstern zu gelangen: Proxima Centauri liegt ungefähr 4 LJ entfernt, genauer: 39.900.000.000.000 km! Selbst mit dem schnellsten Fahrzeug der Welt brauchen Sie für diese Strecke schon einige Zeit. Bevor Sie jetzt in den Himmel blicken, um unseren Nachbarn zu suchen: mit bloßem Auge ist Proxima Centauri nicht zu sehen. Er ist sehr lichtschwach. Die nächsten Sterne, die Sie mit bloßem Auge erkennen können, sind Alpha Centauri A und B.

Ein häufiger Irrtum ist, Sirius sei unser Nachbar. Das stimmt aber nicht. SIrius ist nur der hellste Stern am Firmament, aber nicht der naheste. Er hat nur eine wesentlich höhere Leuchtkraft als Proxima Centuari. Das sagt aber nichts über die Nähe zu uns aus, da Sterne unterschiedlich hell leuchten. ZU den zwölf nahesten Sternen, die sich alle in einem Radius von etwa 200.000.000.000 km befinden, zählen Wolf 359 (bekannt aus Star Trek, wo die Föderation das Borgschiff angreift),, Tau Ceti, Altair usw.

Die Milchstraße

Wir haben nun unser Sonnensystem verlassen, sind an unseren Nachbarsternen vorbeigeflogen und gelangen jetzt an die nächste Station: die Milchstraße. Sie ist unsere Heimatgalaxie. Eine Galaxie ist eine Ansammlung von Sternen, die durch ihre Gravitation aneinandergebunden sind. Zusammen drehen Sie sich um das Zentrum der Galaxie, aller Wahrscheinlichkeit ein supermassives Schwarzes Loch (dazu später mehr). Galaxien sind also Sterneninseln mitten im Nichts. Damit sind allerdings nicht ein paar 100 Sterne gemeint, sondern wir reden über Größenordnungen von 100 bis 300 Milliarden alleine in der Milchstraße.

Die Milchstraße hat eine geschätzte Ausdehnung von 925.000.000.000.000.000 km. Der Name stammt nicht daher, dass es sich um eine Straße aus Milch handelt, sondern von dem Anblick der Sterne unserer Heimatgalaxie am nächtlichen Himmel. Sie erscheinen dort wie ein milchiges Band.

Die lokale Gruppe

Aber die Galaxien sind auch nicht ganz alleine. Sie rotten sich zu Archipelen zusammen, die sogenannten Gruppen. Daraus können wir schließen, dass es noch mehr Galaxien als die unsere gibt. Und das ist auch ganz richtig. Unsere Nachbargalaxien sind die relativ kleinen Magellanschen Wolken. Die nächste wirklich große Galaxie ist die Andromedagalaxie, die in guten Nächten mit bloßem Auge als ein verschwommener weißer Fleck erkennbar ist. Daher kommt auch der Name Andromedanebel, weil man die Galaxie früher für einen Nebel gehalten hat.

Andromeda liegt ungefähr 22.000.000.000.000.000.000 km entfernt.  Die Gruppe (oder Galaxienhaufen), in dem die Milchstraße liegt, trägt den einfallsreichen Namen Lokale Gruppe.Der größte Teil der Masse der Lokalen Gruppe befinden sich in der Milchstraße und Andromeda. Wie viele Galaxien die Gruppe genau hat, wissen wir nicht. Simulationen zufolge müsste sie mehrere 100 kleine Galaxien enthalten. Bekannt sind allerdings erst ungefähr 40.

Der Virgo-Superhaufen

So ein Galaxienhaufen ist auch nur ein Mensch und deswegen nicht gerne alleine. Daher sammeln sich Galaxienhaufen in Superhaufen. Schauen wir uns also als nächstes den Virgo-Superhaufen an, in dem sich die Lokale Gruppe befindet. Der Virgo-Superhaufen enthält etwa 100 bis 200 Galaxienhaufen.

Das sichtbare Universum

Jetzt könnte man natürlich endlos weitermachen: die Superhaufen liegen in Super-Superhaufen, diese wiederum in Super-Super-Superhaufen usw. Das ist aber nicht der Fall. Wir näheren uns allmählich dem Ende unserer Reise: dem sichtbaren Universum.

Wie Sie gesehen haben, gibt es Strukturen im Weltraum, die wiederum Strukturen bilden. Das Universum enhält sogenannte Filamente.Dies sind Verbindungen zwischen Superhaufen und Galaxienhaufen. Die Filamente haben sich um riesige Leerräume herum gebildet, sogenannte Voids. Die beiden größten Filamente sind der Sloan Great Wall und die Große Mauer. Beides sind enorme Ansammlungen aus Galaxien, die Strukturen um die Voids herum bilden. Das Universum hat also eine wabenartige Struktur.

Was genau die Ursache für diese Struktur ist, ist noch nicht geklärt. Das Universum ist noch nicht alt genug, damit die Galaxien "von alleine" zu diesen Strukturen zusammengefunden haben könnten. Daher gibt es die Theorie der Dunklen Materie - Materie, die wir nicht sehen können, da sie kein Licht abstrahlt. Nach der Theorie wäre die meiste Materie im All Dunkle Materie. Nur so lässt sich derzeit erklären, warum Sterne zu Galaxien und ähnlichen Strukturen zusammenfinden konnten. Bitte verwechseln Sie Dunkle Materie nicht mit den berühmten Schwarzen Löchern. Darüber werden wir noch sprechen.

Zum Abschluss die Frage, wie weit wir fliegen müssten, um das Universum zu durchqueren? Derzeit wird die Größe des Weltraums auf ungefähr 13,7 Miliarden Lichtjahre geschätzt. Das Licht bräuchte also 13,7 Milliarden Jahre, um das Universum zu durchqueren. Die Lichtgeschwindigkeit liegt bei ungefähr 300.000 km / s. Wir müssten auf unserem Raumschiff also einiges an Proviant einpacken. Kehren wir also zuerst einmal auf die Erde und in unser normales Leben zurück.