Wer in den Himmel sieht, sieht die Sterne in unserer Nachbarschaft. Das Universum ist aber groß. Wie groß? Unendlich? Und gibt es daher unendlich viele Sterne?

Gute Frage!

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Wie es aussieht, gibt es nicht unendlich viele Sterne. Es gibt 70 Trilliarden Sterne. 7 mal 10 hoch 22 Sterne. Eine Sieben mit 22 Nullen. Das Universum ist also nicht unendlich. Es ist im Urknall entstanden und hat sich seither ausgedehnt. Was außerhalb ist, wissen wir: nichts. So ein „nichts“, was Sie gerade hinter sich sehen, wenn Sie nach vorne schauen. So ist es logisch, dass die Menge der Sterne begrenzt ist, auch wenn es viele sind. In der Stadt sehen Sie vielleicht 100 Sterne in der Nacht, am Land vielleicht 5000. In der Milchstraße, unserer Heimatgalaxie, gibt es 100-300 Milliarden Sterne. Es gibt hunderte Milliarden Galaxien wie die Milchstraße, die in Haufen auftreten, und diese Haufen wiederum in Superhaufen. Und so kommen wir dann hochgerechnet auf diese große Zahl von 10 hoch 22 Sternen im Universum.

Das Universum ist ein für mich unvorstellbarer großer Raum, den man weder sehen noch berechnen kann. Im Universum befindet sich ein Kosmos, von dem vor allem Albert Einstein durch Überlegungen und Berechnungen herausgefunden hat, dass sich in diesem Kosmos unendlich viele Galaxien (Sonnensysteme) befinden müssen; eines davon ist unser Sonnensystem. Aber was ist ein Sonnensystem? Wieder eine für uns unendliche, unfassbare, aber schon berechenbare- und beobachtbare Anzahl von Planeten und Sternen, dennoch wissen wir auch hier noch nicht alles von (unserem) einen Sonnensystem. – Johanna Gudden / Studierende am Abendgymnasium Wien, Nov. 2010

Definitionen

Sterne sind leuchtende Himmelsobjekte. Ihre Energie beziehen sie aus Kernfusion. Sie verschmelzen leichte Atome (Wasserstoff). Einen Teil der Masse dieser Atome wandeln sie in Energie um. Laut Einsteins Gleichung E=mc^2 ist das möglich. Die meisten Sterne treten nicht alleine auf, sondern in Doppelsternsystemen. Viele von ihnen haben Planeten, die sie umkreisen, wir sprechen dann von einem Sternsystem. Viele Sternsysteme zusammen werden Galaxie genannt. Astrophysiker untersuchen die physikalischen Grundlagen des Universums. Sie analysieren dabei die elektromagnetischen Wellen (Licht; Radiowellen) die aus dem Universum zu uns kommen. Kosmologen entwickeln daraus ein Weltbild über die Entstehung und die Entwicklung des Universums.

Wie viele Sterne wir sehen, hängt ganz davon ab, wo wir uns befinden. In der Stadt gibt es viel Licht, das das Sternenlicht überdeckt. Wir sprechen von Lichtverschmutzung. Am Land sehen wir mehr Sterne in der Nacht, weil es dunkel ist. Auf der Nordhalbkugel der Erde sehen wir nur einen Teil, einen Ast unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße. Auf der Südhalbkugel der Erde, sehen wir mehr von der Milchstraße, deswegen sehen wir dort auch mehr Sterne.

Die Himmelskuppel über uns wird auch Hemisphäre genannt. Das Licht der Sterne, das wir dort als Punkte sehen, ist oft schon lange unterwegs.

Der nächste Stern außerhalb unseres Sonnensystems heißt Proxima Centauri und ist 4,24 Lichtjahre entfernt. Ein Lichtjahr ist dabei keine Zeitangabe, sondern eine Entfernungsangabe. Mit 300.000 km pro Sekunde ist Licht 4,24 Jahre unterwegs. So weit ist Proxima Centauri entfernt. Das Licht das dieser Stern ausschickt, ist also schon 4,24 Jahre alt. So weit sehen wir in die Vergangenheit zurück, wenn wir Proxima Centauri beobachten. Es gibt aber noch viel größere Entfernungen.

Sie selbst

Schauen Sie sich am Abend mal den Himmel an. Erkennen Sie den Mond? Probieren Sie es aus: suchen Sie jeden Tag einmal den Mond. Bemerken Sie, wie er langsam seinen Platz am Himmel verändert? Wie er anders aussieht? Welche Lichtpunkte sehen Sie am Himmel? Haben Sie schon einmal die Milchstraße gesehen? Bemerken Sie am Lagerfeuer, wie der Sternenhimmel sich dreht? Vielleicht möchten Sie einmal eine Vorführung im Planetarium sehen. Dort können Sie die Zusammenhänge erklärt bekommen. Und wenn Sie vielleicht einmal viel Geld gewinnen: besuchen Sie die Südhalbkugel der Erde, sehen die Sonne im Norden, und bewundern Sie das „Kreuz des Südens“. Es gibt dort ganz andere Sternbilder als bei uns.

Was sieht eigentlich ein Astrophysiker, wenn er zum Himmel sieht? Gerhard Hensler von der Universität Wien:

In der Natur

In der Natur bietet der Sternenhimmel in der Nacht Möglichkeiten zur Orientierung. Der Polarstern befindet sich im Norden. Um diesen Stern dreht sich während der Nacht der gesamte Sternenhimmel. Menschen, die viel Zeit draußen verbringen, kennen diesen Stern sehr gut. Sie kennen auch viele Sternbilder – die Anordnung von Sternen zu Figuren. Den Großen Waagen. Er sieht so aus, wie das Logo dieser Seite – ganz oben.

Die Frage, ob es unendlich viele Sterne gibt, hat nicht nur Kinder beschäftigt. Kennen Sie das Olberssche Paradoxon? Die Idee dabei ist: wenn es unendlich viele Sterne gibt, müsste der Himmel gleißend hell sein, so wie unsere Sonne. Denn wie in einem Wald überdecken die Baumstämme ab einer bestimmten Entfernung den gesamten Blick. Wenn es unendlich viele Sterne gibt, dann müsste auch unser Himmel von Sternoberflächen bedeckt sein. Aber: das Universum ist im Urknall entstanden, dann hat es sich ausgedehnt, es gibt nicht unendlich viele Sterne und wir sehen auch nicht das gesamte Licht, einige Sterne sind sogar schon wieder erloschen. Mit der Idee des Olbersschen Paradsoxons hat man eine gute Gelegenheit, das gesamte Bild vom Universum zu überprüfen, das Wissenschaftler – Kosmologen – davon entwickelt haben.

Erfindungen

Bildschirmfoto 2012-05-06 um 00.29.54Das Fernrohr ist wohl die erste Erfindung, mit der man den Himmel besser beobachten kann, als nur mit dem Auge. Vorsicht. Nie in die Sonne damit schauen, es würde die Augen so schädigen, dass man erblindet. Nicht nur sichtbares Licht kann man beobachten, sondern auch elektromagnetische Strahlung mit anderen Wellenlängen. Da brauchen wir Radioteleskope. Besser geht die Beobachtung noch außerhalb der Erdatmosphäre. Weltraumteleskope beobachten den Himmel, oder Röntgensatelliten, oder Infrarotsatelliten, und so weiter und so fort. Elektrektromagnetische Strahlen aller Wellenlängen erzählen uns, wie das Universum ist.

Mit allen Informationen, die Astrophysiker bisher gesammelt haben, können sie die Sterne in Gruppen einteilen. Je nachdem, aus welchen Farben ihr Licht zusammengesetzt ist (Spektralanalyse), und wie hell sie dabei leuchten. Es entstand das Hertzsprung Russel-Diagramm.

 

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Von User:Sch – derived from Image:HR-sparse.svg by User:Rursus. Text translated to German, some cosmetics applied, position of Sun corrected (spectral class G, not K), CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3670343

Die Reise ist noch nicht zu Ende. Kosmologen untersuchen derzeit, ob das Universum wieder zu einem Punkt zusammenfallen wird (Big Crunch), oder ob es sich weiter ausdehnen wird. Sterne vergehen und Sterne entstehen. Nach wie vor. Wir bestehen – soviel ist sicher – alle aus Sternenstaub. Das ist eine romantische Vorstellung für viele Menschen.

Wie geht die Reise weiter?

Text: Lothar Bodingbauer, Foto Stars: Juskteez Vu, Unsplash. Grundlage: Wikipedia Artikel der Stichworte, wie sie oben dargestellt werden.

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PHS192 – Dunkle Materie, aber echt jetzt
Es ist schon wieder was passiert. Irgendwie passt die Idee mit der Dunklen Materie nicht ganz so gut zusammen mit, dem, was man rundherum sieht. Das erzählt Gerhard Hensler vom Insitut für Astronomie der Uni Wien.

 

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