Was kennst du im Universum? Schauen Sie sich einige Kuriositäten über ihn an

Jeden Tag präsentieren uns Wissenschaftler und Astronomen neue Entdeckungen über das Universum. Mit den neuesten Beobachtungstechnologien kann die visuelle Erforschung des Weltraums aufsteigende oder sterbende Sterne, kollidierende Galaxien, Schwarze Löcher und sogar Planeten außerhalb unseres Sonnensystems registrieren.

Nach einem Artikel von Charles Q. Choi von Space.com dehnte sich das Universum während seiner Geburt im Urknall, der großen Explosion, schneller aus als die Lichtgeschwindigkeit. Nach Angaben der NASA expandierte die Inflation nach diesem Wachstum weiter, allerdings mit einem viel langsameren Tempo. Während sich der Raum ausdehnte, kühlte sich das Universum ab und Materie bildete sich.

Um Ihnen eine Idee zu geben, eine Sekunde nach dem Urknall war das Universum bereits voller Neutronen, Protonen, Elektronen, Antielektronen, Photonen und Neutrinos. Und während der ersten drei Minuten wurden die leichten Elemente während eines Prozesses geboren, der als Urknall-Nukleosynthese bekannt ist.

Dann sanken die Temperaturen stark und Protonen und Neutronen kollidierten und bildeten Deuterium, ein Wasserstoffisotop. Das meiste Deuterium wurde dann kombiniert, um Helium herzustellen, und es wurden auch Spurenmengen von Lithium erzeugt.

Der Lauf der Zeit

Selbst nach der anfänglichen Abkühlung war das Universum in den ersten 380.000 Jahren im Wesentlichen zu heiß, als dass das Licht hätte scheinen können. Die Hitze der Schöpfung komprimierte Atome so stark, dass sie sich in ein dichtes Plasma aufspalteten, wie eine undurchsichtige Suppe aus Protonen, Neutronen und Elektronen, die das Licht wie Nebel zerstreuten.

Nach Angaben der NASA kühlte sich die Materie nach diesen 380.000 Jahren so weit ab, dass sich Atome während der Rekombinationszeit bilden konnten, was zu einem transparenten, elektrisch neutralen Gas führte. Forscher sagen, dass diese Aktion den ersten Lichtblitz während des Urknalls verpasst hat, der heute als kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung erkennbar ist.

Nach diesem Zeitpunkt wurde das Universum jedoch in die Dunkelheit getaucht, da keine Sterne oder andere helle Objekte gebildet wurden. Diese Zeit der Dunkelheit dauerte noch lange, aber lange Zeit.

Dann, ungefähr 400 Millionen Jahre nach dem Urknall, begann sich das Universum während der Zeit der Reionisierung aus dem Zeitalter der kosmischen Dunkelheit zu entwickeln. Während dieser Zeit, die mehr als eine halbe Milliarde Jahre dauerte, kollabierten die Gascluster genug, um die ersten Sterne und Galaxien zu bilden, deren energiereiches ultraviolettes Licht den größten Teil des neutralen Wasserstoffs ionisierte und zerstörte.

Obwohl sich die Expansion des Universums nach und nach verlangsamte, etwa 5 oder 6 Milliarden Jahre nach dem Urknall, begann eine mysteriöse Kraft, die jetzt als dunkle Energie bezeichnet wird, die Expansion wieder zu beschleunigen, ein Phänomen, das sich nach wie vor fortsetzt wissenschaftliche Beobachtungen. Und dann, etwas mehr als 9 Milliarden Jahre nach dem Urknall, wurde unser Sonnensystem geboren.

Urknall

Das Konzept der Idee ist etwas kompliziert, aber das Universum expandierte nicht in den Raum, da es vor dem Universum keinen Raum gab. Stattdessen ist es besser, sich den Urknall als das gleichzeitige Erscheinen von Raum im gesamten Universum vorzustellen.

Somit hat sich das Universum seit der großen Explosion nirgends erweitert. Im Jahr 2014 gaben Wissenschaftler des Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics bekannt, dass sie in der kosmischen Hintergrundstrahlung ein schwaches Signal gefunden haben, was der erste direkte Beweis für die verbleibenden Gravitationswellen des Urknalls sein könnte. Die Ergebnisse wurden heiß diskutiert, aber die Suche nach diesen mysteriösen Schwankungen geht weiter.

Lebenszeit und Struktur

Weißt du, wie alt das Universum ist? Es wird derzeit auf etwa 13, 8 Milliarden Jahre geschätzt. In der Nähe des Universums ist unser Sonnensystem ein Teenager, ungefähr 4, 6 Milliarden Jahre alt. Aber wie machen Wissenschaftler diese Altersschätzungen für etwas so Großartiges und Komplexes?

Experten messen dazu die Zusammensetzung der Materie und die Energiedichte im Universum. Auf diese Weise konnten die Forscher berechnen, wie schnell sich das Universum in der Vergangenheit ausgedehnt hat. Mit diesem Wissen konnten sie abschätzen, wann der Urknall geschah. Die Zeit zwischen dieser Zeit und jetzt ist das Zeitalter des Universums.

Wenn es um die Struktur des Universums geht, glauben Wissenschaftler, dass es in den frühen Momenten der Existenz keine bestimmte gab, denn Materie und Energie waren fast überall gleichmäßig verteilt.

Aber im Laufe der Zeit hat die Anziehungskraft kleiner Schwankungen der Materiedichte zu der enormen Verflechtung der Sterne und Hohlräume geführt, die wir heute sehen.

Dichte Regionen zogen mehr Materie durch die Schwerkraft an, und je mehr Masse sich ansammelte, desto mehr Materie wurde angezogen. Dabei bildeten sich größere Sterne, Galaxien und Strukturen, die als Cluster, Supercluster, Filamente und Meeresmauern bekannt waren. Tausende von Galaxien erreichten mehr als eine. Milliarden Lichtjahre lang, während weniger dichte Regionen nicht wachsen können und die Hohlräume bilden.

Materie und dunkle Energie

Die Existenz der Dunklen Materie ist wahr, obwohl die Astronomen noch nicht mit absoluter Sicherheit wissen, dass sie gebildet wird. Es ist jedoch bekannt, dass es dort durch seine Wechselwirkung mit der Leuchtmasse (den Galaxien und all ihren Bestandteilen) und der Gravitationskraft, die es ausübt, vorhanden ist. Dennoch ist es ein Rätsel für die Wissenschaft.

Laut Charles Choi von Space.com dachten Astronomen bis vor etwa 30 Jahren, das Universum bestehe fast ausschließlich aus gewöhnlichen Atomen oder "baryonischer Materie". In jüngster Zeit gibt es jedoch zunehmend Hinweise darauf, dass der größte Teil des Inhalts der Komponenten auf eine Weise vorliegt, die wir nicht sehen können.

In dem von der wissenschaftlichen Gemeinschaft akzeptierten kosmologischen Modell besteht das Universum aus Energien und Teilchen, die die Schwerkraft, Ausdehnung und Beschleunigung des Raums beeinflussen.

In diesem Szenario machen Atome nur 4, 6% aus. Von den übrigen wird angenommen, dass 72% der Dichte aus dunkler Energie - die den negativen Druck auf das Universum ausüben würde, das immer noch der Motor seiner beschleunigten Expansion ist - und 23% aus dunkler Materie besteht, auf die sich hypothetisch die Gravitation auswirkt sichtbare Materialien.

Form

Laut Space.com ist die Form des Universums eine sehr komplexe und relative Angelegenheit. Ob es in seiner Ausdehnung endlich oder unendlich ist oder nicht, hängt von der Beziehung zwischen der Expansionsrate und der Schwerkraft ab. Darüber hinaus hängt die in Frage kommende Anziehungskraft zum Teil von der Dichte der Materie im Universum ab.

Wenn beispielsweise die Dichte einen bestimmten kritischen Wert überschreitet, ist das Universum "geschlossen" und "positiv gekrümmt" wie die Oberfläche einer Kugel. Dies bedeutet, dass anfangs parallele Lichtstrahlen langsam konvergieren und sich schließlich kreuzen und zum Ausgangspunkt zurückkehren.

Laut NASA ist das Universum nicht unendlich, hat aber kein Ende, genauso wie die Oberfläche einer Kugel nicht unendlich ist, sondern keinen bestimmten Anfang oder Ende hat. Auf diese Weise wird das Universum irgendwann aufhören, sich auszudehnen und in sich zusammenbrechen, der sogenannte "Big Crunch".

Wenn andererseits die Dichte des Universums geringer als diese kritische Dichte ist, ist die Geometrie des Raums "offen" und "negativ gekrümmt" wie die Oberfläche eines Sattels. Wenn ja, hat das Universum keine Grenzen und wird sich für immer ausdehnen.

Wenn jedoch die Dichte des Universums genau der kritischen Dichte entspricht, ist die Geometrie des Universums "flach" mit einer Krümmung von Null wie bei einem Blatt Papier. Wenn ja, hat es keine Grenzen und wird sich für immer ausdehnen, aber die Ausdehnungsrate wird sich nach einer unendlichen Zeitspanne allmählich Null nähern.

Neuere Messungen deuten darauf hin, dass das Universum flach ist und nur eine 2% ige Fehlerquote aufweist. Es ist jedoch möglich, dass das Universum eine kompliziertere Form hat, obwohl es eine andere Krümmung zu haben scheint. Zum Beispiel könnte das Universum die Form eines Donuts annehmen.

Tatsächlich ist das Universum etwas Großes, das noch viele Geheimnisse birgt und uns bei jeder neuen Entdeckung überrascht.