Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Galaxienentwicklung: Kosmischer Kode

Wie bilden und entwickeln sich Spiralgalaxien? Entscheidende Hilfe bei der Suche nach Antworten kommt von modernen Hochleistungsrechnern: Aufwändige Simulationen reproduzieren die Eigenschaften von Scheibengalaxien wie der Milchstraße immer genauer – und schließen mittlerweile auch die Wirkung von Magnetfeldern mit ein.
Ein Querschnitt durch das simulierte Volumen zeigt die Verteilung der Dunklen Materie im Universum (links). Eine Zoom-Technik erlaubt es, die Auflösung in einzelnen Bereichen der Simulation zu erhöhen. Im gezeigten Beispiel ist aus dem Bild links eine Galaxie von der Größe der Milchstraße ausgewählt und im Bild oben mit höherer Auflösung simuliert.

"Das Universum ist einfach da. Und damit hat es sich!" Dieser triviale Lösungsansatz, der angeblich so oder zumindest so ähnlich aus dem Mund des britischen Philosophen und Mathematikers Bertrand Russell (1872 – 1970) stammen soll, ist für uns Kosmologen nicht akzeptabel. Wir interessieren uns für das große Ganze und wollen wissen, wie das Weltall entstanden ist und wie es sich – mit allen Himmelskörpern darin – seither entwickelt hat.

Innerhalb der letzten Jahrzehnte hat unsere Zunft bei der Suche nach Antworten einige beeindruckende Fortschritte erzielt: Raumsonden wie die Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) und das Weltraumteleskop Planck konnten die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung präzise messen. Sie gilt als einer der wichtigsten Belege für die Theorie des Urknalls, denn offenbar ist sie nichts anderes als seine Restwärme. Geringe Fluktuationen im Hintergrund enthalten Informationen darüber, wie sich das frühe Universum entwickelte. Daneben bestätigten Wissenschaftler anhand von explodierenden Sternen, den Supernovae, dass sich das Weltall derzeit beschleunigt ausdehnt. Auf Basis dieser und zahlreicher weiterer astronomischer Beobachtungen kristallisierte sich das kosmologische Standardmodell heraus. Diese naturwissenschaftliche Beschreibung des Kosmos erzählt die Geschichte des Universums, und ihre wichtigsten Parameter ließen sich bereits mit hoher Genauigkeit bestimmen ...

Kennen Sie schon …

Spektrum Kompakt – Geheimnisse des Untergrunds

In Kilometer tiefen Erdschichten steht die Geschichte unseres Planeten geschrieben. So können Grabungen erklären, wann die Erde in der Niederrheinischen Bucht bebte. Doch es gibt auch viele Rätsel – etwa, wie Süßwasser unter den Meeresboden gelangte oder was Schwarze Raucher in der Arktis bedeuten.

Spektrum der Wissenschaft – Formen der Mathematik

Die Mathematik ist ein erstaunlich vielfältiges Fach und zeigt sich in den verschiedensten Formen: Lesen Sie von den bunten Fraktalen der Mandelbrotmenge, einer Einstein-Kachel, die den Boden mit erstaunlichen, lückenlosen Mustern versieht oder den Falten eines zerknitterten Papiers. Diese unterschiedlichen Strukturen bergen spannende mathematische Eigenschaften, die Fachleute in den letzten Jahren entdeckt und zum Staunen gebracht haben. Darüber hinaus stellen wir die Frage, warum Kieselsteine oval sind und zeigen Ihnen, nach welchen Regeln die faszinierenden Sandzeichnungen auf dem südpazifischen Archipel Vanuatu entstehen.

Sterne und Weltraum – Dynamische Galaxis – Die Geschichte unserer Milchstraße

Moderne astronomische Erkenntnisse enthüllen, dass das Milchstraßensystem ein überraschend aktiver und tumultartiger Ort ist. Was das Ganze mit unseren Nachbargalaxien zu tun hat, erfahren Sie in unserer Titelgeschichte. Wir informieren Sie über die verschiedenen Unternehmungen der Raumfahrtnationen, wie sie ihrem Ziel, wieder Menschen auf den Mond und später auf den Mars zu bringen, näherkommen. Die Rolle privater Unternehmen spielt dabei eine immer wichtigere Rolle. Weiter berichten wir über Satelliten im erdnahen Weltraum, die aufgrund ihrer Anzahl und Helligkeit zunehmend ein Problem darstellen und zeigen Ihnen spektakuläre Bilder der Polarlichter, die im Mai den Himmel bis nach Europa erleuchteten.

  • Literaturhinweise

Grand, R. J. J. et al.: The Auriga Project: The Properties and Formation Mechanisms of Disc Galaxies Across Cosmic Time. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 467, S. 179 – 207, 2017

Grand, R. J. J. et al.: Vertical Disc Heating in the Milky Way-sized Galaxies in a Cosmological Context. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 459, S. 199 – 219, 2016

Marinacci, F. et al.: Properties of H I Discs in the Auriga Cosmological Simulations. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 466, S. 3859 – 3875, 2017

Pakmor, R. et al.: Magnetic Field Formation in the Milky Way like Disc Galaxies of the Auriga Project. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 469, S. 3185 – 3199, 2017

Springel, V.: E pur si muove: Galilean-Invariant Cosmological Hydrodynamical Simulations on a Moving Mesh. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 401, S. 791 – 851, 2010

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.