Schlagwort: Universum

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CMBR-Dipol: Wir rasen durchs Universum

Das Bild zeigt ein Oval, das unten blau und oben orangefarben ist. Dazwischen verläuft ein grüner Bereich. Beschreibung im Bild.

Credit: DMR, COBE, NASA, Vier-Jahres-Himmelskarte

Beschreibung: Unsere Erde steht nicht still. Die Erde bewegt sich um die Sonne. Die Sonne umkreist das Zentrum der Milchstraße. Die Milchstraße kreist in der Lokalen Gruppe von Galaxien. Die Lokale Gruppe fällt in Richtung des Virgo-Galaxienhaufens. Doch diese Geschwindigkeiten sind viel geringer als die Geschwindigkeit, mit der sich alle diese Objekte zusammen relativ zur kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung (CMBR) bewegen.

Auf dieser Karte des ganzen Himmels, die mit dem Satelliten COBE erstellt wurde, ist die Strahlung der Richtung, in die sich die Erde bewegt, blauverschoben und somit heißer. Die Strahlung an der entgegengesetzten Seite des Himmels, von der sich die Erde entfernt, ist rotverschoben und kälter.

Die Karte lässt vermuten, dass sich die Lokale Gruppe mit etwa 600 Kilometern pro Sekunde relativ zu dieser urzeitlichen Strahlung bewegt. Diese hohe Geschwindigkeit war unerwartet und ihre Größenordnung ist immer noch unerklärlich. Warum bewegen wir uns so schnell? Was ist da draußen?

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Endet das Universum mit einem großen Riss?

Wie endet unser Universum?

Illustrationscredit und Bildrechte: Lynette Cook

Beschreibung: Wie endet unser Universum? Jüngste Vermutungen lauten: als ein alles durchdringendes, wachsendes Feld geheimnisvoller, abstoßender Phantomenergie, die nahezu alles auseinanderreißt. Das Universum begann zwar mit einem Uhrknall, doch Analysen kosmologischer Messungen lassen die Möglichkeit zu, dass es mit einem großen Riss endet.

In wenigen Milliarden Jahren, so das umstrittene Szenario, wird die Dunkle Energie zu einer solchen Größe anwachsen, dass unsere Galaxis nicht mehr länger zusammenhält. Danach könnten auch Sterne, Planeten und sogar die Atome der ausdehnenden Kraft im Inneren nicht mehr widerstehen.

Früher lauteten die Vermutungen zum finalen Schicksal des Universums, dass es entweder zu einem großen Zusammenbruch mit Kollaps kommt, oder zu einem großen Einfrieren. Zwar ist das Schicksal des Universums nach wie vor ein Rätsel, doch das wird wahrscheinlich mit einem wachsenden Verständnis der Natur der Dunklen Materie und der Dunklen Energie gelöst.

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Zwei Millionen Galaxien

Die Karte wirkt durchschnittlich rot-orange gefleckt, enthält aber winzige Stellen in vielen Farben, darunter blau, weiß, gelb und grün.

Credit und Bildrechte: S. Maddox (Nottingham U.) et al. APM Survey, Astrophys. Dept. Oxford U.

Unser Universum ist voller Galaxien. Galaxien, das sind riesige Ansammlungen aus Sternen, Gas, Staub und geheimnisvoller Dunkler Materie. Sie sind die Grundbausteine des Universums im großen Maßstab. Ferne Galaxien entfernen sich voneinander, weil das Universum expandiert.

Doch die Gravitation bindet benachbarte Galaxien aneinander. Dadurch bilden sie Galaxiengruppen, das sind Anhäufungen von Galaxien und sogar noch größeren expandierenden Filamenten. Einige dieser Strukturen sind auf einer der umfassendsten Karten des Himmels verzeichnet, die je von Galaxien gemacht wurden: der APM galaxy survey map (APM-Galaxien-Durchmusterungskarte). Diese Karte entstand in den frühen 1990er-Jahren.

Diese Region ist 100 Grad breit. Sie liegt in Richtung des Südpols der Milchstraße und beschreibt mehr als zwei Millionen Galaxien. Helle Regionen zeigen mehr Galaxien, bläuliche Farben sind ein Hinweis auf durchschnittlich größere Galaxien. Wo sich am Himmel helle lokale Sternen befinden, wurden dunkle Ellipsen ausgespart.

Die Analyse der Daten auf dieser Karte führte zu vielen wissenschaftlichen Entdeckungen. Eine davon besagt, dass das Universum im großen Maßstab überraschend komplex ist.

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Galaxienbildung im frühen Universum

Siehe Beschreibung. Ein Klick auf das Bild liefert die höchste verfügbare Auflösung.

Credit: NASA, ESA und N. Pirzkal (STScI/ESA) et al.

Beschreibung: Wie sah das sehr frühe Universum aus? Um das herauszufinden, richteten Astronomen das Weltraumteleskop Hubble zwischen helle, nahe gelegene Objekte und erzeugten dabei ein Bild mit einem der tiefsten Ausblicke, die je gewonnen wurden – das Hubble Ultra Deep Field (HUDF). Das HUDF ist wie ein Schatzkästchen voller seltsamer und weit entfernter Galaxien. Eine neue Analyse des HUDF konzentrierte sich auf die kleinsten, lichtschwächsten und am dichtesten zusammengedrängten Galaxien, die abgebildet wurden. Diese kleinen Galaxien sind vermutlich die Bausteine der gegenwärtigen Galaxien. Analysen zeigen, dass sich diese kleinen Galaxien tatsächlich des Öfteren mischen, um große Galaxien zu bilden. Eine Abbildung dieses Feldes mit dem Spitzer-Weltraumteleskop zeigt einen Mangel an Infrarot-Strahlung, die man eigentlich von alten Sternen erwarten würde, was darauf hinweist, dass diese kleinen Galaxien sehr jung, vielleicht nur wenige Millionen Jahre alt sind. Somit könnten die jungen, blauen Sterne Mitglieder der allerersten Generation von Sternen sein. Ein Teil des HUDF ist oben zu sehen; das Insert oben links zeigt eine blaue Baustein-Galaxie, die vom Universum stark rotverschoben ist und daher eher gelb erscheint.

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Hinweise auf einen riesigen Hohlraum im fernen Universum

Ganz links sind zwei Bilder, das obere zeigt eine Raumsonde, das untere Radioteleskope. Davor ist eine grüne Scheibe mit einer blauen Struktur. Von dieser geht ein grauer Trichter nach rechts, die gefasert ist. In der Mitte ist eine dunkle Stelle. Rechts endet der Trichter mit einer grünen Scheibe, die blaue, rote und gelbe Flecken hat.

Illustrationscredit: Bill Saxton, U. Minnesota, NRAO, AUI, NSF NASA

Wie entstand diese schier unermessliche Leere im Universum? Niemand weiß das genau. Das Ausmaß der Leere wird auf eine Milliarde Lichtjahre geschätzt, doch auch das wird noch untersucht. Diese Leere ist kein Loch im Raum wie etwa ein Schwarzes Loch. Es ist eher eine riesige Region im Universum, die fast frei von normaler (baryonscher) Materie und sogar Dunkle Materie ist. Vermutlich enthält sie jedoch Dunkle Energie. Offenbar ist sie auch lichtdurchlässig.

Die Existenz dieses Hohlraums wurde vorhergesagt. Es gab Vermutungen, warum es auf der Karte von WMAP ungewöhnlich kalte Stellen gibt. WMAP ist eine Sonde, sie kartierte die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung (CMB). Eine Möglichkeit ist, dass diese CMB-Region nicht wirklich kalt ist, sondern dass das Licht an dieser Stelle auf irgendeine Weise weniger stark rotverschoben ist, als es eigentlich sein müsste.

Wir kennen auch andere Hohlräume im Universum. Doch diese Leere übt anscheinend eine ungewöhnliche Anziehung durch Gravitation aus. Sie ist also vermutlich die größte solche Stelle im ganzen sichtbaren Universum. Kürzlich zeigte sich, dass man zwischen der Erde und dieser kalten Stelle ungewöhnlich wenige kosmische Radioquellen im CMB findet. So kam es dazu, dass diese riesige Leere vermutet wurde. Die künstlerische Darstellung oben zeigt die riesige kosmische Leere.

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