Wo beginnt der Weltraum? – Das Clare-Volk

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Wenn Sie jemand bitten würde, anzugeben, wo der Weltraum beginnt, was würden Sie tun? Die Antwort kann je nach Person, die wir fragen, stark variieren. Tatsächlich hängt es davon ab, was mit „Raum“ und „Anfang“ gemeint ist. Von welchem ​​Anfang sprechen wir? Und wie definieren wir den Begriff „Weltraum“? Nun, versuchen wir, diese Fragen in den nächsten Zeilen zu entwirren.

Warum zieht uns die Schwerkraft immer hier auf die Erde?

Das 20. Jahrhundert brachte uns eine der größten Revolutionen in der Geschichte der Menschheitswissenschaft – Albert Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie, die nicht nur zeigte, wie die Schwerkraft im großen Stil funktioniert, wie sie offenbarte, dass Raum und Zeit untrennbar miteinander verbunden sind. Es ist unmöglich, beides zu trennen, wenn man über das Universum spricht. Wenn Sie zu anderen Planeten reisen, reisen Sie auch durch die Zeit.

Bald nach der Allgemeinen Relativitätstheorie kam eine weitere große wissenschaftliche Revolution: der Urknall. Bis Anfang des 20. Jahrhunderts galt das Universum als statisch. 1929 stellte Edwin Hubble jedoch fest, dass sich das Universum ausdehnte, eine Idee, die einige der damaligen Wissenschaftler schockierte, aber die Gedanken anderer „erleuchtete“. Einer dieser „anderen“ war Georges Lemaître, ein Priester und Physiker.

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Lemaître schlug vor, dass, wenn die Expansion des Universums in der Zeit zurück projiziert werden könnte (wie eine VHS-Kassette, die von einem Ende zum anderen zurückgespult wird), es kleiner wäre. Je länger in der Vergangenheit, desto kleiner das Universum, bis irgendwann die gesamte Masse des Universums in einem einzigen Punkt, einem „primitiven Atom“, konzentriert sein würde. Hier ist der „Embryo“ der Urknall-Idee, der auf verschiedene Weise bestätigt wird.

Zeitleiste vom Urknall bis zur Gegenwart (Bild: Reproduktion/ NASA/ESA/A. Field)

Eine der Bestätigungen des Urknalls kam 1929 mit der Entdeckung der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung (CMB), einer elektromagnetischen Strahlung, die von Wissenschaftlern vorhergesagt wurde, die versuchten, das theoretische Modell des Urknalls zu demonstrieren. Im folgenden Jahr lieferte der damals junge Stephen Hawking seine Doktorarbeit ab, in der er zeigte, dass die Idee eines stationären Universums angesichts von Beobachtungen unhaltbar ist.

Diese Konzepte werden nützlich sein, wenn wir verstehen wollen, wo der Raum beginnt – oder besser gesagt, um diese Frage in den verschiedenen Interpretationen zu verstehen, die wir der Eingangsfrage in diesem Artikel haben können. Wenn wir zum Beispiel an den Urknall denken, neigen wir vielleicht dazu, uns vorzustellen, dass er an einem bestimmten Ort im Universum stattfand, einem Ort, den wir aufgrund der erstaunlichen Entfernung selbst mit großen Teleskopen nicht sehen können.

Diese Vorstellung kann sich verstärken, wenn wir Nachrichten über Objekte wie den Quasar J660-1806 lesen, der sich mehr als 22 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt befindet und fast so alt wie das Universum ist. Wenn wir nur in drei Dimensionen denken, laufen wir Gefahr, zu schlussfolgern, dass sich der Quasar in der Nähe des Urknalls befindet. Wir könnten jedoch nicht mehr falsch liegen. Auch weil, sehen Sie, auch unsere eigene Galaxie mehr als 13 Milliarden Jahre alt ist!

Das Licht des Quasars J660-1806 brauchte mehr als 13 Milliarden Jahre, um uns zu erreichen, also gibt es es seit mehr als 13 Milliarden Jahren. Wir wissen das, weil Licht im Vakuum des Universums eine konstante Höchstgeschwindigkeit hat, es also ein Jahr dauert, um ein Lichtjahr zu durchqueren. So einfach ist das Konto. Aber wir müssen eine sehr wichtige Sache beachten: Der Urknall ist keine Explosion, die Materie durch den Weltraum verbreitet – es ist der Weltraum selbst! Oder besser gesagt, das Ereignis, das den Raum exponentiell mit außergewöhnlicher Geschwindigkeit ausdehnte.

Detaillierte Chronologie der Ereignisse direkt nach dem Urknall (Bild: Reproduktion/The Ohio State University)

Seitdem hat es sich immer weiter ausgebreitet, eine Ausdehnung, die 11, 8 Milliarden Jahre dauert. Das heißt, Sie, ich, die Erde, die Sonne und die Milchstraße befinden sich nur in einem Raum, der schon beim Urknall existierte, sich aber weit genug ausgedehnt hat, um all diese kosmischen Objekte aufzunehmen, die uns in einer wolkenfreien Nacht verzaubern und Nebel. Aus diesem Grund können wir nicht auf die Richtung hinweisen, in der der Urknall stattfand. Wir sind gewissermaßen dort, wo es passiert ist.

Aus denselben Gründen wird auch die kosmische Hintergrundstrahlung (das „Fossil“ des Lichts, das vom Urknall übrig geblieben ist) in alle Richtungen des Weltraums beobachtet, in die wir schauen – natürlich mit großen Teleskopen. Daher ist die am besten geeignete Art, nach dem Beginn des Universums zu fragen, nicht „wo“, sondern „wann“. Dies gilt auch für „Wo beginnt der Weltraum außerhalb der Erde?“, da die Erde in diesen Raum eingetaucht ist, was genau die Ausdehnung ist, die aus dem Urknall resultierte.

Der Raum, in dem unser Kleiner Der blasse „Punkt“, den wir Planet nennen, existierte bereits im Urknall. Es macht keinen Sinn zu fragen, wo es anfängt, denn wir haben keinen externen Bezug zum Kosmos. Wir befinden uns im selben Universum, in dem der Raum zwischen den Galaxien größer wird und sich Energie und Materie ständig ändern.

Wo ist der Rand der Erdatmosphäre?

Die Inspiration4-Mission von SpaceX, die Zivilisten in den Weltraum brachte (Bild: Reproduktion/DrSianProctor/Twitter)

Nun, wenn Ihre Frage lautet, wo die Domänen der Erdatmosphäre enden, könnte die Antwort vielleicht objektiver sein – ist es aber nicht! Auch die Grenze zwischen unserer Atmosphäre und dem Weltraum (aus dem englischen „outer space“, was wörtlich „Weltraum“ bedeutet) ist relativ relativ. Es reicht nicht zu wissen, dass der „Außenraum“ nichts anderes ist, wo wir eintauchen, auch für diese Grenze gibt es keine genaue Definition.

Es gibt einige internationale Verträge, die „Raum“ als etwas definieren, das von allen erforscht und genutzt werden kann (solange es nicht für militärische Zwecke genutzt wird), aber dies gilt beispielsweise nicht für souveränen Luftraum über Nationen. Daher definieren die Länder ihre eigenen Grenzen und die Gesetze, die Luftraum und Weltraum regeln, sind unterschiedlich. Wo hört der Luftraum eines Landes auf und wo beginnt der Weltraum? Dies ist ein politisches Thema, und einige Länder, wie die USA, haben sich der Idee der Abgrenzung widersetzt.

Es ist auch schwierig, diese Grenzen durch die Atmosphäre zu definieren, denn sie endet nicht „aus dem Nichts“, sondern verkleinert sich allmählich, bis sie zu einer dünnen Schicht im Raum wird. Wenn wir diese Definition wörtlich nehmen, wären viele Satelliten und die Internationale Raumstation selbst immer noch auf der Erde und nicht im Weltraum. Aber die Dinge sind komplizierter.

Einige Experten könnten auch sagen, dass der Weltraum dort beginnt, wo die Atmosphäre allein nicht ausreicht, um ein Raumschiff mit suborbitalen Geschwindigkeiten zu unterstützen. Das Gegenteil kann auch der Fall sein – es muss eine Grenze geben, an der Satelliten nicht mehr umkreisen können. Wenn wir den Flug aller Satelliten mit öffentlich verfügbaren Daten beobachten, stellen wir fest, dass sie den Planeten unterhalb einer Höhe von etwa 80 km unzählige Male umkreisen können, aber diejenigen, die unter 100 km eintauchten, fanden meist ein schnelles und fulminantes Ende.

Ich war einmal ein Kind mit einem Traum, der zu den Sternen aufschaute. Jetzt bin ich ein Erwachsener in einem Raumschiff und schaue auf unsere schöne Erde. An die nächste Generation von Träumern: Wenn wir das schaffen, stellen Sie sich vor, was Sie tun können https://t.co/Wyzj0nOBgX #Unity13 @virgingalactic pic.twitter.com/03EJmKiH8V

— Richard Branson (@richardbranson) 11. Juli 470533

Offenbar gibt es kaum atmosphärische Effekte oberhalb von 13 km Höhe. Aber vielleicht besteht bei Unternehmen, Organisationen und Ländern kein großes Interesse daran, diese Grenze festzulegen. Auf der anderen Seite, da der Weltraumtourismus immer realer wird, kann sich die Debatte verstärken. Wenn Sie ein Vermögen bezahlen, um in den Weltraum zu fliegen, möchten Sie wahrscheinlich sicherstellen, dass Sie sich tatsächlich außerhalb des Planeten Erde befinden. viel Vertrauen, dass die Grenze unseres Planeten zum „Weltraum“ in dieser oder jener Höhe liegt.

Quelle: National Geographic, Astronomy

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