WIE MESSEN WIR DIE ENTFERNUNG IM UNIVERSUM?

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Dieser Stern ist X Lichtjahre entfernt, diese Galaxie ist X Millionen Lichtjahre entfernt. Aber woher wissen Astronomen das?

Ich bin ständig in einem Zustand, in dem ich über Objekte spreche, die unvorstellbar weit entfernt sind. Unser Gehirn kann die Entfernungen um uns herum erfassen, insbesondere wenn wir einen Stapel Werkzeuge zur Verfügung haben, um zu helfen. Wir können unsere Höhe mit einem Maßband oder die Entfernung entlang des Bodens mit einem Kilometerzähler messen. Wir können ein Gefühl dafür bekommen, wie weit 100 Kilometer entfernt sind, weil wir es in ziemlich kurzer Zeit fahren können.

Aber der Raum ist wirklich groß und für die meisten von uns kann unser Gehirn die volle Attraktivität des Kosmos nicht erfassen, geschweige denn messen. Wie finden Astronomen heraus, wie weit alles entfernt ist? Woher wissen sie, wie weit Planeten, Sterne, Galaxien und sogar der Rand des beobachtbaren Universums entfernt sind? Angenommen, es ist alles ein Trick? Du bist begeistert.

Astronomen haben eine Menge bemerkenswert cleverer Tricks und Techniken, um die Entfernung im Universum zu messen. Unterschiedliche Entfernungen erfordern für sie unterschiedliche Methoden. Aus der Nähe verwenden sie Trigonometrie und verwenden Winkelunterschiede, um Entfernungen zu ermitteln. Sie verwenden auch eine Vielzahl von Standardkerzen. Dies sind helle Objekte, die eine gleichmäßige Lichtmenge erzeugen, sodass Sie erkennen können, wie weit sie entfernt sind. In den entferntesten Entfernungen nutzen Astronomen die Erweiterung des Weltraums selbst, um Entfernungen zu erfassen.

Glücklicherweise überschneiden sich jede dieser Methoden. Sie können also Trigonometrie verwenden, um die nächstgelegenen Standardkerzen zu testen. Und Sie können die entferntesten Standardkerzen verwenden, um die größten Werkzeuge zu überprüfen. Um unser Sonnensystem herum und in unserer Nachbarschaft der Galaxie verwenden Astronomen Trigonometrie, um die Entfernung zu Objekten zu ermitteln.

Sie messen die Position eines Sterns am Himmel zu einem bestimmten Zeitpunkt des Jahres und messen dann 6 Monate später erneut, wenn sich die Erde auf der gegenüberliegenden Seite des Sonnensystems befindet. Der Stern hat sich eine winzige Menge am Himmel bewegt, die als Parallaxe bekannt ist. Da wir die Entfernung von einer Seite der Erdumlaufbahn zur anderen kennen, können wir die Winkel berechnen und die Entfernung zum Stern berechnen.

Ich bin sicher, Sie können den Fehler erkennen. Diese Methode fällt auseinander, wenn die Entfernung so groß ist, dass sich der Stern überhaupt nicht zu bewegen scheint. Glücklicherweise wechseln Astronomen zu einer anderen Methode und beobachten eine Standardkerze, die als Cepheid-Variable bekannt ist. Diese Cepheiden sind spezielle Sterne, die sich in einem bekannten Muster verdunkeln und aufhellen. Wenn Sie messen können, wie schnell ein Cepheid pulsiert, können Sie seine wahre Leuchtkraft und damit seine Entfernung berechnen.

Mit Cepheiden können Sie Entfernungen zu nahe gelegenen Galaxien messen. Über ein paar Dutzend Megaparsec hinaus benötigen Sie ein anderes Werkzeug: Supernovae. In einer ganz besonderen Art von Doppelsternsystem stirbt ein Stern und wird zu einem weißen Zwerg, während der andere Stern weiterlebt. Der Weiße Zwerg beginnt, Material vom Partnerstern zu füttern, bis es genau das 1,4-fache der Sonnenmasse trifft. Zu diesem Zeitpunkt detoniert es als Supernova vom Typ 1A und erzeugt eine Explosion, die auf halber Strecke des Universums sichtbar ist. Da diese Sterne immer mit genau der gleichen Menge Material explodieren, können wir feststellen, wie weit sie entfernt sind und daher ihre absolute Helligkeit.

Im größten Maßstab verwenden Astronomen die Hubble-Konstante. Dies ist die Entdeckung von Edwin Hubble, dass sich das Universum in alle Richtungen ausdehnt. Je weiter Sie schauen, desto schneller rasen Galaxien von uns weg. Indem Sie die Rotverschiebung des Lichts von einer Galaxie messen, können Sie feststellen, wie schnell es sich von uns entfernt und somit die ungefähre Entfernung. Ganz am Ende dieser Skala befindet sich die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung, der Rand des beobachtbaren Universums und die Grenze, wie weit wir sehen können.

Astronomen suchen immer nach neuen Arten von Standardkerzen und haben alle möglichen cleveren Methoden zur Entfernungsmessung entdeckt. Sie messen die Ansammlung von Galaxien, Mikrowellenstrahlung von Sternen und die Oberfläche von roten Riesensternen - alles in der Hoffnung, die kosmische Entfernungsleiter zu verifizieren. Das Messen der Entfernung war eines der schwierigsten Probleme für Astronomen, und ihre Lösungen waren absolut genial. Dank ihnen können wir ein Gefühl für Skalierbarkeit für den Kosmos um uns herum haben.

Welches Konzept in der Astronomie fällt es Ihnen am schwersten, in Ihrem Gehirn zu bleiben? Sagen Sie es uns in den Kommentaren unten.

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