Was wissen wir über den Weltraum?
Was wissen wir über den Weltraum? Nicht so viel, wie wir gerne wüssten. Jedes Mal, wenn Sie eine Anwendung zur Sternenbeobachtung öffnen, sind Sie wahrscheinlich erstaunt, wie viele verschiedene Objekte Sie sehen können. Aber was wäre, wenn wir Ihnen sagen würden, dass all diese Planeten, Sterne und anderen sichtbaren Objekte weniger als 5 % des gesamten Inhalts des Universums ausmachen?
Inhalt
- Was ist der Weltraum?
- Woraus besteht der Weltraum?
- Was befindet sich im Weltraum?
- Kurzzusammenfassung: Wissenswertes über den Raum
Der Weltraum ist riesig und geheimnisvoll. Viele seiner Geheimnisse sind noch nicht gelüftet, aber die Wissenschaft hat schon viel erforscht. Fassen wir zusammen, was bisher bekannt ist.
Was ist der Weltraum?
Der Weltraum ist ein nahezu perfektes Vakuum ohne Luft. Er ist aber nicht leer: Er ist von vielen Formen der Strahlung sowie von Gas-, Staub- und anderen Materieteilchen durchsetzt, die in der Leere schweben.
Von der Erde aus können wir Planeten, Sterne und Galaxien beobachten, die sich in einem Umkreis von 46,5 Milliarden Lichtjahren befinden. Dieser Raumabschnitt wird als das beobachtbare Universum bezeichnet. Die derzeit beste Schätzung für das Alter des Universums liegt bei etwa 13,8 Milliarden Jahren.
Was ist der äußere Weltraum?
Aus unserer erdgebundenen Perspektive ist der Weltraum alles, was jenseits der Grenze liegt, die die Erde vom All trennt. Es gibt verschiedene Definitionen, wo genau der Weltraum beginnt. Die am weitesten verbreitete Grenze ist die Kármán-Linie, die sich etwa 100 km über dem mittleren Meeresspiegel befindet, obwohl einige Quellen sie etwas niedriger, bei 80 km, ansetzen. Ab diesem Punkt wird die Luft zu dünn, damit normale Flugzeuge (die auf Auftrieb angewiesen sind) fliegen können.
Weltraumgebiete
Der Weltraum kann in verschiedene Regionen unterteilt werden. Sie werden durch die in ihnen herrschenden Magnetfelder und „Winde“ bestimmt.
- Der erdnahe Weltraum (Geospace) ist der erdnahe Weltraumgebiet. Er erstreckt sich von der oberen Atmosphäre der Erde bis zur Grenze der irdischen Magnetosphäre.
- Der interplanetare Raum ist der Weltraumgebiet innerhalb der Sonnensystem. Er wird durch den Sonnenwind definiert, der die Heliosphäre bildet – eine riesige „Blase“, die die Sonne und ihre Planeten umgibt. An der Heliopause (äußerer Rand der Heliosphäre) geht der Weltraum in den interstellaren Raum über.
- Der interstellare Raum ist der physikalische Raum zwischen den Sternsystemen einer Galaxie. Er ist mit dem interstellaren Medium (ISM) gefüllt, das aus Gas und Staub besteht.
- Intergalaktischer Raum ist der physische Raum zwischen den Galaxien. Er ist nahezu ein vollständiges Vakuum, da er fast leer ist, aber mit extrem dünnem ionisiertem Gas gefüllt ist.
Woraus besteht der Weltraum?
Es wird angenommen, dass das Universum aus drei Arten von Materie besteht: normaler Materie, dunkler Materie und dunkler Energie.
Normaler Materie
Normale Materie, auch baryonische Materie genannt, besteht aus Protonen, Neutronen und Elektronen, aus denen jedes sichtbare Objekt im Weltall besteht. Alles, was wir sehen können – Sterne, Planeten, Bäume, Tiere und Menschen – besteht aus normaler Materie. Der Anteil der normalen Materie im Weltall ist überraschend gering – weniger als 5 %.
Dunkle Materie
Dunkle Materie sendet weder Licht noch Energie aus und absorbiert sie auch nicht, weshalb sie völlig unsichtbar ist. Wissenschaftler können sie nicht direkt sehen, schließen aber auf ihre Existenz durch ihre Gravitationswirkung auf normale Materie. So rotieren beispielsweise Spiralgalaxien so schnell, dass die Gravitation der sichtbaren Materie allein nicht ausreichen würde, um sie zusammenzuhalten – ohne Dunkle Materie würden sie einfach auseinanderfliegen. Insgesamt wird angenommen, dass Dunkle Materie etwa 27 % des Universums ausmacht. Mögliche Kandidaten sind:
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WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles / schwach wechselwirkende massereiche Teilchen): Hypothetische Teilchen, die viel schwerer sind als die Teilchen, aus denen gewöhnliche Materie besteht. Sie wechselwirken nur durch Gravitation und die schwache Kernkraft, sodass sie Materie nahezu spurlos durchdringen würden. Aufgrund ihrer Masse könnten WIMPs die zusätzliche Gravitation liefern, die nötig ist, um die Bewegung der Galaxien zu erklären.
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Axionen: Theoretische Teilchen, die extrem leicht und nur sehr schwach wechselwirkend sind. Ursprünglich wurden sie vorgeschlagen, um ein mathematisches Problem in der Teilchenphysik zu lösen, doch später erkannten Wissenschaftler, dass sie auch gute Kandidaten für Dunkle Materie sein könnten.
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Sterile Neutrinos: Neutrinos sind Teilchen, von denen wir wissen, dass sie existieren – winzig, fast masselos und nur selten mit Materie wechselwirkend. Sterile Neutrinos sind eine vorgeschlagene schwerere Version von Neutrinos: Sie wechselwirken nicht mit den bekannten Kräften, außer durch Gravitation. Ihre zusätzliche Masse und Unsichtbarkeit machen sie zu einer weiteren möglichen Erklärung für die verborgene Materie im Universum.
Dunkle Energie
Dunkle Energie kann man sich als eine Eigenschaft des Raums selbst vorstellen: Sie verursacht durch ihren negativen Druck die beschleunigte Ausdehnung des Universums – nicht als direkte Kraft, die Objekte voneinander wegstößt. Wissenschaftler haben das Konzept der Dunklen Energie vorgeschlagen, um zu erklären, warum sich das Universum nicht nur ausdehnt, sondern dies auch noch mit zunehmender Geschwindigkeit geschieht. Bislang sind Natur und Ursprung der Dunklen Energie nicht definiert. Das „dunkel“ bedeutet hier eher „unbekannt“ als tatsächlich dunkel – anders als bei der Dunklen Materie. Man schätzt, dass Dunkle Energie etwa 68 % des Universums ausmacht.
Was befindet sich im Weltraum?
Der Weltraum ist nicht leer – er ist voller Objekte in allen Größen, von winzigen Gesteinsbrocken bis hin zu gewaltigen Mauern aus Galaxien. Beginnen wir mit den kleineren Objekten – Planeten, Monden und Kometen – bevor wir uns nach außen zu Sternen, Galaxien und den größten kosmischen Strukturen bewegen.
Planeten, Monde und kleine Himmelskörper
Unsere Erkundung des Universums beginnt in unmittelbarer Nähe – im Sonnensystem, unserer direkten kosmischen Nachbarschaft. Hier finden wir Planeten, Monde, Kometen und einen ganzen Gürtel von Asteroiden zwischen Mars und Jupiter. Astronomen haben außerdem Exoplaneten entdeckt, die ferne Sterne umkreisen, und sogar interstellare Kometen, die aus anderen Sternsystemen vorbeiziehen.
Planeten
Ein Planet ist ein Objekt, das einen Stern umkreist, groß genug ist, dass seine eigene Schwerkraft ihn in eine annähernd kugelförmige Gestalt zieht, und seine Umlaufbahn von anderem Trümmermaterial freigeräumt hat. Im Sonnensystem gibt es zwei Haupttypen von Planeten:
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Die Gesteinsplaneten – Merkur, Venus, Erde und Mars. Diese kleinen und dichten Planeten bestehen hauptsächlich aus Gestein und Metallen wie Eisen, Magnesium und Silizium. Merkur hat, obwohl er ein Planet ist, einen dünnen „Schweif“ aus Natriumatomen, der vom Sonnenwind weggeweht wird und ihm ein kometenähnliches Aussehen verleiht. Auch von der Venus ist bekannt, dass sie einen Ionenschweif besitzt.
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Die Riesenplaneten – Jupiter und Saturn sind echte Gasriesen, die hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium bestehen, während Uranus und Neptun als Eisriesen klassifiziert werden, da sie zusätzlich zu Wasserstoff und Helium große Mengen Wasser, Ammoniak und Methan enthalten.
Haben Sie sich schon einmal gefragt, welcher Planet des Sonnensystems am besten zu Ihrer Stimmung passt? Machen Sie unser Quiz und entdecken Sie Ihren Seelen-Planeten!
Es gibt auch Zwergplaneten – kleinere Himmelskörper, die die Sonne umkreisen, aber im Gegensatz zu den „vollwertigen“ Planeten ihre Umlaufbahnen nicht von Trümmern freigeräumt haben. Aus diesem Grund werden sie meist aus dem Haupt-„Pantheon“ der Planeten des Sonnensystems ausgeschlossen. Der bekannteste ist Pluto, aber es gibt mehrere weitere, darunter Eris, Haumea, Makemake und Ceres.
Jenseits unseres Sonnensystems haben Astronomen Tausende Exoplaneten entdeckt – Welten, die andere Sterne umkreisen. Einige von ihnen sprengen die Grenzen der Vorstellungskraft. So haben Astronomen beispielsweise Planeten mit ungewöhnlichen Zusammensetzungen nachgewiesen, darunter einen, von dem man annimmt, dass er reich an Kohlenstoff ist und möglicherweise aus großen Mengen diamantähnlichem Material besteht. Erfahren Sie mehr darüber und über viele andere ungewöhnliche Himmelsobjekte in unserem Artikel.
Monde
Ein Mond ist ein Objekt, das einen Planeten oder ein anderes Objekt, das kein Stern ist (z. B. einen Asteroiden), umkreist. Unser Planet Erde hat nur einen Mond, während manche Planeten Dutzende besitzen und andere gar keine.
- Mit Stand 2025 hält Saturn mit 274 bestätigten Monden den Rekord, knapp vor Jupiter mit 95 Monden. Die Führung wechselte in den letzten Jahren mehrmals, da Astronomen immer wieder neue kleine Monde um beide Riesenplaneten entdeckt haben.
- Wenn man alle Monde des Sonnensystems nach Größe ordnet, gehören drei der fünf größten – Ganymed, Kallisto und Io – zu Jupiter. Die anderen beiden sind Titan, der größte Mond des Saturn, und unser eigener Mond, der stolz den fünften Platz auf der Liste einnimmt!
Asteroiden
Asteroiden sind die felsigen Überreste aus der Entstehungszeit des Sonnensystems vor etwa 4,6 Milliarden Jahren. Die meisten umkreisen die Sonne im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter und reichen in ihrer Größe von winzigen Brocken bis hin zu Zwergplaneten wie Ceres.
- Einige Asteroiden nähern sich gelegentlich der Erde, wie Apophis, der 2029 in einer Entfernung von nur 32.000 km (zehnmal näher als der Mond) an unserem Planeten vorbeifliegen wird. Er wird sogar mit bloßem Auge am Himmel sichtbar sein! Entdecken Sie mehr in unserem Artikel über Apophis.
Kometen
Kometen sind eisige Körper, die auf stark elliptischen Bahnen unterwegs sind. Viele stammen aus der fernen Oortschen Wolke, andere aus dem Kuipergürtel, und einige – wie 2I/Borisov und 3I/ATLAS – aus dem interstellaren Raum. Warum Kometen so spektakuläre Schweife haben und was sie uns über das Sonnensystem verraten, erfahren Sie in unserem Artikel über Kometen.
Sterne und Nebel
Ein Stern ist eine riesige Kugel aus heißem, leuchtendem Gas, hauptsächlich Wasserstoff und Helium, die durch Gravitation zusammengehalten wird. In seinem Kern verschmelzen Atome in Kernreaktionen, die enorme Energiemengen freisetzen und den Stern leuchten lassen. Sterne entstehen in Nebeln, gewaltigen Gas- und Staubwolken, in denen die Gravitation das Material so lange zusammenzieht, bis die Kernfusion zündet.
- Einer der ungewöhnlichsten Nebel ist der Bumerangnebel, etwa 5.000 Lichtjahre entfernt im Zentaur. Sein Inneres ist der kälteste bekannte Ort im Universum, mit einer Temperatur von -272 °C, nur ein Grad über dem absoluten Nullpunkt.
Nach ihrer Entstehung leuchten Sterne Milliarden von Jahren, bevor sie ihr Leben auf unterschiedliche Weise beenden. Manche werden zu Weißen Zwergen – lichtschwachen, dichten Sternresten. Ein bekanntes Beispiel ist der helle Stern Sirius, der in Wirklichkeit ein Doppelsternsystem ist: der heiße, leuchtstarke Hauptstern Sirius A und ein lichtschwacher Weißer Zwerg, Sirius B. Massereichere Sterne können zu Neutronensternen kollabieren, die nur wenige Kilometer groß sind, oder sogar zu Schwarzen Löchern, deren Gravitation so stark ist, dass nicht einmal Licht entkommen kann.
- Zu den ältesten noch leuchtenden Sternen gehört HD 140283, ein Unterriese in der Waage mit dem Spitznamen Methusalem – nach der biblischen Figur, die 969 Jahre gelebt haben soll. Sein Alter wird auf 12–14 Milliarden Jahre geschätzt, also fast so alt wie das Universum selbst.
Um besser zu verstehen, wie Sterne sich entwickeln – von ihrer Geburt im Nebel bis zu ihrem spektakulären Ende – sehen Sie sich unsere Infografik zum Lebenszyklus eines Sterns an.
Galaxien und Quasare
Galaxien sind gewaltige Systeme aus Milliarden von Sternen, die durch Gravitation zusammengehalten werden, gemeinsam mit Gas, Staub und Dunkler Materie.
- Unser eigenes Sonnensystem befindet sich in der Milchstraße, deren helles Sternenband sich über den Nachthimmel spannt.
- Die nächste große Nachbarin, die Andromedagalaxie, ist so groß und hell, dass sie unter dunklem Himmel mit bloßem Auge sichtbar ist.
Wie Sterne haben auch Galaxien ihren Lebenszyklus. Quasare gelten als aktive galaktische Kerne in einem frühen Stadium der Galaxienentwicklung, wenn ein zentrales supermassereiches Schwarzes Loch die umgebende Materie mit enormer Geschwindigkeit verschlingt. Dabei wird eine außergewöhnliche Energiemenge freigesetzt, die Quasare zu den leuchtkräftigsten Objekten im Universum macht.
- Quasar 3C 273 in der Jungfrau war der erste jemals entdeckte Quasar und ist bis heute der hellste, wie er von der Erde aus gesehen wird (scheinbare Helligkeit 12,9 mag). Radio-Beobachtungen zeigen Helligkeitstemperaturen bis zu 10¹³ K (10 Billionen °C) – ein Maß für die Strahlungsintensität, nicht für die tatsächliche Plasmatemperatur.
- Quasar APM 08279+5255, 12 Milliarden Lichtjahre entfernt im Luchs, ist von einer gigantischen Wolke aus Wasserdampf umgeben, die etwa 140 Billionen Mal so viel Masse wie alle Ozeane der Erde enthält.
Großstrukturen des Universums
Galaxien schweben nicht isoliert im Raum. Sie schließen sich zu Gruppen zusammen, wie der Lokalen Gruppe von Galaxien und dem Virgo-Haufen, die wiederum zu noch größeren Strukturen gehören, etwa dem Laniakea-Superhaufen.
- Die Hercules–Corona Borealis-Große Mauer (engl. Great Wall) gilt als Kandidat für die größte Struktur im beobachtbaren Universum, auch wenn ihr Status noch diskutiert wird. Sie könnte bis zu 15 Milliarden Lichtjahre groß sein und möglicherweise Milliarden von Galaxien enthalten. Etwa 10 Milliarden Lichtjahre entfernt liegt sie in Richtung der Sternbilder Herkules und Nördliche Krone.
F.A.Q.
Wie alt ist der Weltraum?
Die derzeit beste Schätzung des Alters des Universums liegt bei etwa 13,8 Milliarden Jahren. Um Ihnen zu helfen, die Geschichte des Universums zu visualisieren, haben wir sie auf 1 Erdenjahr komprimiert und einen kosmischen Kalender erstellt. Schauen Sie ihn sich in unserer Infografik an.
Wo beginnt der Weltraum?
Der Weltraum beginnt nicht in einer klar definierten Höhe über der Erdoberfläche. Eine weithin akzeptierte Grenze ist die Kármán-Linie, die von der FAI (Fédération Aéronautique Internationale) bei 100 km (62 Meilen) festgelegt wurde. Einige Organisationen, wie die NASA und die U.S. Air Force, verwenden stattdessen eine etwas niedrigere Grenze von 80 km (50 Meilen). Diese Höhen wurden gewählt, weil die Atmosphäre darüber zu dünn ist, um genug Auftrieb für Flugzeugflügel zu erzeugen – aerodynamischer Flug ist dort nicht mehr möglich, nur noch orbitaler oder raketengetriebener Antrieb.
Wie groß ist der Weltraum?
Das beobachtbare Universum – der Teil, den wir sehen und messen können – wird auf etwa 46,5 Milliarden Lichtjahre in jeder Richtung von der Erde aus geschätzt. Wenn wir es uns als Kugel vorstellen, die unseren Planeten umgibt, beträgt sein Durchmesser etwa 93 Milliarden Lichtjahre. Finden Sie unsere Position im beobachtbaren Universum mit unserer Infografik.
Welche Temperatur hat der Weltraum?
Die Basistemperatur des Weltraums wird durch die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung (CMB) bestimmt, den Nachglanz des Urknalls. Sie entspricht etwa 2,7 K (−270 °C).
Welche Farbe hat der Weltraum?
Unsere Erfahrung zeigt: Der Weltraum erscheint schwarz. Aber wenn man bedenkt, dass das Universum unendlich ist und Milliarden von Sternen enthält, müsste es dann nicht strahlend weiß sein? Diese Kuriosität ist als das Olberssche Paradoxon bekannt; sehen Sie sich unseren speziellen Artikel für mögliche Lösungen.
Warum kann sich Schall im Weltall nicht ausbreiten?
Schall ist eine mechanische Welle, die ein Medium wie Luft oder Wasser benötigt, um sich auszubreiten. Der Weltraum ist ein Vakuum: Es gibt keine Luft und der Schall kann sich nicht ausbreiten. Deshalb gilt der Weltraum im Allgemeinen als still.
Ist der Weltraum völlig still?
Obwohl der Weltraum ein Vakuum ist, ist er nicht völlig leer: Er ist von Plasma erfüllt – geladenen Teilchen. Diese Teilchen können elektrische und magnetische Felder erzeugen (oder von ihnen beeinflusst werden) und dadurch magnetosonische Wellen übertragen – das Plasma-Äquivalent zu Schallwellen. Für den Menschen sind sie unhörbar, aber sie können von Raumsonden aufgezeichnet und in hörbare Spuren umgewandelt werden – eine Art „Weltraummusik“.
Kurzzusammenfassung: Wissenswertes über den Raum
Der Weltraum ist ein Vakuum, in dem Strahlung und Materieteilchen schweben. Das Universum ist schätzungsweise 13,8 Milliarden Jahre alt. Die Größe des beobachtbaren Universums beträgt etwa 46,5 Milliarden Lichtjahre in jeder Richtung von der Erde aus (oder 93 Milliarden Lichtjahre im Durchmesser). Alles, was im Universum existiert, setzt sich aus normaler Materie, dunkler Materie und dunkler Energie zusammen, wobei die Natur und der Ursprung der beiden letztgenannten Stoffe noch Gegenstand der Forschung sind.
Rund um den Weltraum: Noch mehr Weltrauminformationen
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