Galaxien sind in einer bestimmten Reihenfolge angeordnet. Galaxien. Arten von Galaxien im Universum

>Was ist eine Galaxie?

Finde es heraus, Was ist eine Galaxie?: Beschreibung der Entstehung im Universum, interessante Fakten mit Fotos von Hubble, der Milchstraße, Größen, Anzahl der Sterne und dunkler Materie.

Sicher wissen Sie, dass das Sonnensystem nicht isoliert existiert. Zusammen mit anderen Sternen befindet sich die Sonne in . Aber Was ist eine Galaxie?? Wenn wir reden in einfacher Sprache, dann haben Sie eine Ansammlung von Sternen, die mithilfe der Schwerkraft in einem bestimmten Gebiet gesammelt wurden.

Wir haben viel über unsere Heimatgalaxie gelernt, also schauen wir uns das Konzept anhand der Milchstraße an. Sie gehört zum Typ der Spiralgalaxie und enthält einen hellen Kern, der dicht mit Sternen gefüllt ist. Die übrigen Sterne rotieren umher und bilden eine abgeflachte Scheibe. Insgesamt gibt es in der Milchstraße 200–400 Milliarden Sterne. Es verfügt über zwei Spiralarme, die über den Kern hinausragen, sowie über eine Art spiralförmiges Windrad, das bis zu den Außenkanten reicht. Die Breite erreicht 100.000 Lichtjahre.

Es ist erwähnenswert, dass die beobachteten Sterne nur einen kleinen Teil der gesamten Galaxie ausmachen. Sie ist außerdem von einem riesigen Heiligenschein umgeben. Es ist nicht sichtbar, kommt nicht mit gewöhnlicher Materie in Kontakt und erzeugt keine nachweisbare Strahlung. Aber wir können seine Anwesenheit nachweisen, da es immer noch andere Objekte mit der Schwerkraft beeinflusst. Wenn Sterne etwa 580 Milliarden Sonnenmassen einnehmen, kann die Dunkle Materie 6 Billionen bedecken.

Aber unsere Milchstraße ist nur ein Beispiel. Es gibt auch elliptische, von denen es noch viel mehr gibt. Hier treffen sie sich größte Vertreter. Zum Beispiel mit 2,7 Billionen Sternen. Der kleinste Typ sind ultrakompakte Zwergsternhaufen, die nur geringfügig größer als Kugelsternhaufen sind.

Sterne werden angezogen und bilden Galaxien, die sich ebenfalls in Clustern sammeln. An der Spitze befinden sich Superhaufen, die Millionen von Galaxien enthalten und eine Breite von Hunderten Millionen Lichtjahren erreichen können. Jetzt können Sie sich eine Vorstellung davon machen, was eine Galaxie ist.

5 Faszinierende Faktenüber die ersten Galaxien im Universum

Eine der erstaunlichsten Tatsachen über das Universum ist, dass es nicht immer existierte. Alles, was wir heute beobachten, stammt von winzigen Materieteilchen, die durch Gravitation und durch Kollisionen und Verschmelzungen größer wurden. Wenn wir entfernte Objekte betrachten, sehen wir Licht, das vor Millionen oder Milliarden Jahren (je nach Entfernung) ausgesendet wurde.

Eines Tages wird die Technologie ein Niveau erreichen, bei dem wir ein Universum ohne Galaxien und Sterne sehen werden. Wir warten auf den Start des James Webb-Weltraumteleskops im Jahr 2018, aber jetzt haben wir erstaunliche fünf Interessante Faktenüber die am weitesten entfernten Objekte mit Fotos.

Am Anfang gab es keine Gesteinsplaneten. Aus molekularem Gas entsteht ein Stern. Im Cluster bilden sich große Gaswolken, die sich in Sterne verwandeln, und kleine Welten, die zu Planeten werden (aus Wasserstoff und Helium). Schwerere Elemente traten jedoch nach den Explosionen der ersten Sterne auf, die sie während nuklearer Prozesse bildeten.

Frühe Galaxien waren viel kleiner als moderne. Die ersten gebildeten neutralen Atome begannen zu Keimen von mehreren Millionen Sonnenmassen zu verschmelzen. Nach 50–200 Millionen Jahren ließ die Schwerkraft sie zusammenfallen und die ersten Sterne entstehen. Dann zwingt die Schwerkraft sie erneut dazu, zu einem Cluster zu verschmelzen, was die Intensität des Erscheinens neuer erhöht. junge Sterne. So begannen die ersten Galaxien zu entstehen.

Egal wie sehr sich das Hubble-Teleskop auch bemüht, es ist nicht leistungsstark genug, um die allerersten Galaxien zu sehen. Wenn sie entstehen, sind sie mit heißen, leuchtend blauen Sternen gefüllt. Doch auf dem Weg zu uns muss dieses Licht 13 Milliarden Jahre zurücklegen. Durch die Raumausdehnung mischt sich UV-Licht in den mittleren IR-Bereich des Spektrums. Daher warten Wissenschaftler sehnsüchtig auf den Start von James Webb.

Die massereichsten Sterne existierten in frühe Zeiten. Wenn wir nun in das ultramassive Sternengebiet blicken, können wir die hellsten und massereichsten Sterne finden. Der größte Nebel in unserem Gebiet ist die Tarantel, in der der älteste Stern R136a1 lebt. Es ist 250-mal massereicher als die Sonne und besteht aus ursprünglichem Wasserstoff und Helium. Aber mit der Einführung von James Webb werden wir in der Lage sein, die Größenordnung der Parameter zu erreichen.

Die ersten supermassiven Schwarzen Löcher sollten vom Moment ihrer Geburt an in galaktischen Zentren aufgetaucht sein. Überraschenderweise ist seine Lebensdauer umso kürzer, je größer der Stern ist. Die massereichsten Objekte leben nur wenige Millionen Jahre, danach sterben sie in Form von Supernovae oder kollabieren in einem Schwarzen Loch. Letztere bewegen sich schnell zu galaktischen Zentren, wo sie zum supermassereichen Typ heranwachsen. Frühe Galaxien können Löcher enthalten, die 4 Millionen Mal massereicher sind als die Sonne.

Galaxis

Eines der größten Geheimnisse des Universums ist, dass die endlosen Billionen Sterne nicht gleichmäßig im Weltraum verteilt sind. Nein, Sterne gruppieren sich zu Galaxien, so wie sich Menschen in Städten versammeln und die Zwischenräume unbevölkert bleiben.

Der Name unserer Galaxie ist die Milchstraße. Es handelt sich um eine riesige rotierende flache Scheibe aus Gas, Staub und etwa 200 Milliarden Sternen. Der Abstand zwischen benachbarten Sternen in einer Galaxie beträgt Billionen Kilometer leeren Raums. Unsere Sonne, einer der vielen Sterne, die die Galaxie bewohnen, befindet sich an ihrer Peripherie.

Wenn wir in den Nachthimmel schauen, schauen wir durch die Sterne, wie durch Regentropfen, die an einer Fensterscheibe kleben. Alle einzelnen Sterne, die wir am Himmel sehen, gehören zur Milchstraße. Unsere Galaxie hat eine Spiralform. Von oben sieht es aus wie ein Wirbelsturm aus Sternen. Sterne kreisen um das Zentrum der Galaxie, genau wie Planeten um Sterne kreisen.

Für eine Umdrehung in diesem Sternkarussell braucht die Sonne etwa 200 Millionen Jahre und bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von nicht weniger als 940.000 Kilometern pro Stunde. Von außen sieht die Galaxie aus wie eine Scheibe mit einer Erhebung in der Mitte. Der helle weiße Streifen, der in einer klaren Nacht den Himmel überzieht, ist Teil dieser Scheibe.

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Andere Galaxien

So sehen wir unsere Galaxie. Wenn wir darüber hinausgehen könnten, könnten wir das Universum in seiner ganzen unberührten Schönheit sehen: einen riesigen, undurchdringlichen schwarzen Raum, über den hell erleuchtete Galaxien verstreut sind, wie erleuchtete Inseln in einem nächtlichen Meer. Die Milchstraße selbst ist eine riesige kosmische Formation, aber sie ist nur eine von 100 Milliarden Galaxien im Weltraum, die zur Beobachtung zur Verfügung stehen.

Obwohl jede Galaxie eine Ansammlung von Millionen Sonnen ist, sind sie so weit von uns entfernt, dass sie als eher schwache Nebel wahrgenommen werden. Mit einem kleinen Teleskop können Sie mehrere Dutzend Galaxien beobachten. Nun, wenn Sie das modernste, leistungsstarke Teleskop verwenden, können Sie nicht nur viele Galaxien untersuchen, sondern in einigen Galaxien auch einzelne Sterne sehen.

In einer sehr klaren Nacht ist es manchmal möglich, die Andromedagalaxie zu erkennen, den nächsten Nachbarn der Milchstraße. Darüber hinaus ist hierfür kein optisches Gerät erforderlich. Genau wie die Milchstraße ist der Andromedanebel eine Spirale. Mehr als die Hälfte aller Galaxien haben eine Spiralform. Diese Galaxien enthalten wie ein dörfliches Spinnrad neue, alte und mittelalte Sterne.

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Galaxien unterschiedlicher Form

Es gibt elliptische Galaxien. Das sind riesige runde Kugeln, die aus Milliarden von Sternen bestehen. Einige dieser Galaxien sind nahezu perfekt rund, andere sind leicht abgeflacht. In elliptischen Galaxien rotieren die Sterne sehr eng um das Zentrum und ähneln einem Bienenschwarm. Am häufigsten bestehen elliptische Galaxien aus alten Sternen, von denen viele Rote Riesen sind.

Aus diesem Grund leuchten elliptische Galaxien fast immer rot oder orange. Es gibt Galaxien anderer Formen. Es gibt Galaxien, die in ihrer Form einer Linsenlinse ähneln, oder spiralförmige Galaxien ohne eine Verdickung im Zentrum. Es gibt Galaxien, die überhaupt keine Form haben. Solche Galaxien nennt man irregulär.

Vorfälle mit Galaxien

Obwohl Galaxien von außen wie friedliche und ruhige Ansammlungen von Sternen aussehen, kann ihr Aussehen sehr täuschen. Diese Welten sind Schauplatz extremer Naturschocks, das galaktische Äquivalent von Erdbeben und Vulkanausbrüchen. Hier ist ein modernes Beispiel. Aus dem Zentrum der M87-Galaxie kam es zu einer monströsen Emission blau-weißen heißen Gases. Eine riesige Menge Energie wurde in den Weltraum freigesetzt. Die feurige Zunge aus ausgestoßenem Gas ist etwa 5.000 Lichtjahre lang. Wissenschaftler glauben, dass ein Schwarzes Loch im Zentrum der Galaxie, das kosmischen Staub und ganze Sterne verschlingt, die Quelle dieser unheimlich majestätischen Erscheinung ist.

Der Artikel spricht darüber, was Galaxien sind, wie sie entstanden sind, was sie umfassen und wie hoch ihre ungefähre Anzahl in der beobachtbaren Zone des Universums ist.

Antike

Seit jeher zieht es die Menschen zum Sternenhimmel. Da die Menschen die Natur der Sterne und des Mondes nicht verstehen oder begründen konnten, schrieben sie ihnen oft eine mystische oder göttliche Bedeutung zu und verehrten sogar unseren Satelliten. Allmählich, mit der Entwicklung der Astronomie als Wissenschaft und den ersten primitiven Teleskopen, wurde klar, dass unser Planet nicht der einzige ist und sich zusammen mit anderen um die Sonne dreht.

Mit der Verbesserung der Beobachtungsinstrumente und der Weiterentwicklung der Astronomie wurde den Wissenschaftlern allmählich klar: Sterne sind auch die „Sonnen“ von jemandem, und ihre Planeten drehen sich mit ziemlicher Sicherheit um sie. Leider sind sie so weit entfernt, dass es keine Möglichkeit gibt, dies in der Praxis zu testen. Zumindest für jetzt. Sowohl Planetenhaufen als auch Sternsysteme bilden Galaxien. Was sind also Galaxien? Was beinhalten sie und wie viele gibt es? Wir werden das herausfinden.

Definition

Zunächst müssen wir uns an die allgemeine Struktur unseres Universums erinnern. Es gibt Himmelskörper – das sind Planeten, Satelliten, Asteroiden, Kometen und allgemein alles, was nicht vom Menschen geschaffen wurde und sich im Weltraum befindet. Normalerweise dreht es sich unter dem Einfluss der Schwerkraft massereicherer Objekte auf seinen Bahnen um diese, beispielsweise wie der Mond um die Erde. Diese wiederum „fliegen“ um noch massereichere Körper, zum Beispiel die Sonne. Dies wird als Sternensystem bezeichnet. Was sind also Galaxien?

Und Galaxien sind Ansammlungen von Sternen und Sternsystemen, die wiederum um einen gemeinsamen Massenschwerpunkt rotieren. Vereinfacht gesagt handelt es sich hierbei um eine Vielzahl von Planetensystemen, Sternen, Dunkler Materie, interstellarem Gas, Meteoriten, Zwergplaneten und Asteroiden, die sich unter dem Einfluss der gegenseitigen Schwerkraft zusammenfinden und um einen Massenschwerpunkt kreisen. Also haben wir herausgefunden, was eine Galaxie ist, und die Definition wurde klar. Aber wie viele sind es? Und was sind sie?

die Milchstrasse

Unsere Galaxie, die die Erde, die Sonne und andere Himmelskörper enthält, wird Milchstraße genannt.

Lange Zeit, bis zum Ende des 20. Jahrhunderts, erlaubte uns die Technologie nicht, einzelne Sterne in fremden Galaxien zu sehen – die Auflösung von Teleskopen reichte nicht aus, und digitale Methoden Die Bildverarbeitung war alles andere als ideal. Doch dann änderte sich alles und in den 90er Jahren des letzten Jahrhunderts konnten Wissenschaftler mehr als 30 Sternhaufen beobachten, in denen sie einzelne Leuchten erkennen konnten.

Bilden

Sie unterscheiden sich auch in ihrer Form. Es gibt elliptische, spiralförmige, linsenförmige, zwergförmige, unregelmäßige usw. Unsere Galaxie ist zum Beispiel spiralförmig und hat separate „Arme“. Leider haben die Wissenschaftler bei der Erforschung anderer, aber auch unserer eigenen, nur sehr geringe Fortschritte gemacht. Es geht um die großen Entfernungen und die Ansammlungen von interstellarem Staub, der Licht absorbiert. Aus diesem Grund sehen wir die meisten Sterne nicht, sonst würde sich die Nacht kaum vom Tag unterscheiden.

Menge

Wenn Kindern etwas über Galaxien erzählt wird, interessiert sie am häufigsten die Frage der Quantität. Und es ist schwierig, eine Antwort zu geben, die die Neugier der Kinder befriedigt. Natürlich können Sie eine bestimmte Zahl nennen, aber sie wird nicht wahr sein. Unser Universum ist unendlich, außerdem dehnt es sich ständig aus, irgendwo entstehen neue Sterne und Planetensysteme, und es ist unmöglich, seine Grenze zu finden. Das bedeutet, dass die Anzahl der Galaxien nicht berechnet werden kann.

Wie bereits erwähnt, sehen wir aufgrund des Staubs nur einen winzigen Teil des Universums und die geschätzte Anzahl der Galaxien darin beträgt mehr als 100 Milliarden. Und leider ist es mittlerweile unmöglich, auch nur die nächstgelegenen zu erreichen.

Bewegung

Kurioserweise bewegen sich nicht nur Planeten mit Kometen und Meteoriten um Sterne oder Satelliten, sondern auch Galaxien. Diese Bewegung ist nicht so auffällig wie beispielsweise die Bewegung der Erde um die Sonne. Die Geschwindigkeit hängt von der Masse, der Dichte des interstellaren Gases und anderen Faktoren ab.

Jetzt haben wir herausgefunden, was eine Galaxie ist und wie viele es gibt, wir haben auch herausgefunden. An dieser Moment Die einzige Möglichkeit, sie zu untersuchen, besteht darin, sie durch erdgestützte oder orbitale Teleskope sowohl im sichtbaren Lichtspektrum als auch im Infrarot- oder Röntgenbereich zu beobachten. Das berühmteste Teleskop dieser Art heißt Hubble und wurde 1990 in eine erdnahe Umlaufbahn gebracht.

Jetzt haben wir endlich herausgefunden, was Galaxien sind.

Das ist unsere Galaxie – die Milchstraße. Sie ist etwa 12 Milliarden Jahre alt. Die Galaxie ist eine riesige Scheibe mit riesigen Spiralarmen und einer Ausbuchtung in der Mitte. Es gibt unzählige solcher Galaxien im Weltraum. - Erstens ist die Galaxie eine große Ansammlung von Sternen. Im Durchschnitt enthält es hundert Milliarden Sterne. Dies ist ein echter Sternenbrutkasten – ein Ort, an dem Sterne geboren werden und sterben. Sterne in einer Galaxie erscheinen in Staub- und Gaswolken, sogenannten Nebeln.

Vor uns liegen die „Säulen der Schöpfung“ im Adlernebel – ein Sternenbrutkasten im Herzen der Milchstraße. Unsere Galaxie enthält Milliarden von Sternen, von denen viele von Planeten oder Monden umgeben sind. Lange Zeit Wir wussten sehr wenig über Galaxien. Vor hundert Jahren glaubte die Menschheit, dass die Milchstraße die einzige Galaxie sei. Wissenschaftler nannten es „unsere Insel im Universum“. Andere Galaxien existierten für sie nicht. Doch 1924 änderte sich der Astronom Edwin Hubble Grund Idee. Hubble beobachtete den Weltraum mit dem fortschrittlichsten Teleskop seiner Zeit mit einem Linsendurchmesser von 254 Zentimetern, das sich am Mount Wilson Observatory in der Nähe von Los Angeles befand. Tief am Nachthimmel sah er undeutliche Lichtwolken, die sehr weit von uns entfernt waren. Der Wissenschaftler kam zu dem Schluss, dass es sich nicht um einzelne Sterne handelt, sondern um ganze Sternenstädte, Galaxien weit jenseits der Milchstraße. - Astronomen erlebten einen echten Raum-Zeit-Schock. In nur einem Jahr sind wir vom Universum innerhalb der Milchstraße zum Universum von Milliarden solcher Galaxien gelangt. Hubble hat eines davon gemacht größten Entdeckungen in der Astronomie. Es gibt nicht nur eine Galaxie im Weltraum, sondern sehr viele Galaxien. Unsere Galaxie hat eine Wirbelstruktur, zwei Spiralarme und enthält etwa 160 Millionen Sterne. Galaxy M 87 ist eine riesige Ellipse. Sie ist eine der ältesten Galaxien im Universum und die Sterne in ihr strahlen goldenes Licht aus.

Und das ist die Sombrero-Galaxie. In ihrem Zentrum befindet sich ein riesiger leuchtender Kern, umgeben von einem Ring aus Gas und Staub. Professor Michio (Michio) Kaku, Physiker:- Galaxien sind großartig. Sie stellen gewissermaßen die Grundeinheit des Universums dar. Sie sind wie riesige Laternenräder, die sich im Weltraum drehen. Das sind echte Feuerwerke, die von der Natur selbst geschaffen wurden. Galaxien sind riesig – echte Riesen. Auf der Erde wird die Entfernung in Kilometern gemessen, im Weltraum verwenden Astronomen die Längeneinheit „Lichtjahr“ – die Entfernung, die das Licht in einem Jahr zurücklegt. Es entspricht ungefähr neuneinhalb Billionen Kilometern. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Wir befinden uns 25.000 Lichtjahre vom Zentrum unserer Galaxie entfernt und ihr Durchmesser beträgt 100.000 Lichtjahre. Doch selbst bei solch beeindruckenden Ausmaßen ist es nur ein kleiner Fleck in den riesigen Weiten des Weltalls. Die Milchstraße kommt uns riesig vor. Aber im Vergleich zu anderen Galaxien im Universum ist sie recht klein. Unser nächster galaktischer Nachbar, der Andromedanebel, erreicht einen Durchmesser von 200.000 Lichtjahren, doppelt so groß wie unsere Milchstraße. M 87 ist die größte elliptische Galaxie im nahen Weltraum. Es ist viel größer als Andromeda, aber im Vergleich zum anderen Riesen M 87 wirkt es winzig. IC 10 11 ist 6 Millionen Lichtjahre breit. Dies ist die größte bekannte Galaxie. Es ist 60-mal größer als die Milchstraße. Wir wissen also, dass Galaxien riesig sind und überall sind. Aber woher kamen sie? - Eine der wichtigsten Fragen der Astrophysik ist die Entstehung von Galaxien. Darauf haben wir noch keine genaue Antwort. Das Universum begann mit dem Urknall, der vor etwa 13,7 Milliarden Jahren stattfand und eine unglaublich heiße, sehr dichte Phase war. Wir wissen, dass es zu dieser Zeit keine vergleichbaren Galaxien gegeben haben kann. Daher können wir sagen, dass sie zu Beginn des Universums erschienen. Um Sterne zu erschaffen, braucht man die Schwerkraft. Um Sterne zu Galaxien zu vereinen, ist noch mehr nötig. Die ersten Sterne erschienen nur 200 Millionen Jahre nach dem Urknall. Dann zog die Schwerkraft sie zusammen. So entstanden die ersten Galaxien. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Das Hubble-Weltraumteleskop ermöglichte uns einen Blick in die Vergangenheit, fast bis zum Beginn der Zeit, in die Zeit, als sich die ersten Galaxien gerade erst zu bilden begannen. Das Hubble-Teleskop sieht viele Galaxien, aber das Licht der meisten von ihnen hat seine Quelle vor Tausenden, Millionen oder sogar Milliarden von Jahren verlassen. Die ganze Zeit flog er auf uns zu. So untersuchen wir heute Galaxien, die bereits Geschichte sind. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Wenn man mit Hilfe von Hubble tiefer in den Weltraum blickt, kann man kleine Flecken erkennen, die kaum Ähnlichkeit mit existierenden Galaxien haben. Diese vagen Lichtflecken, Ansammlungen von Millionen, Milliarden Sternen, die gerade erst anfingen, sich zu vereinen. Diese schwachen Flecken sind die frühesten Galaxien. Sie entstanden etwa eine Milliarde Jahre nach dem Beginn des Universums. Über diesen Zeitraum hinaus ist Hubble machtlos. Wenn wir tiefere Schichten der Vergangenheit erforschen müssen, brauchen wir ein anderes Teleskop. Mehr als das, was ins All geschossen werden kann. Jetzt haben wir einen in der Hochwüste im Norden Chiles. Sein Name ist AST – Atacama Space Telescope. Dieses höchste bodengestützte Teleskop liegt auf 5190 Metern über dem Meeresspiegel. - Ich arbeite sehr gerne für AST Wetterverhältnisse. Hier kann es sehr kalt sein und der Wind weht heftig. Ein großer Vorteil für unsere Arbeit ist jedoch, dass der Himmel fast immer klar ist. Für die präzisen Reflektoren von AST, das sich auf frühe Galaxien konzentriert, ist ein klarer Himmel unerlässlich. Professorin Suzanne Stags, Physikerin:- Mit AST können wir Teile des Himmels mit unglaublicher Genauigkeit vergrößern. Wir können auch die Entwicklung von Strukturen wie Galaxien und Galaxienhaufen mit extremer Bildschärfe überwachen. ANT erkennt kein sichtbares Licht, sondern nur kosmische Mikrowellen, die aus einer Zeit stammen, als das Universum mehrere hunderttausend Jahre alt war. Mit diesem Teleskop können Sie nicht nur verschiedene Galaxien sehen, sondern auch deren Wachstum beobachten. Professorin Suzanne Stags, Physikerin:- Wir sind in der Lage, die Entstehungsprozesse von Galaxien und ihren Clustern zu verfolgen. Wir sehen Spuren von jedem von ihnen, beginnend mit mehreren hunderttausend Jahren vom Beginn der Welt bis hin zu Heute. ANT hat Astronomen geholfen zu verstehen, wie sich Galaxien fast seit Anbeginn der Zeit entwickelt haben. Professor Michael Strauss, Astrophysiker:- Wir begannen, Fragen zu beantworten: Wie Galaxien zu Beginn der Schöpfung aussahen, ob sie modernen Galaxien ähnelten, wie sie wuchsen und sich entwickelten. Astronomen beobachten, wie Galaxien von kleinen Sternhaufen zum heutigen Netzwerk von Sternsystemen gelangt sind. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Nach unserem derzeitigen Verständnis bilden Sterne Cluster, die sich zu Galaxien vereinigen, die wiederum Galaxienhaufen bilden, und diese bilden Supergalaxienhaufen – die größten Einheiten des heutigen Weltraums. Frühe Galaxien waren formlose Ansammlungen von Sternen, Gas und Staub. Heute haben die Galaxien ein ordentliches, geordnetes Aussehen angenommen. Wie wurden aus chaotischen Sternhaufen schlanke elliptische Spiralsysteme? Mit Hilfe der Schwerkraft. Die Schwerkraft vereint die Sterne und steuert ihre zukünftige Entwicklung. Im Zentrum der meisten Galaxien befindet sich eine unglaublich starke zerstörerische Schwerkraftquelle. Und unsere Milchstraße ist keine Ausnahme. Galaxien existieren seit mehr als 12 Milliarden Jahren. Wir wissen, dass diese riesigen Sternenreiche die meisten beherbergen verschiedene Formen von Wirbelspiralen bis hin zu riesigen Sternenbällen. Dennoch bleibt vieles in Galaxien für uns ein Rätsel. Professor Michael Strauss, Astrophysiker:- Wie haben Galaxien ihre heutige Form erhalten? Hatte eine Spiralgalaxie schon immer die Form einer Spirale? Die Antwort lautet fast immer nein. Junge Galaxien sind formlose, chaotische Ansammlungen von Sternen, Gas und Staub. Erst nach Milliarden von Jahren verwandeln sie sich in so organisierte Strukturen wie beispielsweise eine Wirbelgalaxie oder unsere Milchstraße. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Die Milchstraße ist nicht aus einem Korn gewachsen, sondern aus vielen. Was heute als Milchstraße bezeichnet wird, bestand einst aus vielen Formationen, formlosen Strukturen, die sich zu einem Ganzen vereinten. Kleine Strukturen konvergieren aufgrund der Schwerkraft. Nach und nach bringt sie die Sterne zusammen. Sie drehen sich immer schneller, bis sie die Form einer flachen Scheibe annehmen. Die Sterne und das Gas bilden dann riesige Spiralarme. Dieser Vorgang wurde im Weltraum milliardenfach wiederholt. Jede Galaxie ist einzigartig, aber eines haben sie alle gemeinsam: Sie drehen sich alle um ihr Zentrum. Seit Jahren fragen sich Wissenschaftler: Was ist stark genug, um das Verhalten der Galaxie zu ändern? Und schließlich wurde die Antwort gefunden. Schwarzes Loch. Und nicht irgendein Schwarzes Loch, sondern ein supermassereiches Schwarzes Loch. - Der erste Hinweis auf die Existenz supermassereicher Schwarzer Löcher waren Galaxien, aus deren Zentrum eine mächtige Energiesäule ausbrach. Es schien uns, dass diese Schwarzen Löcher sich von nahegelegenen Objekten ernährten. Ein bisschen wie ein riesiges Thanksgiving-Fest. Supermassereiche Schwarze Löcher ernähren sich von Gas und Sternen. Manchmal frisst das Schwarze Loch sie zu gierig und die Nahrung wird als Strahl reiner Energie zurück in den Weltraum geschleudert. Dies wird als Quasar bezeichnet. Wenn Wissenschaftler einen Quasar aus dem Zentrum einer Galaxie schießen sehen, wissen sie, dass es sich um ein supermassereiches Schwarzes Loch handelt. Was ist mit unserer Galaxie? Schließlich hat sie keinen Quasar. Bedeutet das, dass es kein supermassereiches Schwarzes Loch gibt? Andrea Ghez und ihr Team versuchen seit 15 Jahren, das herauszufinden. Professor Andrea Ghez, Astronomin:- Ob es in der Milchstraße ein supermassereiches Schwarzes Loch gibt, kann man anhand der Bewegung von Sternen herausfinden. Sterne rotieren und gehorchen der Schwerkraft, genau wie die Planeten um die Sonne. Sterne, die näher am Zentrum der Galaxie liegen, werden jedoch von Staubwolken verdeckt. Also nutzte Ghez das riesige Keck-Teleskop auf Hawaii, um durch den Staub zu sehen. Ein seltsames und grausames Bild erschien vor ihren Augen. Professor Andrea Ghez, Astronomin:- Im Zentrum unserer Galaxie wird alles auf die Spitze getrieben. Objekte bewegen sich mit großer Geschwindigkeit, Sterne rasen nacheinander vorbei. Alles brodelt, alles brodelt. Sie werden dies nirgendwo in unserer Galaxie sehen. Ghez und ihr Team begannen, einige der Sterne zu fotografieren, die näher am Zentrum der Galaxie kreisen. Professor Andrea Ghez, Astronomin:- Wir haben es uns zur Aufgabe gemacht, ein Video mit Sternen im Zentrum der Galaxie zu machen. Ich musste geduldig sein und ein Bild nach dem anderen machen, bevor sich die Sterne bewegten. Fotos rotierender Sterne haben etwas Erstaunliches offenbart. Ihre Rotationsgeschwindigkeit betrug mehrere Millionen Kilometer pro Stunde. Professor Andrea Ghez, Astronomin:- Der aufregendste Moment in diesem Experiment war, als wir das zweite Bild erhielten und klar wurde, dass sich die Sterne viel schneller als gewöhnlich drehten. Dies bestätigte die Hypothese eines supermassereichen Schwarzen Lochs vollständig.

Die Hypothese war richtig. Ghez und ihr Team verfolgten die Flugbahn der Sterne und berechneten ihre Position anhand ihres Rotationszentrums. Es gibt nur ein Ding, das stark genug ist, riesige Sterne um sich selbst zu drehen: ein supermassereiches Schwarzes Loch. Professor Andrea Ghez, Astronomin:- Nur die Gravitationskraft eines supermassereichen Schwarzen Lochs bewirkt, dass Sterne rotieren. Ihre Flugbahnen wurden zum Beweis für ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum unserer Galaxie. Das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße ist gigantisch. Seine Breite beträgt 24 Millionen Kilometer. Besteht eine Gefahr für unseren Planeten? Professor Andrea Ghez, Astronomin:- Es besteht nicht die geringste Gefahr, dass wir in ein supermassereiches Schwarzes Loch gesaugt werden. Es ist zu weit von uns entfernt.

Der Planet Erde befindet sich 25.000 Lichtjahre vom Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße entfernt. Das sind viele Milliarden Kilometer, die Erde ist also sicher. Tschüss. Supermassereiche Schwarze Löcher können eine Quelle starker Schwerkraft sein. Aber sie haben nicht genug Kraft, um die Verbindung zwischen den Körpern der Galaxie aufrechtzuerhalten. Nach allen Gesetzen der Physik müssen Galaxien zerfallen. Warum passiert das nicht? Es gibt eine Kraft im Weltraum, die größer ist als ein supermassereiches Schwarzes Loch. Es ist nicht sichtbar und nahezu unmöglich zu berechnen. Aber es existiert, man nennt es Dunkle Materie, und es ist überall. Astronomen haben herausgefunden, dass sich im Zentrum von Galaxien supermassereiche Schwarze Löcher befinden, die Sterne anziehen hohe Geschwindigkeiten. Aber Schwarze Löcher sind nicht stark genug, um alle Sterne einer riesigen Galaxie zu einem Ganzen zu verbinden. Was ist das für eine Macht? Es blieb ein Rätsel, bis ein unabhängiger Wissenschaftler vermutete, dass es sich um etwas Unbekanntes handelte. In den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts fragte sich der Schweizer Astronom Fritz Zwicky, warum Galaxien nicht zerfallen. Nach seinen Berechnungen erzeugen sie nicht genügend Schwerkraft und müssen sich daher im Weltraum verteilen. „Er sagte: „Ich sehe mit eigenen Augen, dass sie nicht auseinanderfallen, sondern zu einer dichten Gruppe zusammenhalten.“ Das bedeutet, dass etwas sie daran hindert, auseinanderzufallen. Doch ihre eigene Anziehungskraft ist dafür nicht stark genug. Daher komme ich zu dem Schluss, dass es etwas gibt, das der Menschheit unbekannt ist, etwas Unvorstellbares.“ Er gab ihm einen Namen – Dunkle Materie. Es war wie eine göttliche Offenbarung. Professor Michio (Michio) Kaku, Physiker:- Fritz Zwicky war seiner Zeit mehrere Jahrzehnte voraus und stieß natürlich bei seinen Astronomenkollegen auf Missverständnisse. Aber letztendlich hatte er Recht. Wenn das, was Zwicky Dunkle Materie nannte, Galaxien zu Gruppen vereinte, verhinderte es vielleicht auch, dass einzelne Galaxien auseinanderfielen. Um dies zu testen, konstruierten Wissenschaftler auf einem Computer virtuelle Galaxien mit virtuellen Sternen und virtueller Schwerkraft. - Wir haben ein Modell der Galaxie erstellt und es mit Sternen in Umlaufbahnen in Form einer flachen Scheibe bevölkert. Genau wie unsere Galaxie. Und sie kamen zu dem Schluss, dass sie die ideale Galaxie geschaffen hatten. Wir fragten uns, ob es eine Spirale oder etwas anderes werden würde. Aber alle unsere Galaxien zerfielen. Diese Galaxie verfügte nicht über genügend Schwerkraft, um ein einziges Gebilde zu bleiben, also fügte Ostriker sie zusammen mit virtueller Dunkler Materie hinzu. Professor Jeremy Ostriker, Astrophysiker:- Natürlich wollten wir es ausprobieren, es hat das Problem gelöst. Es hat alles geklappt. Es stellte sich heraus, dass die Gravitationskraft der Dunklen Materie die verbindende Kraft der Galaxie ist. Professor Jeremy Ostriker, Astrophysiker:- Dunkle Materie spielt die Rolle des Gerüsts der Galaxie. Mit seiner Hilfe werden Galaxien an ihrem Platz fixiert und zerfallen nicht in einzelne Körper. Wissenschaftler vermuten nun, dass dunkle Materie nicht nur die Galaxie unterstützt, sondern auch den Anstoß für ihre Entstehung gibt. Professor Michio (Michio) Kaku, Physiker:- Wir glauben, dass die ersten Cluster dunkler Materie als Folge des Urknalls entstanden sind. Nach einiger Zeit wurden diese Cluster sichtbar – Körner, aus denen Galaxien wuchsen. Aber Wissenschaftler wissen immer noch nicht, was dunkle Materie ist. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Dunkle Materie bleibt etwas Unerklärliches. Wir verstehen sein Wesen nicht. Aber es ist definitiv aus einem anderen Material... Professor Michio (Michio) Kaku, Physiker:- ... als du und ich. Man kann sich nicht darauf stützen, man kann es nicht berühren. Vielleicht ist es überall um uns herum, wie ein Geist, der durch dich hindurchgeht, als ob du überhaupt nicht existieren würdest. Wir wissen vielleicht nichts über dunkle Materie, aber der Kosmos ist voll davon. Dr. Andrew Benson, Astrophysiker:- Das Gewicht der Dunklen Materie entspricht mindestens dem Sechsfachen des Gewichts des Universums aus gewöhnlicher Materie, also aus der wir alle bestehen, ohne die man sich das normale Funktionieren der Gesetze des Universums nicht vorstellen kann. Diese Gesetze funktionieren jedoch. Es stellt sich heraus, dass dunkle Materie wirklich existiert. Und kürzlich wurden Spuren davon im Weltraum entdeckt. Beobachtungen seines Einflusses auf das Verhalten von Licht haben zu dieser Aussage beigetragen. Der Strahlengang ist gebogen. Dieses Phänomen wird Gravitationslinseneffekt genannt.

Dr. Andrew Benson, Astrophysiker: - Die Gravitationslinse ermöglicht es uns, das Vorhandensein dunkler Materie festzustellen. Wie funktioniert es? Stellen Sie sich vor, dass ein Lichtstrahl aus einer fernen Galaxie auf uns zufliegt. Wenn auf seinem Weg auf große Ansammlungen dunkler Materie stößt, verläuft seine Flugbahn unter dem Einfluss der Schwerkraft um die dunkle Materie herum. Wenn man durch das Hubble-Teleskop in die Tiefen des Weltraums blickt, erscheint die Form einiger Galaxien verzerrt und länglich.

Dies geschieht, weil dunkle Materie das Bild verzerrt. Sie stellt es sozusagen in ein rundes Aquarium. Dr. Andrew Benson, Astrophysiker:- Durch die Analyse der Umrisse dieser Galaxien und des Grads der Verzerrung ist es möglich, die Menge an dunkler Materie in ihnen mit einer gewissen Genauigkeit zu berechnen. Mittlerweile ist klar geworden, dass Dunkle Materie ein integraler Bestandteil des Kosmos ist. Es existiert seit Anbeginn der Zeit und beeinflusst alles und überall. Es schafft Bedingungen für die Geburt von Galaxien und verhindert deren Zerfall. Es ist mit bloßem Auge nicht sichtbar, es wird nicht von Instrumenten berechnet, aber dennoch ist die Dunkle Materie die Herrin des Universums. Die Galaxien scheinen getrennt zu existieren. Zwar liegen zwischen ihnen Billionen Kilometer, dennoch sind die Galaxien in Gruppen, Galaxienhaufen vereint. Galaxienhaufen bilden Superhaufen, zu denen Zehntausende Galaxien gehören. Wo steht unsere Milchstraße unter ihnen? Professor Michio (Michio) Kaku, Physiker:- An allgemein gesagt Im Weltraum ist klar, dass unsere Galaxie Teil einer kleinen Gruppe von etwa dreißig Galaxien ist. Unsere Milchstraße und der Andromedanebel sind die größten darin. Aber im größeren Maßstab sind wir nur ein kleiner Teil eines Superhaufens von Galaxien namens Virgo. Derzeit erarbeiten Wissenschaftler Übersichtskarte Universum, bestimmen Sie die Standorte von Galaxienhaufen und Superhaufen. Dies ist das Apache Point Observatory in New Mexico, das die Heimat des Sloan Digital Sky Survey ist. Es ist nur ein kleines Teleskop, aber es hat eine einzigartige Mission. Sloans Digital Survey erstellt die erste dreidimensionale Sternenkarte. Es wird uns ermöglichen, den genauen Standort von Dutzenden Millionen Galaxien zu bestimmen. Zu diesem Zweck sucht die Sloan-Durchmusterung nach Galaxien weit jenseits der Milchstraße. Es bestimmt den Standort der Galaxie präzise, diese Informationen werden auf Aluminiumscheiben aufgezeichnet. - Diese Aluminiumräder sind etwa 30 Zoll breit und verfügen über 640 Durchgangslöcher, die jeweils darauf ausgelegt sind das gewünschte Objekt im Weltraum. Weltraumobjekte sind Galaxien. Licht aus der Galaxie dringt durch das Loch und weiter entlang des Glasfaserkabels. Auf diese Weise können Informationen über die Entfernung und den Standort Tausender Galaxien erfasst und auf einer dreidimensionalen Karte dargestellt werden. Dan Long, Ingenieur bei Sloan Digital Sky Survey:- Wir bestimmen ihre Umrisse, ihre Zusammensetzung und auch, wie gleichmäßig sie im Weltraum verteilt sind. All dies ist sehr wichtig für die Astronomie, um die Gesetze des Universums zu verstehen.

Hier sehen wir die Früchte ihrer Arbeit: die größte dreidimensionale Karte, die es heute gibt. Die Karte zeigt bisher Ungesehenes: ganze Galaxienhaufen und Superhaufen. Und das Bild der Welt erweitert sich immer weiter. Wir sehen, dass Superhaufen von Galaxien Ketten bilden – Filamente. Bei der Sloan-Durchmusterung wurde ein Stern mit einem Durchmesser von 1,4 Milliarden Lichtjahren gefunden. Sie wurde die Große Mauer von Sloan genannt. Dies ist die größte Einzelstruktur, die in der Geschichte der Wissenschaft entdeckt wurde.

Dan Long, Ingenieur beim Sloan Digital Sky Survey: „Man spürt die enorme Größe dieses Weltraums. Cluster, Filamente und jeder dieser winzigen Lichtklumpen sind riesige Galaxien. Keine Sterne, sondern ganze Galaxien, und davon gibt es Hunderte und Tausende. Der Sloan Survey zeigt die galaktische Geographie im großen Maßstab. Wissenschaftler gingen noch weiter. Sie haben ein ganzes Universum in einem superstarken Computer aufgebaut. Und hier kann man einzelne Galaxien nicht sehen, es ist schwierig, ihre Cluster überhaupt zu erkennen. Auf dem Bildschirm sind nur Superhaufen von Galaxien zu sehen, die ein riesiges kosmisches Netz aus Filamenten bilden.

Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker: - Wenn Sie sich das großräumige Bild des Weltraums genau ansehen, können Sie ein Muster aus Filamenten erkennen, ein kosmisches Netz bestehend aus Galaxien und ihren Clustern, die sich in Tausende verschiedene Richtungen erstrecken. Von diesem Punkt an ähnelt der Weltraum in seiner Struktur einem riesigen Schwamm. Jedes Filament beherbergt Millionen von Galaxienhaufen, die alle durch dunkle Materie verbunden sind. Dieses Computermodell zeigt dunkle Materie, die durch Filamentgewirr scheint. Dr. Andrew Benson, Astrophysiker:- Dunkle Materie beeinflusst die Position der Galaxie im Universum. Schauen Sie sich Galaxien an: Sie sind nicht zufällig im Weltraum verstreut. Sie versammeln sich in kleinen Gruppen, was einmal mehr auf das Ausmaß der Verteilung der Dunklen Materie hinweist. Dunkle Materie unterstützt die gesamte Makrostruktur des Weltraums. Es verbindet Galaxien zu Clustern, die wiederum Superhaufen bilden. Supercluster sind zu Filamentketten verwoben. Ohne dunkle Materie würde die gesamte Struktur des Kosmos einfach auseinanderfallen. Hier ist unser Universum aus nächster Nähe.

Irgendwo in den Tiefen dieses gigantischen kosmischen Netzes liegt unsere Galaxie, die Milchstraße, in einem der Filamente. Es existiert seit etwa 12 Milliarden Jahren und steht kurz davor, bei einer gewaltigen kosmischen Kollision zu sterben. Galaxien sind riesige Sternenreiche. Manche sind riesige Kugeln, andere sind komplexe Spiralen, aber sie alle verändern sich ständig. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Wenn wir unsere Galaxie betrachten, scheint es uns, dass sie unverändert ist und schon immer existiert. Aber das ist nicht so. Unsere Galaxie ist in ständiger Bewegung, ihre Natur hat sich im Laufe der kosmischen Zeit verändert. Galaxien verändern sich nicht nur, sondern bewegen sich auch. Es kommt vor, dass Galaxien miteinander kollidieren und dann eine die andere absorbiert. - Im Universum gibt es einen ganzen Schwarm verschiedener Galaxien, die miteinander interagieren und kollidieren – mit anderen Mitgliedern des Schwarms.

Das ist NGC 2207. Auf den ersten Blick sieht es aus wie eine riesige Doppelspiralgalaxie, tatsächlich handelt es sich jedoch um zwei kollidierende Galaxien. Die Kollision wird Millionen von Jahren dauern und schließlich werden die beiden Galaxien zu einer verschmelzen. Ähnliche Kollisionen ereignen sich überall im Weltraum, und unsere Galaxie bildet da keine Ausnahme. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Die Milchstraße ist im Wesentlichen ein Kannibale. Seine heutige Form erhielt es durch die Aufnahme vieler kleinerer Galaxien. Noch heute sind auf seinem Körper kleine Streifen von Sternen der einst grenzenlos gebliebenen Einzelgalaxien sichtbar, die die Milchstraße wieder auffüllten. Aber das sind „kleine Blümchen“ im Vergleich zu dem, was uns in Zukunft erwartet. Wir bewegen uns schnell auf die Andromeda-Galaxie zu, und das verheißt nichts Gutes für die Milchstraße. Professor Michio (Michio) Kaku, Physiker:- Die Milchstraße nähert sich Andromeda mit einer Geschwindigkeit von etwa 250.000 Meilen pro Stunde, was bedeutet, dass unsere Galaxie in 5-6 Milliarden Jahren nicht mehr existieren wird. Dr. TJ Cox, Astrophysiker:- Andromeda kommt mit seiner ganzen monströsen Masse auf uns zu. Wenn Galaxien interagieren, zerfällt jede einzelne von ihnen, und ihre Körper vermischen sich allmählich und wachsen wie ein Schneeball. Professor Michio (Michio) Kaku, Physiker:- Zwei Galaxien beginnen den Totentanz.

Dies ist eine millionenfach beschleunigte Reproduktion einer zukünftigen Kollision. Wenn zwei Galaxien kollidieren, fliegen Gas- und Staubwolken in alle Richtungen. Die Schwerkraft verschmelzender Galaxien reißt Sterne aus ihren Umlaufbahnen und schleudert sie in die dunklen Tiefen des Universums. Professor Michio (Michio) Kaku, Physiker:- Der Jüngste Tag der Milchstraße wird ein malerisches Bild sein und wir werden die Zerstörung unserer Galaxie aus den ersten Reihen beobachten. Nach und nach durchqueren die beiden Galaxien einander und kehren dann zurück, um zu einem einzigen Ganzen zu verschmelzen. Seltsamerweise werden die Sterne nicht miteinander kollidieren. Sie sind immer noch zu weit voneinander entfernt. Dr. TJ Cox, Astrophysiker:- Die Sterne werden sich einfach vermischen. Die Wahrscheinlichkeit, dass zwei verschiedene Sterne kollidieren, ist praktisch null. Allerdings beginnen sich der Staub und das Gas zwischen den Sternen zu erwärmen. Irgendwann werden sie sich entzünden und die kollidierenden Galaxien werden weißglühend. Professor Michio (Michio) Kaku, Physiker:- Irgendwann kann am Himmel ein echtes Feuer ausbrechen. Dr. TJ Cox, Astrophysiker:- Die Milchstraße und die Andromeda-Galaxien werden nicht mehr existieren. Eine neue Galaxie wird erscheinen – Melkomeda, die eine neue kosmische Einheit werden wird. Die neue Melkomed-Galaxie wird wie eine riesige Ellipse ohne Arme oder Spiralen aussehen. Wir werden der Zukunft nicht entkommen können. Die Frage ist, was es dem Planeten Erde bringen wird. Professor Michio (Michio) Kaku, Physiker:- Wir können entweder zusammen mit Fragmenten der Arme der Milchstraße in den Weltraum geschleudert werden oder in den Körper einer neuen Galaxie gesaugt werden. Sterne und Planeten werden über die gesamte Galaxie und darüber hinaus verstreut sein, und für den Planeten Erde könnte dies ein trauriges Ende sein. Das Universum wird mehr als einmal eine Kollision von Galaxien erleben. Aber auch die Ära des galaktischen Kannibalismus wird eines Tages enden. Galaxien beherbergen Sterne, Sonnensysteme, Planeten und Monde. Die Galaxie versorgt sich selbst mit allem, was sie braucht. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Galaxien sind das lebendige Blut im Körper des Universums. Wir existieren, weil wir aus der Galaxis stammen und alles, was wir sehen, alles, was uns wichtig ist, geschieht in der Galaxis. Dennoch sind Galaxien fragile Gebilde, die durch dunkle Materie zusammengehalten werden. Wissenschaftler haben einen anderen entdeckt wirksame Kraft Universum. Man nennt es dunkle Energie. Dunkle Energie wirkt der Dunklen Materie entgegen. Wenn einer Galaxien verbindet, trennt der andere sie voneinander. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Dunkle Energie, von der wir buchstäblich seit einem Jahrzehnt wissen, ist das dominierende Merkmal des Kosmos und stellt ein anderes dar großes Geheimnis. Wir haben nicht die geringste Ahnung, warum es nötig ist. Dr. Andrew Benson, Astrophysiker:- Es ist schwer zu sagen, woraus es besteht. Wir wissen, dass es existiert, aber was es ist und welche Funktion es hat, bleibt ein Rätsel. Professor Jeremy Ostriker, Astrophysiker:- Dunkle Energie ist eine seltsame Sache. Es scheint, dass der Weltraum voller winziger Quellen ist, die dazu führen, dass sich Objekte gegenseitig abstoßen. Wissenschaftler glauben, dass die Dunkle Energie in sehr ferner Zukunft den kosmischen Kampf mit der Dunklen Materie gewinnen wird und Galaxien beginnen werden, sich aufzulösen. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Dunkle Energie wird Galaxien zerstören. Dies wird passieren, wenn andere Galaxien beginnen, sich allmählich von unserer zu entfernen, bis sie aus dem Blickfeld verschwinden. Und da die Galaxien mit Geschwindigkeiten auseinanderfliegen, die größer als die Lichtgeschwindigkeit sind, werden sie buchstäblich aus unseren Augen verschwinden. Nicht heute, nicht morgen, aber vielleicht werden wir in Billionen von Jahren in einem leeren Universum bleiben. Galaxien werden zu einsamen Inseln in den riesigen Weiten des Weltraums. Aber das wird nicht so schnell passieren. Heute gedeiht das Universum und Galaxien schaffen alle Voraussetzungen für die Existenz von Leben. Professor Michio (Michio) Kaku, Physiker:- Ohne Galaxien wäre ich nicht hier, du wärst nicht hier und das Leben wäre möglicherweise überhaupt nicht entstanden. Wir haben unglaubliches Glück: Das Leben auf der Erde entstand nur aufgrund der Tatsache, dass sich unser winziges Sonnensystem im rechten Teil der Galaxie befindet. Wenn wir uns etwas näher an der Mitte positioniert hätten, hätten wir nicht überlebt. Professor Michio (Michio) Kaku, Physiker:- Das Leben im Zentrum der Galaxie ist sehr grausam, und wenn sich unser Sonnensystem näher am Zentrum befinden würde, gäbe es so viel Strahlung, dass wir nicht überleben könnten. Auch zu weit vom Zentrum entfernt zu wohnen ist nicht besser. Die Anzahl der Sterne an den Rändern der Galaxie nimmt stark ab. Möglicherweise existieren wir überhaupt nicht. Professor Michio (Michio) Kaku, Physiker:- Wir können sagen, dass wir uns entschieden haben goldene Mitte Galaxien: nicht weit, nicht nah, aber direkt im Visier. Wissenschaftler glauben, dass dieser goldene Gürtel der Galaxie Millionen von Sternen enthalten könnte, und unter ihnen befinden sich wahrscheinlich auch andere Sonnensysteme, die Leben ermöglichen könnten. Und sie sind in unserer eigenen Galaxie. Und wenn wir eine bewohnbare Zone haben, kann diese auch in anderen Galaxien existieren. Professor Andrea Ghez, Astronomin:- Das Universum ist riesig, es hält uns immer wieder für Überraschungen bereit. Professor Jeremy Ostriker, Astrophysiker:- Jedes Mal, wenn wir glauben, die Antwort auf eine Frage gefunden zu haben, stellt sich heraus, dass sie uns zu einer noch größeren Frage geführt hat. Das weckt Interesse. Unsere Heimatgalaxie, die Milchstraße, und andere Galaxien im Universum stellen uns vor endlose Fragen, die Antworten erfordern, und vor Geheimnisse, die noch von niemandem entdeckt wurden. Professor Michio (Michio) Kaku, Physiker:- Wer hätte vor 10 Jahren gedacht, dass wir im Zentrum der Galaxie ein Schwarzes Loch finden könnten? Welcher Astronom hätte noch vor 10 Jahren an Dunkle Materie und Dunkle Energie geglaubt? Immer mehr Wissenschaftler widmen ihre Forschung Galaxien. In ihnen liegt der Schlüssel zum Verständnis der Gesetze des Universums. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:„Ist es nicht erstaunlich, an diesem Punkt der Geschichte des Weltraums auf diesem kleinen Planeten am Rande einer zufälligen Galaxie zu leben und Antworten auf Fragen über das Universum von seinen Anfängen bis zu seinem Ende zu erhalten?“ Wir sollten uns unendlich über diesen kurzen Moment in den Sonnenstrahlen freuen. Galaxien werden geboren, entwickeln sich, kollidieren und sterben. Galaxien sind Superstars für die Welt der Wissenschaft. Jeder Astronom hat seine Favoriten. Professor Michael Strauss, Astrophysiker:- Wirbelgalaxie oder M51. Professor Jeremy Ostriker, Astrophysiker:- Wenn ich es an die Wand hängen könnte, würde ich mich für das Sombrero Galaxy entscheiden. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Die Sombrero-Galaxie, Ringgalaxien – sie sind sehr schön. Professor Michio (Michio) Kaku, Physiker:- Meine Lieblingsgalaxie ist die Milchstraße. Das ist mein Zuhause. Wir haben das Glück, dass die Milchstraße uns mit allem versorgt, was wir zum Leben brauchen. Unser Schicksal hängt direkt von unserer Galaxie und allen anderen Galaxien ab. Sie haben uns erschaffen, sie haben unserem Leben Gestalt gegeben und unsere Zukunft liegt in ihren Händen.

Wir leben in einer Galaxie namens Milchstraße, einem Imperium, das aus Hunderten Milliarden Menschen besteht. Wie sind wir hierher gekommen? Was hält die Zukunft für uns bereit? Diese Fragen sind untrennbar mit dem Konzept einer Galaxie verbunden. Unser Universum enthält zweihundert Milliarden Galaxien, alle sind einzigartig, riesig und verändern sich ständig. Woher kommen Galaxien? Wie sind sie gebaut? Was ist ihre Zukunft? Und wie werden sie sterben?

Dies ist unsere Milchstraße, etwa zwölf Milliarden Jahre alt. Die Galaxie ist eine riesige Scheibe mit riesigen Spiralarmen und einem Leuchten im Zentrum; es gibt unzählige solcher Galaxien im Weltraum. Die Galaxie ist ein großer Sternhaufen, im Durchschnitt zählt sie hundert Milliarden Sterne. Dies ist ein echter Brutkasten für Sterne, ein Ort, an dem Sterne geboren werden und sterben. Sterne in einer Galaxie entstehen aus Staub- und Gaswolken, sogenannten Nebeln. Unsere Galaxie enthält Milliarden von Sternen, von denen viele von Planeten und Monden umgeben sind. Lange Zeit wussten wir sehr wenig über Galaxien; vor hundert Jahren glaubte die Menschheit, dass die Milchstraße die einzige Galaxie sei; Wissenschaftler nannten sie unsere Insel im Universum; andere Galaxien existierten für sie nicht. Doch 1924 änderte der Astronom Edwin Hubble die Grundidee: Hubble beobachtete den Weltraum mit dem fortschrittlichsten Teleskop seiner Zeit mit einem Linsendurchmesser von 254 Zentimetern. Am Nachthimmel sah er unklare Lichtwolken, die sehr weit von uns entfernt waren. Der Wissenschaftler kam zu dem Schluss, dass es sich nicht um einzelne Sterne handelte, sondern um ganze Sternenstädte, Galaxien weit jenseits der Milchstraße.

Hubble machte eine der größten Entdeckungen der Astronomie: Es gibt nicht nur eine Galaxie im Weltraum, sondern sehr viele Galaxien. Unsere Galaxie hat eine Wirbelstruktur, zwei Spiralarme und etwa 160 Millionen Sterne. Die Galaxie M-87 ist eine riesige Ellipse; sie ist eine der ältesten Galaxien im Universum und die Sterne darin strahlen goldenes Licht aus.

Galaxien sind riesige, echte Riesen, auf der Erde werden Entfernungen in Kilometern gemessen, im Weltraum verwenden Astronomen eine Längeneinheit, ein Lichtjahr, die Entfernung, die das Licht in einem Jahr zurücklegt, sie entsprechen ungefähr neuneinhalb Billionen Kilometern.

Die Milchstraße erscheint uns riesig, im Vergleich zu anderen Galaxien im Universum ist sie jedoch recht klein. Unser nächster galaktischer Nachbar, der Andromedanebel, erreicht einen Durchmesser von 200.000 Lichtjahren, doppelt so groß wie unsere Milchstraße. M 87 ist die größte Galaxie im nahen Weltraum, sie ist viel größer als Andromeda, aber im Vergleich zum Riesen AC 1011 es scheint völlig winzig zu sein. AC 1011 ist 6.000.000 Lichtjahre breit und die größte bekannte Galaxie, 60-mal größer als die Milchstraße.

Wir wissen also, dass Galaxien riesig und überall sind, aber woher kommen sie? Um Sterne zu erschaffen, braucht man Schwerkraft, um Sterne zu Galaxien zu vereinen, braucht man noch mehr. Die ersten Sterne erschienen nur 200.000.000 Jahre später Urknall, dann zog die Schwerkraft sie zusammen und so entstanden die ersten Galaxien

Galaxien existieren seit mehr als zwölf Milliarden Jahren. Wir wissen, dass diese riesigen Sternenreiche die verschiedensten Formen annehmen, von Wirbelspiralen bis hin zu riesigen Sternenbällen, aber noch immer bleibt vieles in den Galaxien für uns ein Rätsel.

Junge Galaxien sind formlose Ansammlungen von Gas- und Staubsternen; erst nach Milliarden von Jahren verwandeln sie sich in Strukturen wie eine Wirbelgalaxie. Die Schwerkraft zieht die Sterne nach und nach zusammen, sie rotieren immer schneller, bis sie die Form einer Scheibe annehmen, dann bilden die Sterne und das Gas riesige Spiralarme, dieser Vorgang hat sich in den Weiten des Weltraums milliardenfach wiederholt. Jede Galaxie ist einzigartig, aber eines haben sie alle gemeinsam: Sie drehen sich alle um ihr Zentrum. Jahrelang haben sich Wissenschaftler gefragt, was genug Kraft hat, um das Verhalten einer Galaxie zu verändern, und schließlich wurde die Antwort gefunden: ein Schwarzes Loch und nicht nur ein Schwarzes Loch, sondern ein supermassereiches Schwarzes Loch. Supermassereiche Schwarze Löcher ernähren sich von Gas und Sternen, manchmal verzehrt das Schwarze Loch sie zu gierig und die Nahrung wird als Strahl reiner Energie zurück in den Weltraum geschleudert. Das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße ist gigantisch, seine Breite beträgt 24.000.000 Kilometer. Der Planet Erde befindet sich in einer Entfernung von 25.000 Lichtjahren vom Zentrum der Milchstraße, das sind viele Milliarden Kilometer. Supermassive Schwarze Löcher können eine Quelle starker Schwerkraft sein, aber sie haben nicht genug Kraft, um die Verbindung zwischen den Galaxienkörpern aufrechtzuerhalten. Nach allen Gesetzen der Physik sollten Galaxien zerfallen. Warum passiert das nicht? Es gibt eine Kraft im Weltraum, die stärker ist als ein supermassereiches Schwarzes Loch, man kann sie nicht sehen und ist fast unmöglich zu berechnen, aber sie existiert, sie heißt Dunkle Materie und sie ist überall. Es scheint, dass die Galaxien getrennt existieren, es liegen Billionen Kilometer zwischen ihnen, aber tatsächlich sind die Galaxien zu Gruppen, einem Galaxienhaufen, vereint. Galaxienhaufen bilden Superhaufen mit Zehntausenden von Galaxien. Galaxien verändern sich nicht nur, sondern bewegen sich auch; es kommt vor, dass Galaxien miteinander kollidieren und dann eine die andere absorbiert; die Kollision von Galaxien dauert Millionen von Jahren und schließlich verschmelzen zwei Galaxien zu einer. Ähnliche Kollisionen ereignen sich überall im Weltraum, und unsere Galaxie bildet da keine Ausnahme. Unsere Galaxie bewegt sich auf eine andere Galaxie zu, den Andromeda-Nebel, und das verheißt nichts Gutes für unsere Galaxie. Die Milchstraße nähert sich Andromeda mit einer Geschwindigkeit von 250.000 Meilen pro Stunde, was bedeutet, dass unsere Galaxie in fünf bis sechs Milliarden Jahren nicht mehr existieren wird. Merkwürdigerweise kollidieren die Sterne bei der Kollision von Galaxien nicht miteinander; sie sind immer noch zu weit voneinander entfernt; sie vermischen sich einfach. Allerdings beginnen sich der Staub und das Gas zwischen den Sternen zu erhitzen, irgendwann entzünden sie sich und die beiden kollidierenden Galaxien werden weißglühend. Die Bewohner des Planeten „Erde“ haben unglaubliches Glück; das Leben auf unserem Planeten ist nur dank der Tatsache entstanden, dass unser Sonnensystem befindet sich im rechten Teil der Galaxie; wenn wir uns etwas näher am Zentrum befunden hätten, hätten wir nicht überlebt.

Unsere Galaxie und viele andere Galaxien im Universum stellen uns vor eine Reihe von Fragen, die Antworten und Geheimnisse erfordern, die noch von niemandem entdeckt wurden. In Galaxien liegt der Schlüssel zum Verständnis des Universums.

Galaxien werden geboren, zerfallen, kollidieren und sterben; Galaxien sind Superstars für die Welt der Wissenschaft.