Das Universum: Entfernungen und Größenverhältnisse

Hast du dich je gefragt, wie weit weg alle Sterne sind, die du nachts siehst? Hunderte von Kilometern entfernt? Tausende? Millionen? Der Mond ist im Weltall am nächsten zu uns.

Er ist 384 000 Kilometer von der Erde entfernt. Ist das eine lange Strecke? Oder eine kurze? Verglichen mit der Größe der Erde ist das ziemlich weit. Hier sind Erde und Mond zur Verdeutlichung des Maßstabs.

In den Raum zwischen ihnen würde die Erde 30-mal rein passen. Oder du könntest alle anderen Planeten des Sonnensystems aufreihen und hättest immer noch 8000 Kilometer übrig. Die Sonne ist noch weiter entfernt – fast 400-mal so weit wie der Mond. Die Reise zur Sonne in einem Jumbo-Jet würde 19 Jahre dauern. Die Entfernung beträgt 150 Millionen Kilometer.

Die Sonne selbst ist ziemlich groß. Ihr Durchmesser ist das 109-Fache der Erde. Aber das ist nichts im Vergleich zu den größten Sternen, die wir kennen. VY Canis Majoris etwa hat mit zwei Milliarden Kilometern einen 1400-mal größeren Durchmesser als die Sonne. Kilometer sind hier keine nützliche Einheit mehr zum Messen von Entfernungen.

Dafür nutzen wir Einheiten, die auf der Lichtgeschwindigkeit basieren. Licht bewegt sich mit fast 300 Millionen Meter pro Sekunde. Ein Sonnenlichtstrahl erreicht die Erde in etwas mehr als acht Minuten. Die Entfernung von der Erde zur Sonne ist also acht Lichtminuten. Vergleiche das mit der Entfernung zum Mond.

Er ist nur eins Komma drei Lichtsekunden von der Erde entfernt. Erkennst du das Muster? Eine Lichtstunde ist die Strecke, die Licht in einer Stunde zurücklegt. Ein Lichtjahr ist somit die Strecke, die Licht in einem Jahr zurücklegt. Das sind neun Komma vier sechs Billionen Kilometer!

Oder: neun Komma vier sechs mal zehn hoch fünfzehn Meter, um die wissenschaftliche Schreibweise und SI-Einheit anzuwenden. Okay, lasst Buzz Lightyear für uns die Reise antreten. Unser Sonnensystem misst acht Lichtstunden im Durchmesser. Es dauert also vier Stunden, bis ein Sonnenstrahl den äußersten Planeten Neptun erreicht. Und unser Sonnensystem ist nur ein kleiner Teil einer Galaxie – der Milchstraße.

In den spiralförmigen Armen der Milchstraße finden sich einige hundert Milliarden Sterne. Ihr Durchmesser beträgt: 100 000 Lichtjahre. Die Milchstraße ist so groß, dass sogar der Riesenstern, Canis Majoris, ein unbedeutender, kleiner, weißer Punkt ist. Aber das ist noch nicht alles. Galaxien binden sich in Gruppen zusammen.

Und eine größere Galaxiengruppe wird Galaxienhaufen genannt. Unsere Galaxiengruppe ist Teil des Virgo- Superhaufens, der einen Durchmesser von rund 110 Millionen Lichtjahren hat. Und der Virgo-Superhaufen hat auch Nachbarn! Noch weiter draußen im Universum finden sich Millionen von Superhaufen. Wie groß ist also das Universum?

Hmmmm. Wir wissen es nicht. Es könnte unendlich sein. Aber wir wissen es nicht, weil wir nicht alles davon sehen können. Um etwas sehen zu können, muss das Licht vom angeschauten Objekt in unsere Augen reisen.

Wenn wir einen Stern anschauen, der ein Lichtjahr entfernt ist, sehen wir nicht den aktuellen Stern, sondern den vor einem Jahr. Und da das Universum erst 13,8 Milliarden Jahre alt ist, können wir nicht weiter sehen als 13,8 Milliarden Lichtjahre. Der Teil des Universums, den wir sehen können, das beobachtbare Universum, ist eine Blase um uns herum, mit einem Durchmesser von etwa 92 Milliarden Lichtjahren. Kein Licht, das von außerhalb dieser Blase in unsere Richtung scheint, hat uns bislang erreicht, selbst wenn es seine Reise am Anfang der Zeit vor 13,8 Milliarden Jahren antrat. Wenn du also nachts zu den Sternen hinaufschaust, siehst du sie eigentlich so, wie sie vor Tausenden von Jahren aussahen.

Du schaust in die Vergangenheit...