Position der Erde im Universum

Die Position der Erde im Universum ist uns heute relativ detailliert bekannt, was auf die Fortschritte der praktischen wie theoretischen Astronomie in den letzten 400 Jahren und besonders im vergangenen Jahrhundert zurückzuführen ist. Ursprünglich herrschte das Geozentrische Weltbild vor, die Auffassung, die Erde stünde im Mittelpunkt eines Universums, welches sich aus den mit bloßem Auge erkennbaren Planeten (inklusive Sonne und Mond) und einer äußeren Sphäre von Fixsternen zusammensetzt.

Nach der allgemeinen Anerkennung des Heliozentrischen Weltbildes im 17. Jahrhundert zeigten Beobachtungen von William Herschel und anderer Forscher, dass sich die Sonne in einer ausgedehnten, scheibenförmigen Galaxis aus Sternen befindet, welche später als Entsprechungen unserer Sonne erkannt wurden. Bis zum 20. Jahrhundert zeigten Erforschungen von Spiralnebeln, dass unsere Milchstraße wiederum eine von zahlreichen Galaxien im Universum ist. Schließlich wurden noch großräumigere Strukturen entdeckt, Haufen und Superhaufen. Seit dem 20. Jahrhundert wird die Gesamtstruktur des beobachtbaren Universums deutlicher, mit Superhaufen, die ein Netz von Filamenten und Voids bilden, welche die vermutlich großräumigsten kohärenten Strukturen des Universums darstellen. Auf größeren Skalen (über 1000 Megaparsec) betrachtet, erscheint das Universum homogen, es besitzen also all seine Teile im Mittel die gleiche Dichte, Zusammensetzung und Struktur.[1]

Da das Universum nach herrschender Auffassung weder „Mittelpunkt“ noch „Rand“ besitzt, existiert kein spezieller Referenzpunkt, von dem aus die endgültige Position der Erde im Universum angegeben werden kann.[2] Die Erde liegt im Mittelpunkt des beobachtbaren Universums, weil dessen Beobachtbarkeit vom Abstand zur Erde abhängt. Angaben zur Position der Erde können bezüglich bestimmter Strukturen gemacht werden, z.B. lässt sich die Position im Sonnensystem oder in der Galaxis angeben. Es ist ungewiss, ob das Universum unendlich ist, und es gibt Spekulationen, die es als eines von vielen Universen in einem Multiversum sehen, welches wiederum im Omniversum enthalten ist.

Die Erde im Universum
BereichAusdehnungAnmerkungenQuellen
Erde12.700 km DurchmesserUnser Planet.
[3]
Magnetosphäre63.000 km auf Sonnenseite;
6.300.000 km auf Schattenseite		Der vom Erdmagnetfeld beeinflusste Raum.
[4]
Mondbahn770.000 kmDer mittlere Durchmesser der zur Erde relativen Mondbahn.
[5]
Erdbahn300.000.000 km
2 AE		Der mittlere Durchmesser der zur Sonne relativen Erdbahn.
Enthält Sonne, Merkur und Venus.
[6]
Inneres Sonnensystem6 AEEnthält die Sonne, die inneren Planeten (Merkur, Venus, Erde, Mars) und den Asteroidengürtel.
[7]
Äußeres Sonnensystem60 AEUmgibt das innere Sonnensystem; enthält die äußeren Planeten (Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun).
[8]
Kuipergürtel96 AEGürtel transneptunischer Objekte. Enthält die Zwergplaneten Pluto, Makemake und Haumea.
[9]
Heliosphäre160 AEMaximale Ausbreitung des Sonnenwindes.
[10][11]
Scattered disk200 AERegion vereinzelter Objekte, die den Kuipergürtel umrunden. Enthält den Zwergplaneten Eris.
[12]
Oortsche Wolke⁠a100.000-200.000 AE
2-4 Lichtjahre		Kugelförmige Hülle mit über einer Billion Objekten.
[13]
Sonnensystem4 LichtjahreUnser Planetensystem. Am Rand des Sonnensystems schwindet der gravitative Einfluss der Sonne gegenüber jenem anderer Sterne.
[14]
Lokale Flocke30 LichtjahreInterstellare Wolke, in der sich die Sonne momentan bewegt.⁠b
[15]
Lokale Blase210-815 LichtjahreBlase im interstellaren Medium, in der sich die Sonne und ihre Nachbarsterne momentan bewegen.⁠b
Überrest einer früheren Supernova.
[16][17]
Gouldscher Gürtel3000 LichtjahreGürtel junger Sterne, durch den sich die Sonne momentan bewegt.⁠b
[18]
Orionarm10.000 Lichtjahre langDer Spiralarm der Milchstraße, durch den sich die Sonne momentan bewegt.⁠b
[19]
Umlaufbahn des Sonnensystems56.000 LichtjahreDer mittlere Bahndurchmesser des Sonnensystems relativ zum Zentrum der Milchstraße. Eine Umrundung dauert etwa 225 bis 250 Millionen Jahre.
[20][21]
Milchstraße100.000 LichtjahreUnsere Galaxie, bestehend aus 200 bis 400 Milliarden Sternen und gefüllt mit interstellarer Materie.
[22][23]
Milchstraße mit Satellitengalaxien1,64 Millionen Lichtjahre
0,5 Megaparsec		Die Milchstraße und ihre gravitativ gebundenen Nachbargalaxien wie die Sagittarius-, die Ursa-Minor- und die Canis-Major-Zwerggalaxie. Die angegebene Ausdehnung entspricht dem Bahndurchmesser der am weitesten entfernten Zwerggalaxie, Leo I.
[24][25]
Lokale Gruppe3 MegaparsecGruppe von mindestens 47 Galaxien, dominiert vom Andromedanebel, der Milchstraße und dem Dreiecksnebel.
[26]
Virgo-Superhaufen33 MegaparsecDer Superhaufen, zu dem unsere lokale Gruppe zählt; enthält ca. 100 Galaxiengruppen und -haufen.
[27][28]
Filament300 MegaparsecDas Filament, zu dem der Virgo-Superhaufen zählt.
[29]
Beobachtbares Universum28.000 MegaparsecDie großräumige Struktur des Universums besteht aus über 100 Milliarden Galaxien, angeordnet in Millionen von Superhaufen, Filamenten und Voids, was eine schaumähnliche Struktur ergibt.
[30][31][32]
Universummindestens 28.000 Megaparsec, möglicherweise unendlichJenseits des beobachtbaren liegt das nicht beobachtbare Universum, von wo noch kein Licht die Erde erreicht hat. Da Licht das sich am schnellsten ausbreitende Informationsmedium ist, ist über diese Regionen nichts bekannt. Da allerdings kein Grund besteht, dort andere Naturgesetze anzunehmen, enthalten diese Regionen vermutlich ebenfalls Galaxien in einer schaumähnlichen Grobstruktur.
Darüber hinausunendlichUnser Universum könnte Teil eines Multiversums, Omniversums oder anderer hypothetischer Konzepte sein.
a 
Die Existenz ist hypothetisch.
b 
Die Sonne ist nicht gravitativ an größere Strukturen innerhalb der Milchstraße gebunden.[33] Diese Regionen stellen lediglich ihre momentane Position auf ihrer Umlaufbahn um das Zentrum der Milchstraße dar.

Film

Der US-amerikanische Lehrfilm Zehn Hoch aus dem Jahre 1977 stellt das Universum auf allen zum damaligen Zeitpunkt wissenschaftlich erforschten Skalen dar und bewegt sich dabei bis auf 1024 Meter (rund 32 Megaparsec), also in die Größenordnung des Virgo-Superhaufens.

Einzelnachweise

  1. ↑ Robert P Kirshner: The Extravagant Universe: Exploding Stars, Dark Energy and the Accelerating Cosmos. Princeton University Press, 2002, ISBN 0-691-05862-8, S. 71 (Online-Version).
  2. ↑ Klaus Mainzer and J Eisinger: The Little Book of Time. Springer, 2002, ISBN 0-387-95288-8, S. 55 (Online-Version).
  3. ↑ David R. Lide (Hrsg.): Handbook of Chemistry and Physics. 81st Auflage. CRC, 2000, ISBN 0-8493-0481-4.
  4. ↑ Amara Graps: The Earth's Magnetosphere. In: Max-Planck-Institut. 2000, abgerufen am 2. Oktober 2009.
  5. ↑ NASA: Mond-Steckbrief, Steckbrief zur Erforschung des Sonnensystems. Abgerufen am 17. November 2008.
  6. ↑ NASA: Steckbrief zur Erde, Steckbrief zur Erforschung des Sonnensystems. Abgerufen am 17. November 2008.
  7. ↑ Petit, J.-M.; Morbidelli, A.; Chambers, J.: The Primordial Excitation and Clearing of the Asteroid Belt. In: Icarus. 153. Jahrgang, Nr. 2, 2001, S. 338–347, doi:10.1006/icar.2001.6702, bibcode:2001Icar..153..338P (caltech.edu [PDF; abgerufen am 22. März 2007]).
  8. ↑ NASA: Neptun-Steckbrief, Steckbrief zur Erforschung des Sonnensystems. Abgerufen am 17. November 2008.
  9. ↑ M. C. De Sanctis, M. T. Capria, and A. Coradini: Thermal Evolution and Differentiation of Edgeworth-Kuiper Belt Objects. In: The Astronomical Journal. 121. Jahrgang, Nr. 5, 2001, S. 2792–2799, doi:10.1086/320385, bibcode:2001AJ....121.2792D (iop.org [abgerufen am 28. August 2008]).
  10. ↑ NASA/JPL: Cassini's Big Sky: The View from the Center of Our Solar System. 2009, abgerufen am 20. Dezember 2009.
  11. ↑ Fahr, H. J.; Kausch, T.; Scherer, H.: A 5-fluid hydrodynamic approach to model the Solar System-interstellar medium interaction. In: Astronomy & Astrophysics. 357. Jahrgang, 2000, S. 268, bibcode:2000A&A...357..268F (springer.de [PDF]). See Figures 1 and 2.
  12. ↑ JPL Small-Body Database Browser: 136199 Eris (2003 UB313). Abgerufen am 21. Januar 2009. (Aphelion of Eris, the farthest known scattered disk object)
  13. ↑ Alessandro Morbidelli: Origin and dynamical evolution of comets and their reservoirs, arxiv:astro-ph/0512256
  14. ↑ Littmann, Mark: Planets Beyond. Discovering the Outer Solar System. Courier Dover Publications, 2004, ISBN 978-0-486-43602-9, S. 162 f.
  15. ↑ Mark Anderson, "Don't stop till you get to the Fluff", New Scientist no. 2585, 6 January 2007, pp. 26-30
  16. ↑ DM Seifr et al: Mapping the Countours of the Local Bubble. In: Astronomy and Astrophysics. 346. Jahrgang, 1999, S. 785–797, bibcode:1999A&A...346..785S.
  17. ↑ Local Chimney and Superbubbles, Solstation.com
  18. ↑ S. B. Popov, M. Colpi, M. E. Prokhorov, A. Treves and R. Turolla: Young isolated neutron stars from the Gould Belt. In: Astronomy and Astrophysics. 406. Jahrgang, Nr. 1, 2003, S. 111–117, doi:10.1051/0004-6361:20030680, arxiv:astro-ph/0304141, bibcode:2003A&A...406..111P (aanda.org [abgerufen am 2. Oktober 2009]).
  19. ↑ Harold Spencer Jones, T. H. Huxley, Proceedings of the Royal Institution of Great Britain, Royal Institution of Great Britain, v. 38-39
  20. ↑ F. Eisenhauer, et al.: A Geometric Determination of the Distance to the Galactic Center. In: Astrophysical Journal. 597. Jahrgang, Nr. 2, 2003, S. L121–L124, doi:10.1086/380188, arxiv:astro-ph/0306220, bibcode:2003ApJ...597L.121E.
  21. ↑ Stacy Leong: Period of the Sun's Orbit around the Galaxy (Cosmic Year). In: The Physics Factbook. 2002, abgerufen am 8. Oktober 2011.
  22. ↑ Eric Christian, Safi-Harb Samar: How large is the Milky Way? Abgerufen am 28. November 2007.
  23. ↑ Frommert, H.; Kronberg, C.: The Milky Way Galaxy. SEDS, 25. August 2005, abgerufen am 9. Mai 2007.
  24. ↑ I. D. Karachentsev, V. E. Karachentseva, W. K. Hutchmeier, D. I. Makarov: A Catalog of Neighboring Galaxies. In: Astronomical Journal. 127. Jahrgang, Nr. 4, 2004, S. 2031–2068, doi:10.1086/382905, bibcode:2004AJ....127.2031K.
  25. ↑ Andreas Brunthaler, Mark J. Reid, et. al.: The Geometric Distance and Proper Motion of the Triangulum Galaxy (M33). In: Science. 307. Jahrgang, Nr. 5714, 4. März 2005, S. 1440–1443, doi:10.1126/science.1108342, PMID 15746420, arxiv:astro-ph/0503058, bibcode:2005Sci...307.1440B.
  26. ↑ The Local Group of Galaxies. In: University of Arizona. Students for the Exploration and Development of Space, abgerufen am 2. Oktober 2009.
  27. ↑ cfa.harvard.edu, The Geometry of the Local Supercluster, John P. Huchra, 2007 (accessed 12-12-2008)
  28. ↑ Stars, Galaxies and Cosmology. Department of Mathematics, University of Auckland, abgerufen am 3. Oktober 2009.
  29. ↑ John noble Wilford: Massive Clusters of Galaxies Defy Concepts of the Universe, New York Times, 10. November 1987. Abgerufen am 1. November 2009 
  30. ↑ Mackie, Glen: To see the Universe in a Grain of Taranaki Sand. Swinburne University, 1. Februar 2002, abgerufen am 20. Dezember 2006.
  31. ↑ Charles Lineweaver, Tamara M. Davis: Misconceptions about the Big Bang. Scientific American, 2005, abgerufen am 6. November 2008.
  32. ↑ J. Richard Gott, et al.:A Map of the Universe. The Astrophysical Journal, Vol.624, Issue 2, S.463-484, Mai 2005, abstract@adsabs.harvard.edu; pdf@astro.princeton.edu, abgerufen am 3. Dezember 2011.
  33. ↑ How often does the Sun pass through a spiral arm in the Milky Way? Cornell University, abgerufen am 3. Oktober 2009.
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