WIE VIEL ZEUG IST IN EINEM LICHTJAHR?

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Die Milchstraße ist ein extrem großer Ort. Von Ende zu Ende gemessen, hat unsere Galaxie einen geschätzten Durchmesser von 100.000 bis 180.000 Lichtjahren (31.000 - 55.000 Parsec). Und es ist sehr gut besiedelt, mit geschätzten 100 bis 400 Millionen Sternen. Jüngsten Schätzungen zufolge gibt es in der Milchstraße bis zu 100 Milliarden Planeten. 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 Berechnungen und unglaubliche Zahlen erfordern. Aber was ist mit einem einzigen Lichtjahr? Als am häufigsten verwendete Einheit zur Messung der Entfernungen zwischen Sternen und Galaxien ist die Bestimmung, wie viel Material innerhalb eines einzelnen Lichtjahres (im Durchschnitt) gefunden werden kann, eine gute Möglichkeit, eine Vorstellung davon zu bekommen, wie sich Material dort draußen befindet.

Lichtjahr:

Obwohl der Name etwas verwirrend ist, wissen Sie wahrscheinlich bereits, dass ein Lichtjahr die Entfernung ist, die Licht innerhalb eines Jahres zurücklegt. Angesichts der Tatsache, dass die Lichtgeschwindigkeit auf 299.792, 458 m / s (1080 Millionen km / h) gemessen wurde, ist die Entfernung, die das Licht in einem einzigen Jahr zurücklegt, ziemlich groß. Insgesamt ergibt ein einziges Lichtjahr 9.460.730.472.580,8 Kilometer (5.878.625.373.183,6 Meilen).

Um zu bestimmen, wie viel Material 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, den Kopf herumzukriegen) und stellen Sie sich vor, wie viel „Zeug“ dort drin sein würde. Und nicht nur „Zeug“ im Sinne von Staub, Gas, Sternen oder Planeten. Wie viel nichts ist da drin, wie im leeren Vakuum des Raumes?

Es gibt eine Antwort, aber alles hängt davon ab, wo Sie Ihren riesigen Würfel platzieren. Messen Sie es im Kern der Galaxie, und überall schwirren Sterne herum. 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:

In diesem Fall führt kein Weg an der Mathematik vorbei. Lassen Sie uns zunächst eine durchschnittliche Dichte für die Milchstraße ermitteln und dann von dort aus fortfahren. Es ist ungefähr 100.000 bis 180.000 Lichtjahre breit und 1000 Lichtjahre dick. Laut meinem Kumpel und berühmten Astronomen Phil Plait (von Bad Astronomy) beträgt das Gesamtvolumen der Milchstraße etwa 8 Billionen Kubiklichtjahre.

Und die Gesamtmasse der Milchstraße beträgt 6 x 10⁴² Kilogramm (das sind 6.000 Billionen Billionen Billionen Tonnen oder 6.610 Billionen Billionen Billionen US-Tonnen). Teilen Sie diese zusammen und Sie erhalten 8 x 10²⁹Kilogramm (800 Billionen Billionen Tonnen oder 881,85 Billionen Billionen US-Tonnen) pro Lichtjahr. Das ist eine 8, gefolgt von 29 Nullen. Das klingt nach viel, entspricht aber tatsächlich 0,4 Sonnenmassen - 40% der Masse unserer Sonne.

Mit anderen Worten, in der Milchstraße gibt es durchschnittlich 40% der Sonnenmasse in jedem kubischen Lichtjahr. Aber in einem durchschnittlichen Kubikmeter gibt es nur etwa 950 Attogramme, was fast einem Femtogramm (einem Billiardstel Gramm Materie) entspricht, was so gut wie nichts ist. Vergleichen Sie dies mit Luft, die mehr als ein Kilogramm Masse pro Kubikmeter hat.

Um fair zu sein, in den dichtesten Regionen der Milchstraße - wie in Kugelhaufen - können Sie Sternendichten erhalten, die 100- oder sogar 1000-mal höher sind als unsere Region der Galaxie. Sterne können so nahe beieinander liegen wie der Radius des Sonnensystems. In den weiten interstellaren Abgründen zwischen den Sternen nimmt die Dichte jedoch erheblich ab. Im interstellaren Raum gibt es nur wenige hundert einzelne Atome pro Kubikmeter.

Und in den intergalaktischen Hohlräumen; In den Golfen zwischen den Galaxien gibt es nur eine Handvoll Atome pro Meter. Ob es Ihnen gefällt oder nicht, ein Großteil des Universums ist fast ein leerer Raum, mit nur Spuren von Staub- oder Gaspartikeln zwischen allen Sternen, Galaxien, Clustern und Superclustern.

Wie viel Zeug gibt es in einem Lichtjahr? Es hängt alles davon ab, wohin Sie schauen, aber wenn Sie die ganze Sache verbreiten, indem Sie das Universum wie eine Schneekugel aufrütteln, ist die Antwort fast nichts.

Wir haben hier im Space Magazine viele interessante Artikel über die Milchstraße geschrieben. Hier sind 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 gibt es in einem kubischen Lichtjahr? bei HowStuffWorks

Astronomy Cast hat auch eine gute Folge zu diesem Thema. Hier ist Episode 99: Die Milchstraße