7 überraschende Dinge über das Universum

Hubble entdeckt 500 Galaxien im frühen Universum

Diese Ansicht von fast 10.000 Galaxien wird Hubble Ultra Deep Field genannt. Der Schnappschuss umfasst Galaxien unterschiedlichen Alters, Größen, Formen und Farben. Die kleinsten, rötlichsten Galaxien, etwa 100, gehören möglicherweise zu den am weitesten entfernten bekannten Galaxien, die existierten, als das Universum gerade einmal 800 Millionen Jahre alt war. Die nächsten Galaxien – die größeren, helleren, gut definierten Spiralen und Ellipsen – blühten vor etwa einer Milliarde Jahren auf, als der Kosmos 13 Milliarden Jahre alt war. (Bildnachweis: NASA, ESA und S. Beckwith (STScI) und das HUDF-Team)



Einführung

Überraschender neuer Blick auf das frühe Universum



STScI/NASA

Von seiner Expansion und Beschleunigung bis hin zu dunkler Materie und Energie verblüfft und verblüfft das Universum Astronomen immer wieder.



Hier sind einige der überraschendsten und interessantesten Dinge über das Universum, in dem wir leben.

Das Universum ist alt (wirklich alt)

NASA/WMAP

NASA/WMAP



Das Universum begann mit dem Urknall und wird auf etwa 13,7 Milliarden Jahre geschätzt (plus oder minus 130 Millionen Jahre).

Astronomen haben diese Zahl berechnet, indem sie die Zusammensetzung der Materie und die Energiedichte im Universum gemessen haben, wodurch sie feststellen konnten, wie schnell sich das Universum in der Vergangenheit ausgedehnt hat. Dadurch konnten Forscher die Zeit zurückdrehen und genau bestimmen, wann der Urknall stattfand. Die Zeit zwischen dieser Explosion und jetzt macht das Alter des Universums aus. [ Ganze Geschichte ]

Das Universum wird größer

Dunkles Energie-Mysterium, beleuchtet von kosmischer Linse



NASA, ESA, E. Jullo (JPL/LAM), P. Natarajan (Yale) und J-P. Kneib (LAM)

In den 1920er Jahren machte der Astronom Edwin Hubble die revolutionäre Entdeckung, dass das Universum nicht statisch ist, sondern sich ausdehnt. Aber man dachte lange, dass die Schwerkraft der Materie im Universum diese Expansion verlangsamen oder sogar zusammenziehen würde.

1998 untersuchte das Weltraumteleskop Hubble sehr weit entfernte Supernovae und stellte fest, dass sich das Universum vor langer Zeit langsamer ausdehnte als heute. Diese rätselhafte Entdeckung deutete darauf hin, dass eine unerklärliche Kraft, die dunkle Energie genannt wird, die beschleunigte Expansion des Universums antreibt. [ Ganze Geschichte ]

Obwohl dunkle Energie als die seltsame Kraft angesehen wird, die den Kosmos mit immer schnellerer Geschwindigkeit auseinanderzieht, bleibt sie eines der größten Mysterien der Wissenschaft, da ihre Entdeckung für Wissenschaftler schwer fassbar bleibt.

Der Wachstumsschub des Universums beschleunigt sich

Einstein

NASA, ESA, Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration und A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)

Es wird angenommen, dass mysteriöse dunkle Energie nicht nur die Expansion des Universums vorantreibt, sie scheint auch den Kosmos mit immer höherer Geschwindigkeit auseinander zu ziehen. 1998 gaben zwei Astronomenteams bekannt, dass sich das Universum nicht nur ausdehnt, sondern sich auch beschleunigt. Je weiter eine Galaxie von der Erde entfernt ist, desto schneller, so die Forscher, entfernt sie sich.

Die Beschleunigung des Universums bestätigt auch Albert Einsteins allgemeine Relativitätstheorie, und in letzter Zeit haben Wissenschaftler Einsteins kosmologische Konstante wiederbelebt, um die seltsame dunkle Energie zu erklären, die der Schwerkraft entgegenzuwirken scheint und das Universum beschleunigt ausdehnen lässt. [ Ganze Geschichte ]

Drei Wissenschaftler erhielten 2011 den Nobelpreis für Physik für ihre Entdeckung im Jahr 1998, dass sich die Expansion des Universums beschleunigt. [ Ganze Geschichte ]

Das Universum könnte flach sein

Deformierte Galaxien bestätigen das Universum

NASA, ESA, P. Simon (Universität Bonn) und T. Schrabback (Observatorium Leiden)

Die Form des Universums wird durch den Kampf zwischen der Schwerkraft (basierend auf der Dichte der Materie im Universum) und der Expansionsrate beeinflusst. Überschreitet die Dichte des Universums einen bestimmten kritischen Wert, dann ist das Universum „geschlossen“, wie die Oberfläche einer Kugel. Dies impliziert, dass das Universum nicht unendlich ist, sondern kein Ende hat. In diesem Fall hört das Universum schließlich auf, sich auszudehnen und beginnt in sich selbst zu kollabieren, was als „Big Crunch“ bekannt ist.

Wenn die Dichte des Universums kleiner als der kritische Dichtewert ist, dann ist die Form des Universums „offen“, wie die Oberfläche eines Sattels. In diesem Fall hat das Universum keine Grenzen und wird sich für immer weiter ausdehnen. [ Ganze Geschichte ]

Wenn die Dichte des Universums jedoch genau der kritischen Dichte entspricht, dann ist die Geometrie des Universums „flach“, wie ein Blatt Papier. Hier hat das Universum keine Grenzen und wird sich für immer ausdehnen, aber die Expansionsrate wird nach unendlich langer Zeit allmählich gegen Null gehen. Jüngste Messungen deuten darauf hin, dass das Universum flach ist mit einer Fehlerquote von etwa 2 Prozent.

Das Universum ist voller unsichtbarer Dinge

Hubble enthüllt geisterhaften Ring der Dunklen Materie

ESA / Hubble

Das Universum besteht überwiegend aus Dingen, die man nicht sehen kann. Tatsächlich machen die nachweisbaren Sterne, Planeten und Galaxien laut Astronomen nur 4 Prozent des Universums aus. Die anderen 96 Prozent bestehen aus Substanzen, die nicht sichtbar oder leicht zu verstehen sind.

Diese schwer fassbaren Substanzen, dunkle Energie und dunkle Materie genannt, wurden nicht entdeckt, aber Astronomen gründen ihre Existenz auf den gravitativen Einfluss, den beide auf normale Materie, die sichtbaren Teile des Universums, ausüben. [ Ganze Geschichte ]

Das Universum hat Echos seiner Geburt

Dieses Himmelsbild des kosmischen Mikrowellenhintergrunds, erstellt von der Europäischen Weltraumorganisation

ESA/ LFI & HFI Konsortien

Der kosmische Mikrowellenhintergrund besteht aus Lichtechos, die vom Urknall übrig geblieben sind, der vor 13,7 Milliarden Jahren das Universum erschuf. Dieses Relikt der Urknallexplosion hängt als pockennarbiger Strahlungsschleier im Universum.

Die Planck-Mission der Europäischen Weltraumorganisation hat den gesamten Himmel im Mikrowellenlicht kartiert, um neue Hinweise auf die Entstehung des Universums zu gewinnen. Plancks Beobachtungen sind die genauesten Ansichten des kosmischen Mikrowellenhintergrunds, die jemals erhalten wurden. Wissenschaftler hoffen, die Daten der Mission nutzen zu können, um einige der am meisten diskutierten Fragen in der Kosmologie zu klären, wie zum Beispiel, was unmittelbar nach der Entstehung des Universums geschah. [ Ganze Geschichte ]

Es könnte mehr Universen geben

Multiversum-Kollisionen im CMB

Stephen Feeney/UCL

Die Idee, dass wir in einem Multiversum leben, in dem unser Universum eines von vielen ist, stammt von einer Theorie namens ewige Inflation, die darauf hindeutet, dass sich die Raumzeit kurz nach dem Urknall an verschiedenen Orten unterschiedlich schnell ausdehnt. Der Theorie zufolge entstanden dadurch Blasenuniversen, die mit ihren eigenen separaten physikalischen Gesetzen funktionieren konnten.

Das Konzept ist umstritten und war rein hypothetisch, bis neuere Studien nach physikalischen Markern der Multiversum-Theorie im kosmischen Mikrowellenhintergrund suchten, einem Relikt des Urknalls, der unser Universum durchdringt. [ Ganze Geschichte ]

Die Forscher durchsuchten die besten verfügbaren Beobachtungen des kosmischen Mikrowellenhintergrunds nach Anzeichen von Kollisionen des Blasenuniversums, fanden jedoch nichts schlüssiges. Wenn zwei Universen kollidiert wären, hätten die Forscher ein kreisförmiges Muster im kosmischen Mikrowellenhintergrund hinterlassen.