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SENDETERMIN Do, 13.10.2016 | 22:00 Uhr | SWR Fernsehen

Astrophysik Das Universum hat es in sich

Wenn wir nachts in den Himmel schauen, sehen wir helle Punkte. Erst eine Reise zu den Sternen zeigt uns die wunderbare Vielfalt im Weltall.

Das Universum dehnt sich aus!

Das Weltall, wie wir es erfassen können ist alt: Rund 13,8 Milliarden Jahre. Es begann mit dem Urknall, Big Bang genannt. Seitdem wird das Weltall immer größer. Es dehnt sich aus. Je weiter es von uns weg sind, umso schneller. Das hat erstaunliche Folgen: In den entferntesten für uns noch beobachtbaren Tiefen scheint sich das Weltall mit mehrfacher Lichtgeschwindigkeit auszudehnen.

Die Sterne

Sterne sind selbstleuchtende Himmelskörper! Anders als Planeten oder unser Mond müssen Sterne nicht erst angestrahlt werden, um gesehen zu werden. Sie leuchten aus eigener Kraft – weil tief in ihrem Inneren Atomkerne (vor allem Wasserstoffkerne zu Helium) miteinander verschmelzen. Das gebiert eine gigantische Energie! Unsere Sonne ist so ein Stern. In unserem Universum gibt es geschätzt 70 Trilliarden Sterne. Das ist eine Zahl mit 22 Nullen! Manche Sterne sind über tausend mal größer als unsere Sonne. Andere sind viel kleiner, aber immer noch zehnmal so groß wie unsere Erde.

Werden und Vergehen

Es gibt Sterne, die sind viel älter als unsere Sonne – die übrigens auch schon mindestens viereinhalb Milliarden Jahre hinter sich hat. Und es entstehen ständig neue Sterne. Dazu muss sich nur genügend Gas zu einer Riesenkugel zusammenballen. Im Inneren fangen die Atomkerne dann an zu verschmelzen – der Stern beginnt zu leuchten! Aber Sterne werden nicht nur geboren: Sie sterben auch! Unsere Sonne zum Beispiel in etwa vier bis fünf Milliarden Jahren. Sie wird sich zunächst zu einem Roten Riesenstern aufblähen. Aber dann wird ihr der Saft ausgehen. Denn alle Atome, deren Kerne sie verschmelzen könnte, sind verbraucht. Die Reste der Sonne fallen in sich zusammen. Was bleibt: ein kleiner, unauffälliger und relativ kühler Zwergstern! Die wirklich großen Sterne treten dagegen dramatischer ab. Sie explodieren, wenn sie in sich zusammenfallen – in einer gigantischen Supernova. Die Überbleibsel einer Supernova schweben als ringförmige Nebel durch das All. Aus diesen Überresten können später wieder neue Sterne entstehen.

Die Galaxien

Sterne sind nicht gleichmäßig im Weltraum verteilt. Sie ballen sich zu Milliarden und Abermilliarden in Galaxien zusammen – so wie in unserer Milchstraße. Astronomen schätzen, dass es in unserem Universum etwa 50 Milliarden solcher Galaxien gibt.

Mal sehen sie aus wie Eier, mal wie Spiralen oder Ringe. Aber jede ist von unvorstellbarer Größe! Das Licht braucht zum Beispiel mehrere hunderttausend Jahre vom einen zum anderen Ende unserer Milchstraße! Erstaunlich übrigens, dass Galaxien nicht auseinander fliegen – so schnell wie sie sich drehen. Unser Sonnensystem zum Beispiel umkreist das Zentrum der Milchstraße mit einer Geschwindigkeit von 240 Kilometern pro Sekunde! Deshalb muss es Kräfte geben, die unsere Galaxien zusammenhalten. Es ist die Anziehungskraft eines Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße. Sie zwingt die Sterne auf ihre Bahn. In einem Schwarzen Loch ist Materie so dicht auf kleinstem Raum vereint, dass ihre Schwerkraft unvorstellbar groß ist und nichts mehr nach draußen lässt. Auch kein Licht. Deswegen sieht ein Schwarzes Loch auch so schwarz aus. Und was sich dahinter verbirgt ist bislang ein Geheimnis.

Dunkle Materie

Ein schwarzes Loch alleine reicht aber nicht aus, um die Bewegungen der Materie im Weltall zu erklären. Deshalb haben die Astronomen die Existenz „Dunkler Materie“ postuliert. Wir sehen sie nicht, können sie nicht messen und doch ist sie da – muss da sein. Zu Beginn des Universums vor 13,7 Milliarden Jahren machte die dunkle Materie gut zwei Drittel der Masse des Universums aus. Jetzt sind es nur noch knapp 27 Prozent, so die aktuellsten Messungen. Die Dunkle Materie nimmt mit der Zeit zu Gunsten dunkler Energie ab, deren Anteil mit derzeit 72 Prozent angegeben wird.