2020
November
Standard

Der Familienstammbaum der Milchstraße

Von Klein zu Groß: das ist einer der möglichen Wege, wie sich Strukturen im Universum herausbilden. Galaxien wie unsere Milchstraße entstehen, wenn sich mehrere kleine Vorgängerobjekte zusammenschließen. Aber woraus genau hat sich die Milchstraße gebildet? Einem internationalen Team von Astrophysikern unter der Leitung von Dr. Diederik Kruijssen vom Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg ist es gelungen, die Verschmelzungsgeschichte unserer Heimatgalaxie zu rekonstruieren und ihren Stammbaum zu erstellen. Dazu analysierten die Forscher die Eigenschaften von Kugelsternhaufen, die die Milchstraße umkreisen.

Kugelsternhaufen sind dichte Gruppen von bis zu einer Million Sternen, die fast so alt sind wie das Universum selbst. Die Milchstraße beherbergt über 150 solcher Haufen. „Viele von ihnen stammen aus kleineren Galaxien, die später zur Milchstraße verschmolzen sind“, erklärt Kruijssen. Zur Untersuchung der Fusionsgeschichte entwickelten der Heidelberger Forscher und sein Kollege Dr. Joel Pfeffer von der Liverpool John Moores University und ihre Forschungsgruppen eine Reihe von Computersimulationen, die E-MOSAICS genannt werden. Diese Simulationen umfassen ein vollständiges Modell für die Bildung, Entwicklung und Zerstörung von Kugelsternhaufen.

Read more

mehr
Standard

Wie das Universum sich aufheizt

Kurz nach dem Urknall, in der Planck-Ära, war das Universum etwa 1032 Kelvin heiß. Danach dehnte es sich schnell aus und kühlte sich dabei ab, weil sich die Energie über einen immer größeren Raum verteilte. Im Großen und Ganzen sollte sich dieser Prozess eigentlich fortsetzen, solange das Universum expandiert – ein Ende der Ausdehnung ist bisher nicht abzusehen, im Gegenteil.

Aber es gibt einen Prozess, der dieser Abkühlung entgegenwirkt – zumindest temporär. Er ist gut nachvollziehbar. Wenn 10.000 Leute aus einem Fußballstadion nach Hause gehen, kühlt sich die Stimmung zunächst mit der sinkenden Menschendichte ab. Wenn sich jedoch einige Fans zusammenfinden, feiern oder randalieren, dann wird es wieder heißer. Die Strukturbildung ist auch beim Kosmos für die Erwärmung verantwortlich. Wenn Gasmassen sich mit Halos Dunkler Materie zu Galaxien ballen, heizen sich ihre Teilchen auf.

Read more

mehr
Standard

Warum sich Gehirn und Kosmos strukturell ähnlich sind

Das menschliche Gehirn hat ein Volumen von gut einem Liter (Mann: 1,27 l, Frau: 1,13 l), also einem Kubikdezimeter oder 0,001 Kubikmeter. Das Universum hingegen besitzt ein Volumen von 2,3 Millionen Milliarden Trillionen Kubiklichtjahren. Ganz offensichtlich ein riesiger Unterschied, der bei über 30 Größenordnungen liegt. Aber trotzdem haben beide Strukturen, das Netz von Galaxien, das das Universum durchzieht, und das neuronale Netzwerk im Gehirn, überraschende Gemeinsamkeiten, wie Franco Vazza (Astrophysiker an der Universität Bologna) und Alberto Feletti (Neurochirurg an der Universität Verona) in einer in Frontiers of Physics veröffentlichten Arbeit feststellen.

Das menschliche Gehirn arbeitet mit Hilfe eines ausgedehnten neuronalen Netzwerks, von dem man annimmt, dass es etwa 69 Milliarden Neuronen enthält. Auf der anderen Seite kann das beobachtbare Universum auf ein kosmisches Netz von mindestens 100 Milliarden Galaxien zählen. In beiden Systemen setzen sich nur 30 Prozent der Masse aus Galaxien und Neuronen zusammen. Ebenfalls in beiden Systemen ordnen sich die Elemente, Neuronen bzw. Galaxien, in langen Fäden oder Knoten zwischen den Fäden an. Schließlich bestehen in beiden Systemen 70 Prozent der Massen- und Energieverteilung aus Komponenten, die eine scheinbar passive Rolle spielen: Wasser hat diese Rolle im Gehirn, Dunkle Energie hingegen im beobachtbaren Universum.

Read more

mehr