Die Milchstraße ist ein extrem großer Ort. Von einem Ende zum anderen gemessen, hat unsere Galaxie einen Durchmesser von geschätzten 100.000 bis 180.000 Lichtjahren (31.000 – 55.000 Parsec). Und es ist extrem gut bevölkert, mit geschätzten 100 bis 400 Millionen darin enthaltenen Sternen. Jüngsten Schätzungen zufolge gibt es sogar 100 Milliarden Planeten in der Milchstraße. Und unsere Galaxie ist nur eine von Billionen im Universum.
Wenn wir es also aufschlüsseln würden, wie viel Materie würden wir dort herausfinden? Die Schätzung, wie viel es insgesamt gibt, würde einige ernsthafte Mathematik und unglaubliche Zahlen erfordern. Aber was ist mit einem einzigen Lichtjahr? Als am häufigsten verwendete Einheit zum Messen der Entfernungen zwischen Sternen und Galaxien ist die Bestimmung, wie viele Dinge (im Durchschnitt) in einem einzigen Lichtjahr zu finden sind, eine gute Möglichkeit, sich ein Bild davon zu machen, wie es dort draußen ist.
Lichtjahr:
Auch wenn der Name etwas verwirrend ist, wissen Sie das wahrscheinlich schon a Lichtjahr ist die Strecke, die Licht in einem Jahr zurücklegt. Angesichts der Tatsache, dass die Lichtgeschwindigkeit mit 299.792 458 m/s (1080 Millionen km/h; 671 Millionen mph) gemessen wurde, ist die Entfernung, die das Licht in einem einzigen Jahr zurücklegt, ziemlich immens. Alles in allem ergibt ein einzelnes Lichtjahr 9.460.730.472.580,8 Kilometer (5.878.625.373.183,6 Meilen).
Diagramm, das die Entfernung zeigt, die das Licht zwischen der Sonne und der Erde zurücklegt. Quelle: Wikipedia Commons/Brews ohare
Um zu bestimmen, wie viel Stoff in einem Lichtjahr ist, müssen wir diese Entfernung nehmen und in einen Würfel verwandeln, wobei jede Seite ein Lichtjahr lang ist. Stellen Sie sich dieses riesige Raumvolumen vor (für einige von uns eine kleine Herausforderung, sich zurechtzufinden) und stellen Sie sich vor, wie viel „Zeug“ darin enthalten wäre. Und zwar nicht nur „Zeug“ im Sinne von Staub, Gas, Sternen oder Planeten. Wie viel Nichts ist da drin, wie im leeren Vakuum des Weltraums?
Es gibt eine Antwort, aber es hängt alles davon ab, wo Sie Ihren riesigen Würfel platzieren. Messen Sie es im Kern der Galaxie, und überall summen Sterne. Vielleicht im Herzen eines Kugelsternhaufens? In einem sternbildenden Nebel? Oder vielleicht in den Vororten der Milchstraße? Es gibt auch große Hohlräume zwischen Galaxien, in denen es fast nichts gibt.
Dichte der Milchstraße:
An dieser Mathematik führt kein Weg vorbei. Lassen Sie uns zuerst eine durchschnittliche Dichte für die Milchstraße ermitteln und dann von dort aus weitergehen. Es ist etwa 100.000 bis 180.000 Lichtjahre breit und 1000 Lichtjahre dick. Laut meinem Kumpel und berühmten Astronomen Phil Plait (von Schlechte Astronomie ) beträgt das Gesamtvolumen der Milchstraße etwa 8 Billionen Kubiklichtjahre.
Und die Gesamtmasse der Milchstraße beträgt 6 x 1042Kilogramm (das sind 6.000 Billionen Billionen Billionen Tonnen oder 6.610 Billionen Billionen US-Tonnen). Teilen Sie diese zusammen und Sie erhalten 8 x 1029Kilogramm (800 Billionen Billionen metrische Tonnen oder 881,85 Billionen Billionen US-Tonnen) pro Lichtjahr. Das ist eine 8, gefolgt von 29 Nullen. Das klingt viel, entspricht aber in Wirklichkeit 0,4 Sonnenmassen – 40 % der Masse unserer Sonne.
Millionen leuchtender Sterne aus dem hellsten Teil der Milchstraße – einer Region, die so dicht mit Sternen ist, dass auf dem Bild kaum dunkler Himmel zu sehen ist. Bildnachweis: ESO
Mit anderen Worten, in jedem Kubiklichtjahr gibt es in der Milchstraße im Durchschnitt etwa 40% der Masse der Sonne. Aber in einem durchschnittlichen Kubikmeter gibt es nur etwa 950 Attogramme, was fast ein Femtogramm (ein Billiardstel Gramm Materie) ist, was fast nichts ist. Vergleichen Sie dies mit Luft, die mehr als ein Kilogramm Masse pro Kubikmeter hat.
Um fair zu sein, kann man in den dichtesten Regionen der Milchstraße – wie in Kugelsternhaufen – eine 100- oder sogar 1000-mal höhere Sternendichte als in unserer Region der Galaxie haben. Sterne können so nah zusammen kommen wie der Radius des Sonnensystems. Aber draußen in den weiten interstellaren Kluften zwischen den Sternen nimmt die Dichte deutlich ab. Im interstellaren Raum gibt es nur wenige hundert einzelne Atome pro Kubikmeter.
Und in den intergalaktischen Leeren; In den Kluften zwischen den Galaxien gibt es nur eine Handvoll Atome pro Meter. Ob es Ihnen gefällt oder nicht, ein Großteil des Universums ist fast leerer Raum, mit nur Spuren von Staub- oder Gaspartikeln, die zwischen allen Sternen, Galaxien, Haufen und Superhaufen zu finden sind.
Wie viel Zeug gibt es in einem Lichtjahr? Es hängt alles davon ab, wo Sie hinschauen, aber wenn Sie die ganze Materie verteilen, indem Sie das Universum wie eine Schneekugel aufrütteln, ist die Antwort so gut wie nichts.
Wir haben viele interessante Artikel über die Milchstraße hier bei Universe Today. Hier ist 10 interessante Fakten über die Milchstraße , Wie groß ist die Milchstraße? , Wie viele Sterne gibt es in der Milchstraße? , Wo befindet sich die Erde in der Milchstraße? , Wie weit ist ein Lichtjahr? , und Wie weit reist Licht in einem Jahr?
Weitere Informationen finden Sie unter Wie viele Teelöffel hat ein kubisches Lichtjahr? bei HowStuffWorks
Astronomy Cast hat auch eine gute Folge zu diesem Thema. Hier ist Folge 99: Die Milchstraße
Quellen:
- NASA – Milchstraße und unser Standort
- NASA – Kartierung der Milchstraße von innen nach außen
- Wikipedia – Milchstraße
Podcast (Audio): Herunterladen (Dauer: 3:25 – 3,1 MB)
Abonnieren: Apple-Podcasts | RSS
Podcast (Video): Herunterladen (60,7 MB)
Abonnieren: Apple-Podcasts | RSS
