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Die Leere des Weltalls

Bereits ein kurzer Blick auf den Nachthimmel offenbart eine der bemerkenswertesten Eigenschaften des Universums: seine Inhomogenität. Anstatt gleichmäßig im Raum verteilt zu sein, weist der größte Teil der Materie eine klumpige Struktur auf. Diese Feststellung gilt für unser Sonnensystem, das aus Planeten mit „Raum“ zwischen ihnen besteht, trifft für unser Milchstraßensystem zu, das aus Sternen mit „Raum“ zwischen ihnen besteht, und ist auch für das Weltall gültig, das aus Galaxien und Haufen von Galaxien mit „Raum“ zwischen ihnen aufgebaut ist. Diese drei Typen von Räumen werden gewöhnlich als interplanetarer, interstellarer und intergalaktischer Raum bezeichnet, und man faßt die Materie, die sie gegebenenfalls erfüllt, als ein Medium auf. Die Eigenschaften der interplanetaren, interstellaren und intergalaktischen Medien sind unterschiedlich. Ihre Quellen für Gas und Staub sind sehr unterschiedlich. In einem Planetensystem bestimmen die dominieren Sterne des Systems die Verteilung der Materie im Raum. In einer Galaxie ist die räumliche Verteilung schon sehr unterschiedlich und wird vor allem durch ihren systematischen Aufbau und Rhythmus verändert. Intergalaktisch kommt es vor allem auf aktive Galaxien, galaktische Wechselwirkungen und Zusammenstöße zwischen ihnen an, wie viel Materie im Dunklen Raum verteilt ist oder auf die Spekulation, das irgendwie zwischen den Welteninseln neue Materie entsteht, da der Raum zwischen ihnen und uns immer noch in beschleunigender Weise auseinanderdriftet.

Das jeder Raum im Weltall nicht ganz leer sein kann, verrät uns die Extinktion, Polarisation und Szintillation des Lichts, das wir von den kosmischen Objekten beobachten können. Die Extinktion bewertet die Abschwächung und Verrötung der Lichtquelle. Die Polarisation mißt den Grad der linearen und zirkularen Polarisierung des ursprünglich unpolarisierten Lichts. Die Szintillation vermißt zeitlich die Veränderung der Lichtintensität eines Objekts.

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Elementarhäufigkeit und Elemenmtarteilchen

Alles was wir kennen ist aus Elementen oder von Bruchstücken dieser zusammengebaut. Elemente lassen sich mit chemisch Mitteln (Physik der Atomhülle) nicht weiter zerlegen. Physikalisch unterscheiden sich die Elemente durch ihren unterschiedlichen Atomkernaufbau. In der Natur treten ca. 90 chemische Elemente auf. Doch auch die Elemente sind aufgebaut aus Elektronen, Protonen und Neutronen, die sich wiederum in Elementarteilchen zerlegen lassen. Hier gibt es einen Überblick, wie unser Universum zumindest in unserer Gegend zusammengesetzt ist.

Korpuskularstrahlung, Partikelstrahlung, Teilchenstrahlung

Eine aus elektrisch geladenen oder ungeladenen Teilchen bestehende Strahlung, die von stellaren Objekten aus geht. In der Astronomie ist der Sonnenwind ebenso eine Korpuskularstrahlung wie die kosmische Strahlung.

Interplanetare Materie im Sonnensystem

Die Verteilung von Gas und Staub zwischen den Planeten wird vor allem durch die Sonne geregelt, aber auch die Kometen sind Produzenten und verteilen Materie von außen nach innen, der Arbeitsweise unserer Sonne entgegengesetzt.

Gas- und Staub-Verdichtungen bei protoplanetaren Scheiben

Je weiter wir von der Erde weg schauen, desto schwieriger fällt es uns natürlich, diese keinen Materieansammlungen auch noch zu beobachten. Es sei denn, durch einen Konzentrationsprozeß kommt es zu einer Verdichtung der interstellaren Materie, wie beim Entstehen neuer Sternen- und Planetensysteme.

Interstellare Materie

Leuchtender Gasnebel oder Sterne verdeckende Dunkelwolke, Gas und Staub sind in Galaxien reichlich vorhanden. Interstellare Moleküle können vor allem durch die Spektroskopie der Gasnebel dokumentiert werden.

Intergalaktische Materie

Mit ziemlich hoher Wahrscheinlichkeit ist der Raum zwischen den Galaxien nicht frei von staub- und gasförmiger Materie.

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