Was ist Kosmologie? Definition & Geschichte
Die Kosmologie ist ein Zweig der Astronomie, der den Ursprung und die Entwicklung des Universums vom Urknall bis heute und in die Zukunft umfasst. Laut der NASA ist die Definition der Kosmologie „die wissenschaftliche Untersuchung der großräumigen Eigenschaften des Universums als Ganzes.“
Kosmologen rätseln über exotische Konzepte wie Stringtheorie, Dunkle Materie und Dunkle Energie und ob es ein Universum oder viele gibt (manchmal auch als Multiversum bezeichnet)., Während sich andere Aspekte der Astronomie mit einzelnen Objekten und Phänomenen oder Sammlungen von Objekten befassen, erstreckt sich die Kosmologie über das gesamte Universum von der Geburt bis zum Tod, mit einer Fülle von Geheimnissen in jeder Phase.
Geschichte der Kosmologie & Astronomie
Das Verständnis der Menschheit für das Universum hat sich im Laufe der Zeit erheblich weiterentwickelt. In der frühen Geschichte der Astronomie galt die Erde als Zentrum aller Dinge, Planeten und Sterne umkreisten sie., Jahrhundert schlug der polnische Wissenschaftler Nicolaus Kopernikus vor, dass die Erde und die anderen Planeten im Sonnensystem tatsächlich die Sonne umkreisten, was zu einer tiefgreifenden Veränderung des Verständnisses des Kosmos führte. Jahrhundert berechnete Isaac Newton, wie die Kräfte zwischen Planeten — insbesondere die Gravitationskräfte-interagierten.Jahrhunderts brachte weitere Einblicke in das Verständnis des riesigen Universums. Albert Einstein schlug die Vereinigung von Raum und Zeit in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie vor., Jahrhunderts diskutierten Wissenschaftler, ob die Milchstraße das gesamte Universum in ihrer Spanne enthielt oder ob es einfach eine von vielen Sammlungen von Sternen war. Edwin Hubble berechnete die Entfernung zu einem unscharfen Nebelobjekt am Himmel und stellte fest, dass es außerhalb der Milchstraße lag, was beweist, dass unsere Galaxie ein kleiner Tropfen im riesigen Universum ist. Mit der Allgemeinen Relativitätstheorie, um den Rahmen zu legen, Hubble maß andere Galaxien und stellte fest, dass sie sich von den USA entfernten, was ihn zu dem Schluss brachte, dass das Universum nicht statisch war, sondern expandierte.,
In den letzten Jahrzehnten hat der Kosmologe Stephen Hawking festgestellt, dass das Universum selbst nicht unendlich ist, sondern eine bestimmte Größe hat. Es fehlt jedoch eine eindeutige Grenze. Dies ähnelt der Erde; Obwohl der Planet endlich ist, würde eine Person, die um ihn herum reist, niemals das „Ende“ finden, sondern stattdessen ständig den Globus umkreisen. Hawking schlug auch vor, dass das Universum nicht für immer weitermachen würde, sondern schließlich enden würde.,
Kosmologische Missionen & Instrumente
Im November 1989 startete der Cosmic Background Explorer (COBE) der NASA präzise Messungen der Strahlung am Himmel. Die Mission dauerte bis 1993.
Obwohl das Hubble-Weltraumteleskop der NASA wahrscheinlich am besten für seine erstaunlichen Bilder bekannt ist, war eine primäre Mission kosmologisch. Durch eine genauere Messung der Abstände zu Cepheid-Variablen, Sternen mit einem genau definierten Verhältnis zwischen ihrer Helligkeit und ihren Pulsationen, half Hubble, Messungen darüber zu verfeinern, wie sich das Universum ausdehnt., Seit seiner Einführung haben Astronomen Hubble weiterhin verwendet, um kosmologische Messungen durchzuführen und bestehende zu verfeinern.
Dank Hubble „Wenn Sie alle Arten, wie sich dunkle Energie von der kosmologischen Konstante unterscheiden könnte, in eine Schachtel stecken, wäre diese Schachtel jetzt dreimal kleiner“, sagte der Kosmologe Adam Riess vom Space Telescope Science Institute in einer Erklärung. „Das ist Fortschritt,aber wir haben noch einen langen Weg zu gehen, um die Natur der dunklen Energie zu bestimmen.“
Die Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) der NASA war ein Raumschiff, das von 2001 bis 2010 betrieben wurde., WMAP kartierte winzige Schwankungen im kosmischen Mikrowellenhintergrund (CMB), dem uralten Licht des frühen Universums, und stellte fest, dass gewöhnliche Atome nur 4,6 Prozent des Universums ausmachen, während dunkle Materie 24 Prozent ausmacht.
„Anhaltende Zweifel an der Existenz dunkler Energie und der Zusammensetzung des Universums lösten sich auf, als der WMAP-Satellit das detaillierteste Bild des kosmischen Mikrowellenhintergrunds machte“, sagte der Kosmologe Charles Seife in der Zeitschrift Science.,
Die Planck-Weltraummission der Europäischen Weltraumorganisation lief von 2009 bis 2013 und setzte die Untersuchung des kosmischen Mikrowellenhintergrunds fort.
Die ESA entwickelt derzeit die Euclid-Mission, die bis Ende des Jahrzehnts fliegen soll. Euklid wird dunkle Materie und dunkle Energie genauer untersuchen und ihre Verteilung und Entwicklung durch das Universum verfolgen.
„Im Herzen der Mission ist eine der Milliarden-Pfund-Fragen der Physik“, sagte ESA David Parker in einer Erklärung.,
Gemeinsame kosmologische Fragen
Was kam vor dem Urknall?
Aufgrund der geschlossenen und endlichen Natur des Universums können wir nicht „außerhalb“ unseres eigenen Universums sehen. Raum und Zeit begannen mit dem Urknall., Während es eine Reihe von Spekulationen über die Existenz anderer Universen gibt, gibt es keine praktische Möglichkeit, sie zu beobachten, und als solche wird es niemals Beweise dafür (oder dagegen!) davon.
Wo ist der Urknall passiert?
Der Urknall geschah nicht in einem einzigen Punkt, sondern war der Auftritt von Raum und Zeit, während das gesamte Universum auf einmal.
Wenn andere Galaxien alle von uns wegzustürzen scheinen, stellt uns das nicht in den Mittelpunkt des Universums?,
Nein, denn wenn wir in eine ferne Galaxie reisen würden, würde es so aussehen, als würden alle umliegenden Galaxien ähnlich davonstürmen. Betrachten Sie das Universum als einen riesigen Ballon. Wenn Sie mehrere Punkte auf dem Ballon markieren und ihn dann in die Luft jagen, würden Sie feststellen, dass sich jeder Punkt von allen anderen entfernt, obwohl sich keiner in der Mitte befindet. Die Expansion des Universums funktioniert ähnlich.
Wie alt ist das Universum?
Nach Angaben des Planck-Teams im Jahr 2013 veröffentlicht, ist das Universum 13,8 Milliarden Jahre alt, geben oder hundert Millionen Jahre oder so nehmen., Planck bestimmte das Alter nach der Abbildung winziger Temperaturschwankungen im CMB.
„Muster über riesigen Himmelsflecken erzählen uns davon, was in den Momenten nach der Geburt unseres Universums auf den kleinsten Skalen geschah“, sagte Charles Lawrence, der US-Projektwissenschaftler für Planck, in einer Erklärung.
Wird das Universum enden? Wenn ja, wie?
Ob das Universum zu einem Ende kommen wird oder nicht, hängt von seiner Dichte ab — wie die Materie darin verteilt sein könnte., Wissenschaftler haben eine „kritische Dichte“ für das Universum berechnet. Wenn seine wahre Dichte größer ist als ihre Berechnungen, wird sich die Expansion des Universums schließlich verlangsamen und sich dann letztendlich umkehren, bis es zusammenbricht. Wenn die Dichte jedoch kleiner als die kritische Dichte ist, wird sich das Universum für immer weiter ausdehnen.
Die zuerst kam, die chicken…er, die Galaxie oder die Sterne?
Die post-Big-Bang-Universum verfasst wurde, der überwiegend aus Wasserstoff mit ein wenig helium geworfen in für eine gute Maßnahme. Die Schwerkraft ließ den Wasserstoff nach innen kollabieren und Strukturen bilden., Astronomen sind sich jedoch unsicher, ob die ersten massiven Blobs einzelne Sterne bildeten, die später durch die Schwerkraft zusammenfielen, oder ob die Masse in galaxiengroßen Klumpen zusammenkam, die später Sterne bildeten.
Zusätzliche Lektüre:
- Sonderbericht: Die Geschichte & Zukunft des Kosmos
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