Weltall

Die Erde ist Teil des Sonnensystems, das aus der Sonne und der Gesamtheit aller sie ständig umwandernden Himmelskörper (Planeten, Zwergplaneten, Planetoiden, Meteoroiden, Monde, Kometen) sowie Gas- und Staubteilchen besteht. Die Sonne ist eine heiße Gaskugel, die wie alle Sterne ihre Energie durch Kernreaktionen im Inneren erzeugt; Planeten reflektieren nur das Licht der Sonne. Die Sonne bildet mit etwa 100 Mrd. ähnl. Sternen ein scheibenförmiges System, die Milchstraße (Galaxis), mit einem Durchmesser von etwa 100 000 Lichtjahren (1 Lichtjahr entspricht etwa 9 Billiarden km), deren Zentrum alle zu ihr gehörenden Sterne umkreisen. Die relativ geringen Unterschiede in den Sternmassen – verglichen mit der Sonnenmasse – bewirken große Unterschiede in Farbe, Leuchtkraft und Lebensdauer der Sterne: Massearme Sterne sind lichtschwach, rot gefärbt und können so alt sein wie das Universum; die massereichsten Sterne leuchten hell und bläulich, existieren aber nur einige Mio. Jahre. Sie geben am Ende ihrer Lebensspanne ihr Gas in den Weltraum ab. Dort bildet es ausgedehnte Wolken aus Gas und Staub, aus denen sich immer wieder neue Sterne bilden. Die Galaxis besitzt zudem im Kernbereich eine elliptische, über 6000 Lichtjahre durchmessende Verdickung aus überwiegend alten Sternen. Eingebettet ist die Milchstraße in einen Halo aus dünn verteilten Einzelsternen und Hunderten kugelförmiger Sternhaufen.

Die Milchstraße ist Teil einer Gruppe von etwa zwei Dutzend Galaxien, von denen nur eine weitere, der Andromedanebel, ähnlich aufgebaut ist wie sie und ein spiralförmiges Muster in der Sternscheibe zeigt. Alle anderen Galaxien sind klein und elliptisch oder unregelmäßig geformt. Solche Gruppen, sog. Galaxienhaufen, sind im ganzen Weltall zu finden und enthalten oft Hunderte von Galaxien. Die Haufen ihrerseits bilden wiederum Superhaufen. Auf allen Ebenen dieser Hierarchie sind die Gruppen durch ähnliche Bewegungen im Weltall gekennzeichnet. Darstellungen des bekannten Universums zeigen, dass die Galaxien riesige leere Gebiete umgeben, wodurch das Universum einem Schwamm ähnelt.

Das Weltall entstand vor etwa 13,7 Milliarden Jahren im sog. Urknall (Big Bang) und enthielt bereits die ganze heutige Materie, zunächst in Form von Strahlung. Nach etwa 380 000 Jahren bildeten sich Atome – die Struktur des Universums war zu dieser Zeit bereits festgelegt. Seit seinem Anfang expandiert das Weltall beständig weiter. Bis vor kurzem schien unklar, wie seine weitere Entwicklung aussieht, die nach Einstein von der mittleren Materiedichte im Weltall abhängig ist. Neuere Beobachtungen der kosmischen Hintergrundstrahlung mit dem Satelliten WMAP deuten an, dass die Expansion seit einigen Jahrmilliarden immer stärker wird und niemals aufhört. In einem Endknall (Big Rip) könnten Sterne, Planeten, Moleküle und schließlich alle Teilchen von der sog. Dunklen Energie zerrissen werden.