Wir leben auf dem dritten Planeten von einem mittelgroßen Stern, zwei Drittel des Weges vom Zentrum der Milchstraße in einem seiner Spiralarme. Aber welchen Platz nehmen wir im Universum ein? Zu Beginn des XX Jahrhunderts. Vesto Slipher untersuchte den Himmel am Lovell-Observatorium in Flagstaff, Arizona. Sein Direktor, Percival Lovell, war daran interessiert, Planeten um andere Sterne zu finden, und glaubte, dass die damals entdeckten Spiralnebel Sterne sein könnten, um die sich neue Planetensysteme bilden.
Um diese Theorie zu testen, lud Lovell Slipher ein, die chemische Zusammensetzung des Spiralnebels mit einem Spektrographen zu untersuchen, der Licht in ein Spektrum zerlegt. Mit einem 600-mm-Refraktor-Teleskop sammelte Slipher in zwei Nächten genug Licht für das Spektrum von nur einem Nebel. Das Ergebnis verblüffte ihn: Alle Spektren zeigten eine starke Rotverschiebung.
Nur die Arbeit von Edwin Hubble am Mount Wilson Observatory hat das Rätsel dieser Rotverschiebung gelöst. Mit einem 2,5-Meter-Reflektor erhielten Edwin Hubble und Milton Humason so klare Aufnahmen des benachbarten Spiralnebels, dass es 1924 möglich war, ihn in einzelne Sterne aufzuteilen.
1929 zeigte Hubble, dass die Rotverschiebung anzeigt, dass sich Galaxien mit einer Geschwindigkeit von Hunderttausenden von Kilometern pro Sekunde von uns entfernen.
Aus seinen Beobachtungen schloss Hubble, dass lichtschwächere und daher wahrscheinlich weiter entfernte Galaxien eine größere Rotverschiebung aufweisen. Daher besagt das Hubble-Gesetz, dass die Rotverschiebung von Galaxien proportional zu ihrer Entfernung von uns zunimmt. Durch die Messung der Rotverschiebung können Sie die Entfernungen im Universum bestimmen.
Verteilung von Galaxien
Kurz nachdem Hubble vorgeschlagen hatte, dass sich das Universum ausdehnt, stellte er fest, dass Galaxien gleichmäßig verteilt seien. Um dies zu beweisen, fotografierte der Astronom viele kleine Bereiche des Himmels mit demselben 2,5-Meter-Reflektor. Mit Ausnahme eines Gebietes in der Nähe der Milchstraße, wo Staub die Galaxien verdunkelte, die er als Vermeidungszone bezeichnete, fand er überall etwa gleich viele Galaxien.
Andere Kosmologen stimmten Hubble nicht zu. Harlow Shapley und Adelaide Ames bemerkten erhebliche Unregelmäßigkeiten in der Verteilung der Galaxien am Himmel. In manchen Gegenden gab es viele, in anderen - relativ wenige. Clyde Tombaugh, der 1930 Pluto entdeckte, bestätigte die Daten von Shapley und Ames und ging noch weiter und fand 1937 einen Haufen Hunderter von Galaxien in den Sternbildern Andromeda und Perseus.
Noch mehr wurde erreicht, als die Palomar-Himmelsdurchmusterung mit einem 1,2-Meter-Schmidt-Teleskop erstellt wurde. Mit seinen hervorragenden fotografischen Fähigkeiten zeigte George Abell, dass Galaxien Haufen und Superhaufen bilden.
Lokale Gruppe von Galaxien
Die Milchstraße und die Andromeda-Galaxie sind die größten Mitglieder einer kleinen Gruppe von 30 Galaxien, die als Lokale Galaxiengruppe bezeichnet wird. Dieser Haufen ist Teil eines Superhaufens von Galaxien, von denen andere Mitglieder in den Sternbildern Koma und Jungfrau zu sehen sind.
Nun gibt es andere Superhaufen, die im ganzen Universum verstreut sind, aber gibt es auch Superhaufen? Jüngste Beobachtungen mit leistungsstarken Teleskopen geben dazu keinen Anlass. Superhaufen bilden im Weltraum riesige Zellstrukturen mit riesigen Hohlräumen zwischen ihnen. Diese gigantischen sich ausdehnenden Formationen divergieren, wenn sich das Universum ausdehnt. Die Galaxien in den Haufen sind durch die Schwerkraft gebunden, aber die Expansion des Universums bewegt die Haufen unkontrolliert auseinander.
Gravitationslinsen
Eine Gravitationslinse ist ein massiver Körper (Planet, Stern) oder ein System von Körpern (eine Galaxie, ein Galaxienhaufen, ein Haufen dunkler Materie), der mit seinem Gravitationsfeld die Ausbreitungsrichtung elektromagnetischer Strahlung wie eine gewöhnliche Linse beugt einen Lichtstrahl.
Doppelquasar Ende der 1970er Jahre. in den Aufnahmen des Palomar Sky Survey wurden zwei identische Quasare gefunden, zwischen denen sich eine schwache, aber sehr massereiche Galaxie befand. Die Galaxie und der Quasar veranschaulichten die Position von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie, dass Gravitationsquellen einen Lichtstrahl biegen können. Die Anziehungskraft der Galaxie wirkt wie eine Linse, die das Licht eines weit entfernten Quasars so bricht, dass es sich „verzweigt“. Noch mehr ungewöhnliche Fälle wurden entdeckt. Galaxien können so positioniert werden, dass sich weit entfernte Objekte in den Bildern in Bögen und sogar Ringe verwandeln. In einem Fall erschien ein entfernter Quasar in Form des sogenannten Einstein-Kreuzes, das aus vier Bildern gebildet wurde.
Video - die Struktur des Universums:
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