Position der Erde im Universum

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Die Position der Erde im Universum ist heute relativ detailliert bekannt, was auf die Fortschritte der praktischen wie theoretischen Astronomie und Kosmologie der letzten 400 Jahre und besonders des vergangenen Jahrhunderts zurückzuführen ist. Ursprünglich herrschte das geozentrische Weltbild vor, die Auffassung, die Erde stehe im Mittelpunkt eines Universums, das sich aus Sonne, Mond, den mit bloßem Auge erkennbaren Planeten und einer äußeren Sphäre von Fixsternen zusammensetzt.

Nach der allgemeinen Anerkennung des heliozentrischen Weltbildes im 17. Jahrhundert zeigten Beobachtungen von William Herschel und anderen Forschern, dass sich die Sonne in einem ausgedehnten, scheibenförmigen System befindet, das aus unzähligen der Sonne entsprechenden Sternen besteht, der Milchstraße. Im 20. Jahrhundert zeigte die Weltraumforschung auf, dass die Milchstraße nur eine von zahlreichen anderen Galaxien im Universum ist. Schließlich wurde die Gesamtstruktur des beobachtbaren Universums deutlich. Benachbarte Galaxien gruppieren sich zu Haufen, die ihrerseits Superhaufen bilden. Diese wiederum sind zu einem Netz aus Filamenten und Voids verbunden, welche die vermutlich großräumigsten kohärenten Strukturen des Universums darstellen. Auf noch größeren Skalen (über 1.000 Megaparsec) betrachtet, erscheint das Universum schließlich homogen – es haben also all seine Teile im Mittel die gleiche Dichte und Zusammensetzung[1] – und isotrop – seine sichtbaren Bestandteile sind also auch unabhängig von der Blickrichtung gleich verteilt.

Da das Universum nach weithin geteilter Auffassung weder „Mittelpunkt“ noch „Rand“ besitzt, existiert kein spezieller Referenzpunkt, von dem aus eine absolute Position der Erde im Universum angegeben werden könnte.[2] Die Erde (bzw. jeder Standort eines Beobachters) liegt indes sehr wohl und zu jeder Zeit im Mittelpunkt des beobachtbaren Universums, da dessen Beobachtbarkeit in jeder Blickrichtung auf gleicher Distanz begrenzt ist, es jeden zentral positionierten Beobachter also in Form einer (gedachten) Sphäre umschließt. Angaben zur (relativen) Position der Erde können jedoch bezüglich bestimmter Strukturen gemacht werden. So ist etwa ihre Position im Sonnensystem oder wiederum dessen Position innerhalb der Galaxis bekannt. Unbeantwortet hingegen bleibt die Frage, ob das Universum unendlich ist, und es gibt Spekulationen, die es als eines von vielen Universen in einem Multiversum sehen, welches wiederum im Omniversum enthalten ist.

Die Position der Erde auf verschiedenen Skalen.
Die Erde im Universum
Bereich Ausdehnung Anmerkungen Quellen
Erde 12.700 km Durchmesser Ausgangspunkt.
[3]
Magnetosphäre 63.000 km auf Sonnenseite;
6.300.000 km auf Schattenseite
Der vom Erdmagnetfeld beeinflusste Raum.
[4]
Mondbahn 770.000 km Der mittlere Durchmesser der zur Erde relativen Mondbahn.
[5]
Erdbahn 300.000.000 km
AE
Der mittlere Durchmesser der zur Sonne relativen Erdbahn.
Enthält Sonne, Merkur und Venus.
[6]
Inneres Sonnensystem 6 AE Enthält die Sonne, die inneren Planeten (Merkur, Venus, Erde, Mars) und den Asteroidengürtel.
[7]
Äußeres Sonnensystem 60 AE Enthält die äußeren Planeten (Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun).
[8]
Kuipergürtel 96 AE Gürtel transneptunischer Objekte. Enthält die Zwergplaneten Pluto, Makemake und Haumea.
[9]
Heliosphäre 160 AE Maximale Ausbreitung des Sonnenwindes.
[10][11]
Scattered disk 200 AE Region vereinzelter Objekte, die den Kuipergürtel umrunden. Enthält den Zwergplaneten Eris.
[12]
Oortsche Wolkea 100.000–200.000 AE
1,5–3 Lichtjahre
Kugelförmige Hülle mit über einer Billion Objekten.
[13]
Sonnensystem 3 Lichtjahre Gravitatives System der Sonne. Am Rand des Sonnensystems schwindet der gravitative Einfluss der Sonne gegenüber jenem anderer Sterne.
[14]
Lokale Flocke 30 Lichtjahre Interstellare Wolke, in der sich die Sonne momentan bewegt.b
[15]
Lokale Blase 210–815 Lichtjahre Blase im interstellaren Medium, in der sich die Sonne und ihre Nachbarsterne momentan bewegen.b
Überrest einer früheren Supernova.
[16][17]
Gouldscher Gürtel 3.000 Lichtjahre Gürtel junger Sterne, durch den sich die Sonne momentan bewegt.b
[18]
Orionarm 10.000 Lichtjahre lang Der Spiralarm der Milchstraße, durch den sich die Sonne momentan bewegt.b
[19]
Umlaufbahn des Sonnensystems 56.000 Lichtjahre Der mittlere Bahndurchmesser des Sonnensystems relativ zum Zentrum der Milchstraße. Eine Umrundung dauert etwa 225 bis 250 Millionen Jahre.
[20][21]
Milchstraße 100.000 Lichtjahre Heimatgalaxie des Sonnensystems, bestehend aus 200 bis 400 Milliarden Sternen und gefüllt mit interstellarer Materie.
[22][23]
Milchstraße mit Satellitengalaxien 1,64 Millionen Lichtjahre
0,5 Megaparsec
Die Milchstraße und ihre gravitativ gebundenen Nachbargalaxien, wie die Sagittarius-, die Ursa-Minor- und die Canis-Major-Zwerggalaxie. Die angegebene Ausdehnung entspricht dem Bahndurchmesser der am weitesten entfernten Zwerggalaxie, Leo I.
[24][25]
Lokale Gruppe 3 Megaparsec Gruppe von mindestens 47 Galaxien, dominiert vom Andromedanebel, der Milchstraße und dem Dreiecksnebel.
[26]
Virgo-Superhaufen 33 Megaparsec Der Superhaufen, zu dem die lokale Gruppe zählt; enthält ca. 100 Galaxiengruppen und -haufen.
[27][28]
Filament 300 Megaparsec Das Filament, zu dem der Virgo-Superhaufen zählt.
[29]
Beobachtbares Universum 28.000 Megaparsec Die großräumige Struktur des Universums besteht aus über 100 Milliarden Galaxien, angeordnet in Millionen von Superhaufen, Filamenten und Voids, was den Anschein einer schaumähnlichen Struktur ergibt.
[30][31][32]
Universum mindestens 28.000 Megaparsec, möglicherweise unendlich Jenseits des beobachtbaren liegt das (noch) nicht beobachtbare Universum, von wo aus noch kein (i. w. S.) Licht die Erde erreicht hat. Resultierend aus der Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, die ihrerseits die höchstmögliche Ausbreitungsgeschwindigkeit jeder bekannten physikalischen Wirkung ist, bleiben diese Bereiche verborgen. Da allerdings von der Universalität der Naturgesetze ausgegangen wird, enthalten diese Regionen vermutlich ebenfalls eine schaumähnliche Grobstruktur aus Galaxien(haufen) und Voids.
Darüber hinaus unendlich Das Universum könnte Teil eines Multiversums, Omniversums, oder anderer hypothetischer Konzepte sein.
a Die Existenz ist hypothetisch.
b Die Sonne ist gravitativ an die Milchstraße in ihrer Gesamtheit gebunden, jedoch nicht direkt an diese konkreten Strukturen.[33] Die genannten Regionen fallen lediglich mit ihrer momentanen Position auf ihrer Umlaufbahn um das Zentrum der Milchstraße zusammen.

Film[Bearbeiten]

Der US-amerikanische Lehrfilm Zehn Hoch aus dem Jahre 1977 stellt das Universum auf allen zum damaligen Zeitpunkt wissenschaftlich erforschten Skalen dar und bewegt sich dabei bis auf 1024 Meter (rund 32 Megaparsec), also in die Größenordnung des Virgo-Superhaufens.

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1.  Robert P. Kirshner: The Extravagant Universe: Exploding Stars, Dark Energy and the Accelerating Cosmos. Princeton University Press, 2002, ISBN 0691058628, S. 71 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  2.  Klaus Mainzer, J. Eisinger: The Little Book of Time. Springer, 2002, ISBN 0-387-95288-8, S. 55 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  3. David R. Lide (Hrsg.): Handbook of Chemistry and Physics, 81st, CRC, 2000, ISBN 0849304814.
  4. Amara Graps: The Earth’s Magnetosphere. In: Max-Planck-Institut. 2000. Abgerufen am 2. Oktober 2009.
  5. NASA: Mond-Steckbrief, Steckbrief zur Erforschung des Sonnensystems. Abgerufen am 17. November 2008.
  6. NASA: Steckbrief zur Erde, Steckbrief zur Erforschung des Sonnensystems. Abgerufen am 17. November 2008.
  7. Petit, J.-M.; Morbidelli, A.; Chambers, J.: The Primordial Excitation and Clearing of the Asteroid Belt. (PDF) In: Icarus. 153, Nr. 2, 2001, S. 338–347. Bibcode: 2001Icar..153..338P. doi:10.1006/icar.2001.6702. Abgerufen am 22. März 2007.
  8. NASA: Neptun-Steckbrief, Steckbrief zur Erforschung des Sonnensystems. Abgerufen am 17. November 2008.
  9. M. C. De Sanctis, M. T. Capria, A. Coradini: Thermal Evolution and Differentiation of Edgeworth-Kuiper Belt Objects. In: The Astronomical Journal. 121, Nr. 5, 2001, S. 2792–2799. Bibcode: 2001AJ....121.2792D. doi:10.1086/320385. Abgerufen am 28. August 2008.
  10. NASA/JPL: Cassini’s Big Sky: The View from the Center of Our Solar System. 2009. Abgerufen am 20. Dezember 2009.
  11. Fahr, H. J.; Kausch, T.; Scherer, H.: A 5-fluid hydrodynamic approach to model the Solar System-interstellar medium interaction. (PDF) In: Astronomy & Astrophysics. 357, 2000, S. 268. Bibcode: 2000A&A...357..268F. See Figures 1 and 2.
  12. JPL Small-Body Database Browser: 136199 Eris (2003 UB313). Oktober 2008. Abgerufen am 21. Januar 2009. (Aphelion of Eris, the farthest known scattered disk object)
  13. Alessandro Morbidelli: Origin and dynamical evolution of comets and their reservoirs, arXiv:astro-ph/0512256
  14.  Mark Littmann: Planets Beyond. Discovering the Outer Solar System. Courier Dover Publications, 2004, ISBN 9780486436029, S. 162 f..
  15. Mark Anderson, "Don’t stop till you get to the Fluff", New Scientist no. 2585, 6 January 2007, pp. 26-30
  16. DM Seifr et al: Mapping the Countours of the Local Bubble. In: Astronomy and Astrophysics. 346, 1999, S. 785–797. Bibcode: 1999A&A...346..785S.
  17. Local Chimney and Superbubbles, Solstation.com
  18. S. B. Popov, M. Colpi, M. E. Prokhorov, A. Treves, R. Turolla: Young isolated neutron stars from the Gould Belt. In: Astronomy and Astrophysics. 406, Nr. 1, 2003, S. 111–117. arXiv:astro-ph/0304141. Bibcode: 2003A&A...406..111P. doi:10.1051/0004-6361:20030680. Abgerufen am 2. Oktober 2009.
  19. Harold Spencer Jones, T. H. Huxley, Proceedings of the Royal Institution of Great Britain, Royal Institution of Great Britain, v. 38-39
  20. F. Eisenhauer, et al.: A Geometric Determination of the Distance to the Galactic Center. In: Astrophysical Journal. 597, Nr. 2, 2003, S. L121–L124. arXiv:astro-ph/0306220. Bibcode: 2003ApJ...597L.121E. doi:10.1086/380188.
  21. Stacy Leong: Period of the Sun’s Orbit around the Galaxy (Cosmic Year). In: The Physics Factbook. 2002. Abgerufen am 8. Oktober 2011.
  22. Eric Christian, Safi-Harb Samar: How large is the Milky Way?. Abgerufen am 28. November 2007.
  23. Frommert, H.; Kronberg, C.: The Milky Way Galaxy. SEDS. August 25, 2005. Abgerufen am 9. Mai 2007.
  24. I. D. Karachentsev, V. E. Karachentseva, W. K. Hutchmeier, D. I. Makarov: A Catalog of Neighboring Galaxies. In: Astronomical Journal. 127, Nr. 4, 2004, S. 2031–2068. Bibcode: 2004AJ....127.2031K. doi:10.1086/382905.
  25. Andreas Brunthaler, Mark J. Reid, et al.: The Geometric Distance and Proper Motion of the Triangulum Galaxy (M33). In: Science. 307, Nr. 5714, 4. März 2005, S. 1440–1443. arXiv:astro-ph/0503058. Bibcode: 2005Sci...307.1440B. doi:10.1126/science.1108342. PMID 15746420.
  26. The Local Group of Galaxies. In: University of Arizona. Students for the Exploration and Development of Space. Abgerufen am 28. Januar 2013.
  27. cfa.harvard.edu, The Geometry of the Local Supercluster, John P. Huchra, 2007 (accessed 12-12-2008)
  28. Stars, Galaxies and Cosmology (PDF; 32 kB) Department of Mathematics, University of Auckland. Abgerufen am 3. Oktober 2009.
  29. John noble Wilford: Massive Clusters of Galaxies Defy Concepts of the Universe, New York Times. 10. November 1987. Abgerufen am 1. November 2009. 
  30. Vorlage:Internetquelle/Wartung/Zugriffsdatum nicht im ISO-FormatVorlage:Internetquelle/Wartung/Datum nicht im ISO-FormatMackie, Glen: To see the Universe in a Grain of Taranaki Sand. Swinburne University, 1. Februar 2002, abgerufen am 20. Dezember 2006.
  31. Charles Lineweaver, Tamara M. Davis: Misconceptions about the Big Bang. Scientific American. 2005. Abgerufen am 6. November 2008.
  32. J. Richard Gott, et al.:A Map of the Universe. The Astrophysical Journal, Vol.624, Issue 2, S. 463–484, Mai 2005, abstract@adsabs.harvard.edu; pdf@astro.princeton.edu, abgerufen am 3. Dezember 2011.
  33. Vorlage:Internetquelle/Wartung/Zugriffsdatum nicht im ISO-FormatHow often does the Sun pass through a spiral arm in the Milky Way? Cornell University, abgerufen am 3. Oktober 2009.