Wie groß ist unser Universum?

Was ist das kleinste was ihr euch vorstellen könnt? Würde ich Leute auf der Straße fragen, wäre die meist genannte Antwort wohl ein Atom, vielleicht sogar Protonen, Neutronen oder Elektronen. Dabei bestehen diese wiederum aus noch kleineren Teilchen, zumindest Protonen und Neutronen, da ein Elektron selbst ein Elementarteilchen ist. Das heißt, Elementarteilchen bestehen nicht mehr aus anderen, kleineren Teilchen sondern quasi aus sich selbst. Früher dachte man auch, dass ein Atom ein Elementarteilchen ist, bis man herausfand, dass ein Atom noch aus anderen Teilchen besteht. Und ein Proton ist auch noch kein Elementarteilchen. Dieses besteht nämlich auch noch aus Quarks und diese sind dann auch elementar.

Die Planck-Länge

Das heißt aber nicht, dass es nichts Kleineres gibt. Denn während ein Atom etwa in der Größenordnung von 10­-10 Metern ist, beträgt die kleinste existierende Länge gerade einmal 10-35 Meter. Wenn die Wissenschaft Recht hat, gibt es im Raum nichts Kleineres als 10-35 Meter, die Hälfte von dieser Länge existiert nicht. Und eigene Objekte, die so klein sind, schon gar nicht. Obwohl, hier gäbe es noch die kontroverse String- beziehungsweise M-Theorie, die möchte ich hier aber gar nicht erst groß ansprechen, dass würde dann im wahrsten Sinne des Wortes zu tief in die Materie eingehen.

Gehen wir nun mal weiter hinaus: Wie viele Atome hat denn nun so ein Mensch? Wenn du jetzt etwa 80 Kilogramm wiegst, bestehst du aus ungefähr 1028 Atomen, das sind ganz grob 8.000 Quadrillionen Atome. Damit wollen wir uns aber gar nicht weiter beschäftigen, widmen wir uns einmal den wirklich großen Dingen, wie unsere Erde. Zumindest für uns Menschen ist die Erde schon ein ziemlich großer Ort. Wenn wir uns jetzt mal unser Sonnensystem ansehen, ist unsere Erde als groß zu definieren ehrlich gesagt lächerlich. Allein schon Jupiter ist mit einem Durchmesser von 140.000 Kilometern knapp 11-mal so groß wie unsere Erde und ungefähr 317-mal so schwer. Das ist aber noch lange nichts gegen unsere Sonne.

UT Scuti ist der größte Stern in unserem Universum

Wäre Jupiter so groß wie ein etwas größerer Apfel, dann wäre unsere Sonne so groß wie ein Gymnastikball. Aber das kennen wir alles schon. Das ist uns alles noch zu greifbar. Und bevor wir zu irgendwelchen Galaxien gehen, was ist denn das größte einzelne Objekt im Universum – also ein Objekt, das nicht wie Galaxien noch aus anderen Himmelskörpern besteht? Dazu schauen wir uns einmal den größten bisher gefundenen Stern an – UY Scuti. Wenn man nach dem Radius geht, ist dieser 1708-mal so groß wie unsere Sonne. Wäre UY Scuti da, wo unsere Sonne heute ist, wäre er so groß dass er fast bis zur Umlaufbahn des Saturns herankommt. Man nimmt an das dieser Stern schon ziemlich alt ist und sich deshalb gerade in seiner Sterbephase befindet. Extrem wird es dann, wenn man sich UY Scuti und unsere Sonne einmal im Größenvergleich ansieht. Wenn man die Sonne so darstellt, dass sie gerade noch mit wenigen Pixeln erkennbar ist, kann man gerade mal eine leichte Krümmung von UY Scuty sehen. Würdest du versuchen ihn mit einem Passagierflugzeug zu umrunden, bräuchtest du über 1.000 Jahre, während eine Umrundung um die Sonne gerade mal 200 Tage dauern würde. Selbst das Licht bräuchte 7,7 Stunden um UY Scuti umrunden.

Das nächstgrößere System

Und was kommt jetzt, was ist das nächstgrößere System? Überall gibt es Orte wo sich mehrere Sonnen zusammengefunden haben aufgrund ihrer Anziehungskraft. So hat auch unsere Sonne quasi eine Nachbarschafft, also einen Ort, wo sich mehrere Sonnen zusammengefunden haben, der sich etwas mehr von den anderen Sonnen abgrenzt. Die haben aber ebenfalls ihre Gruppen und irgendwann sind wir dann endlich bei unserer Galaxie. Wenige 100 Milliarden Sterne, einen Durchmesser von 100.000 Lichtjahren, aber eine Dicke von nur einigen Hundert Lichtjahren, also ist sie vergleichsweise sehr dünn. Das hängt mit ihrer Rotation zusammen. Hier macht es dann aber auch fast keinen Sinn mehr irgendetwas in Relation zu setzen. Und wie wir eben noch bei der Nachbarschaft der Sonne waren, hat auch die Milchstraße einen Nachbar, aber nicht nur einen Nachbarn. Sondern ziemlich viele Nachbarn, denn neben der Andromeda Galaxie gibt es noch einige andere Galaxien, die sich in unserer Lokalen Gruppe befinden. Die Andromeda Galaxie und die Milchstraße sind in der Lokalen Gruppe aber immerhin noch die größten. Der Abstand der einzelnen Galaxien in der Lokalen Gruppe beträgt einige Millionen Lichtjahre. Diese spüren aufgrund ihrer extremen Anziehungskraft trotzdem noch etwas voneinander. Diese Lokale Gruppe ist aber auch nicht allein, denn genauso wie bei unserer Galaxie hat auch die Lokale Gruppe einige Nachbargruppen, die sich alle zusammen im Vigo-Superhaufen zusammengefunden haben. Dieser hat um die 150 Galaxienhaufen, nicht Galaxien, Galaxienhaufen.

Lokale Superstrukturen

Wir gehen noch einmal zurück. Der Durchmesser unserer Galaxie betrug etwa 100.000 Lichtjare. Der Durchmesser von unserem Virgo Superhaufen beträgt um die 200 Millionen Lichtjahre. Und ich hab längere Zeit überlegt, wie schaffe ich jetzt den Sprung vom Virgo Superhaufen zur Lokalen Superstruktur. Denn die Lokale Superstruktur ist auch wieder eine unfassbar große Struktur mit einigen großen anderen Superhaufen. Aber das ist immer noch nicht das Ende.

Ich denke, es reicht wenn ich euch sage, dass es im Universum unzählige dieser Superstrukturen gibt, da man zu denen kaum noch etwas sagen kann. Dann haben wir es auch geschafft. Wir sind im Beobachtbaren Universum. Warum nur beobachtbar? Nun, das wirkliche Universum ist so groß dass das Licht außerhalb des Beobachtbaren Universums so lange braucht bis es uns erreicht, dass wir es nichtmehr sehen können. Ergo, das Licht ist zu langsam, um eine so große Distanz zu durchqueren.

Vielen Dank an Thomas vom Kanal AllesPhysik für diesen Beitrag!

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