Unendliche Weiten
Superlativen aus dem Weltall: So groß ist das Universum
- Aktualisiert: 11.01.2024
- 04:17 Uhr
- Peter Michael Schneider
Wie groß ist eigentlich das Universum? Und wie kann man es vermessen? Hier findest du die größten und kleinsten Dinge im All - gemessen am Menschen. Im Clip erklären wir, warum das Universum stetig weiter wächst.
Das Wichtigste in Kürze
Du glaubst, du kannst dir vorstellen, wie groß das Universum ist? Fehlanzeige: Es ist einfach zu groß! Es lässt sich mit nichts vergleichen, was du normalerweise als Maßstab nimmst. Denn mit einem Meter als Referenz kommt man nicht weit.
Das Größte, was sich denken lässt, ist das All selbst - mit fast 80 Milliarden Lichtjahren Durchmesser. Und es wird ständig noch größer. Auf eine Million Lichtjahre dehnt es sich um 20 Kilometer pro Sekunde aus - das sind mehr als 70.000 Kilometer pro Stunde, also schneller als ein Raumschiff!
Es gibt sogar eine kleinste Länge - die Planck-Länge. Sie ist kleiner als Elementarteilchen und lässt sich nicht weiter teilen, weil dann kurioserweise die Naturgesetze nicht mehr funktionieren.
Größen im All: Größter bekannter Stern vs. Sonne
Stephenson 2-18 gilt als einer der größten bekannten Sterne. Astronom:innen schätzen den Durchmesser des Roten Überriesen auf etwa drei Milliarden Kilometer: mehr als das 2.000-fache der Sonne. "Stevie" würde einen Großteil des Sonnensystems verschlucken und noch über die Umlaufbahn von Uranus hinausreichen. Bildlich lässt sich der Riesenstern daher kaum noch sinnvoll mit der Sonne vergleichen.
Das Universum: unvorstellbar groß
👁️ Von der Erde lässt sich etwa 46,6 Milliarden Lichtjahre weit ins All und in die Vergangenheit schauen (der sogenannte "Beobachtungshorizont". In Kilometern: eine Zahl mit 23 Nullen.
♾️ Dahinter geht es aber noch weiter: In den 13,8 Milliarden Jahren seit seiner Geburt hat sich das Universum bis heute auf einen Durchmesser von knapp 80 Milliarden Lichtjahren ausgedehnt. Das haben zumindest theoretische Physiker:innen ausgerechnet. Und: das All wächst weiter.
🤳🏻 Allerdings können uns Lichtstrahlen ab einer bestimmten Grenze wegen der Ausdehnung nicht mehr erreichen. Was dahinter passiert, bleibt uns also für immer verborgen.
Die Planck-Länge: Kleiner geht es nicht
Auf der anderen Seite der Dimensionen hat auch das Kleine eine Grenze: die Planck-Länge. Sie beträgt etwa 1,6 x 10−35 Meter. In Zahlen ausgedrückt: 0,000000000000000000000000000000000001616255 Meter.
Würde man eine Plancklänge so stark in die Länge ziehen, dass sie so groß wäre wie das gerade noch fürs Auge sichtbare Ei einer Kopflaus, würde das mitwachsende Laus-Ei daneben zehnmal weiter reichen als der Abstand der Erde zur fernsten Galaxie, die bisher entdeckt wurde. Das entspricht einer Distanz von etwa 13,5 Milliarden Lichtjahre.
Diese nach dem Physiker Max Planck benannte Länge beschreibt die kleinste Dimension, in der noch die Gesetze der Physik und damit die Prinzipien von Ursache und Wirkung funktionieren. Außerdem leitet sich die Planck-Länge von wichtigsten Naturkonstanten ab.
Größen im Universum: Die Unvereinbarkeit von groß und klein
🤯 Physiker:innen leiden seit mehr als hundert Jahren unter einem ungelösten Problem: Sie haben mit der Relativitätstheorie eine bestens funktionierende Erklärung für die größten Abstände im Universum gefunden. Für die kleinsten Abstände der subatomaren Teilchen hingegen passen die Regeln der Quantentheorie des genialen Werner Heisenberg.
😞 Das Problem: Die Regelwerke der Relativitätstheorie und der Quantentheorie passen mathematisch nicht zusammen.
🧠 Selbst Superhirn Albert Einstein, immerhin Erschaffer der Relativitätstheorie, kannte das Problem und arbeitete bis zum Ende seines Lebens daran - und konnte keine Lösung finden.
Die kleinsten und größten Dinge
Wie lässt sich das Weltall vermessen?
Wer von Hamburg nach München fährt, gibt die Strecke nicht in Millimetern an, das wäre unpraktisch. Daher messen Astronom:innen Strecken im All auch nicht in Kilometern.
Außerdem: Früher konnte man Entfernungen im Sonnensystem nicht direkt messen. Allerdings ließen sich Distanzen ins Verhältnis zueinander setzen. Aus praktischen Gründen nahmen sie daher die Entfernung von der Erde zur Sonne als Maßstab, auch als astronomische Einheit (AE) bekannt. Heute wissen wir: Es sind etwa 150 Million Kilometer.
Für weitere Strecken messen Astronom:innen die unterschiedlichen Winkel, unter denen Sterne am Himmel stehen, wenn sich die Erde auf gegenüberliegenden Seiten ihrer Bahn um die Sonne befindet. Daraus lässt sich ein Abstand berechnen. Aus dieser Winkelrechnung entstand die Einheit "Parsec" (1 Parsec = 31 Billionen Kilometer, ungefähr der Weg von uns zu den nächsten Sternen). Ein weiteres häufig gebrauchtes Maß: das Lichtjahr, das etwa 9,46 Billionen Kilometer entspricht.
Vergleich im Universum: Wer ist der Größte?
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Der Logarithmus-Trick: das Universum auf einen Blick
Um Dinge extrem unterschiedlicher Größe miteinander zu vergleichen, benutzen Wissenschaftler:innen einen Trick: die logarithmische Skala. Dabei ist jeder Schritt immer gleich zehnmal größer als der vorhergehende. Beispiel: Hat ein Stern die Größe 1, und ein anderer die Größe 2, ist er nicht doppelt so groß, sondern zehnmal so groß. Das funktioniert auch mit Distanzen, sodass sich Erde und Mond, Sonnensystem, Milchstraße und das ganze Universum grob in nur ein Bild zusammenfassen lässt.