Position der Erde im Universum

Die Position der Erde im Universum ist heute relativ detailliert bekannt, was auf die Fortschritte der praktischen wie theoretischen Astronomie und Kosmologie der letzten 400 Jahre und besonders des vergangenen Jahrhunderts zurückzuführen ist. Ursprünglich herrschte das geozentrische Weltbild vor, die Auffassung, die Erde stehe im Mittelpunkt eines Universums, das sich aus Sonne, Mond, den mit bloßem Auge erkennbaren Planeten und einer äußeren Sphäre von Fixsternen zusammensetzt.

Nach der allgemeinen Anerkennung des heliozentrischen Weltbildes im 18. Jahrhundert zeigten Beobachtungen von Wilhelm Herschel und anderen Forschern, dass sich die Sonne in einem ausgedehnten, scheibenförmigen System befindet, das nach heutiger Schätzung aus ca. 100 bis 300 Milliarden Sternen sowie Gasnebeln und Staubwolken besteht, der Milchstraße. Im 20. Jahrhundert wurde erkannt, dass die Milchstraße nur eine von zahlreichen anderen Galaxien im Universum ist. Schließlich wurde die Gesamtstruktur des beobachtbaren Universums deutlich. Benachbarte Galaxien gruppieren sich zu Haufen, die ihrerseits Superhaufen bilden. Diese wiederum sind zu einem Netz aus Filamenten und Voids verbunden, welche die vermutlich großräumigsten kohärenten Strukturen des Universums darstellen.

Da das Universum weder einen Mittelpunkt noch einen Rand besitzt, existiert kein spezieller Referenzpunkt, von dem aus eine absolute Position der Erde im Universum angegeben werden könnte.[1] Die Möglichkeit, entfernte Objekte zu beobachten, ist in alle Richtungen in gleicher Weise begrenzt. Daher kann man sagen, dass die Erde im Mittelpunkt des von uns aus beobachtbaren Universums liegt. Auch können Angaben zur Position der Erde in Bezug auf astronomisch sichtbare Strukturen gemacht werden. So ist etwa ihre Position im Sonnensystem oder wiederum dessen Position innerhalb der Galaxis bekannt.

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Die Position der Erde auf verschiedenen Skalen.
Die Erde im Universum
Bereich Ausdehnung Anmerkungen Quellen
Erde 12.700 km ⌀ Ausgangspunkt [2]
Magnetosphäre 63.000 km auf Sonnenseite;
6.300.000 km auf Schattenseite		 Der vom Erdmagnetfeld beeinflusste Raum [3]
Mondbahn 770.000 km ⌀ Der mittlere Durchmesser der zur Erde relativen Mondbahn [4]
Erdbahn 300.000.000 km ⌀
2 AE ⌀		 Der mittlere Durchmesser der zur Sonne relativen Erdbahn.
Enthält Sonne, Merkur und Venus.		 [5]
Inneres Sonnensystem 6 AE ⌀ Enthält die Sonne, die inneren Planeten (Merkur, Venus, Erde, Mars) und den Asteroidengürtel. [6]
Äußeres Sonnensystem 60 AE ⌀ Enthält die äußeren Planeten (Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun). [7]
Kuipergürtel 96 AE ⌀ Gürtel transneptunischer Objekte. Enthält die Zwergplaneten Pluto, Makemake und Haumea. [8]
Scattered Disk 200 AE ⌀ Region vereinzelter Objekte, die den Kuipergürtel umrunden. Enthält den Zwergplaneten Eris. [9]
Heliosphäre 240 AE ⌀ Maximale Ausbreitung des Sonnenwindes
Oortsche Wolke a 100.000–200.000 AE ⌀
1,5–3 Lichtjahre ⌀		 Kugelförmige Hülle mit über einer Billion Objekten [10]
Sonnensystem 3 Lichtjahre ⌀ Gravitatives System der Sonne. Am Rand des Sonnensystems schwindet der gravitative Einfluss der Sonne gegenüber dem anderer Sterne. [11]
Lokale Interstellare Wolke 30 Lichtjahre ⌀ Interstellare Wolke, in der sich die Sonne momentan bewegt. b [12]
Lokale Blase 210–815 Lichtjahre ⌀ Blase im interstellaren Medium, in der sich die Sonne und ihre Nachbarsterne momentan bewegen. b
Überrest einer früheren Supernova		 [13][14]
Gouldscher Gürtel 1150 × 750 Lichtjahre Gürtel junger Sterne, durch den sich die Sonne momentan bewegt b [15]
Orionarm 10.000 Lichtjahre lang Der Spiralarm der Milchstraße, durch den sich die Sonne momentan bewegt b
 [16]
Umlaufbahn des Sonnensystems 56.000 Lichtjahre ⌀ Der mittlere Bahndurchmesser des Sonnensystems relativ zum Zentrum der Milchstraße. Eine Umrundung dauert etwa 225 bis 250 Millionen Jahre. [17][18]
Milchstraße 100.000 Lichtjahre ⌀ Heimatgalaxie des Sonnensystems, bestehend aus ca. 100 bis 300 Milliarden Sternen und gefüllt mit interstellarer Materie. [19][20]
Milchstraße mit Satellitengalaxien 1,64 Millionen Lichtjahre ⌀
0,5 Megaparsec ⌀		 Die Milchstraße und ihre gravitativ gebundenen Nachbargalaxien, wie die Sagittarius-, die Ursa-Minor- und die Canis-Major-Zwerggalaxie
Die angegebene Ausdehnung entspricht dem Bahndurchmesser der am weitesten entfernten Zwerggalaxie, Leo I.		 [21][22]
Lokale Gruppe 9 Mio. Lichtjahre ⌀
3 Megaparsec ⌀		 Gruppe von mindestens 47 Galaxien, dominiert vom Andromedanebel, der Milchstraße und dem Dreiecksnebel [23]
Virgo-Superhaufen 100 Mio. Lichtjahre ⌀
33 Megaparsec ⌀		 Der Superhaufen, zu dem die lokale Gruppe zählt, enthält ca. 100 Galaxiengruppen und -haufen. [24][25]
Laniakea 500 Mio. Lichtjahre ⌀
160 Megaparsec ⌀		 Der Superhaufen, zu dem unter anderem der Virgo-Superhaufen gehört, beinhaltet ca. 100.000 Galaxien. [26]
Filament 900 Mio. Lichtjahre ⌀
300 Megaparsec		 Das Filament, zu dem der Virgo-Superhaufen zählt [27]
Beobachtbares Universum 92 Mrd. Lichtjahre ⌀
28 Gigaparsec ⌀		 Die großräumige Struktur des beobachtbaren Universums besteht aus über 100 Milliarden Galaxien, angeordnet in Millionen von Superhaufen, Filamenten und Voids, was den Anschein einer schaumähnlichen Struktur ergibt. [28][29][30]
Universum mindestens 92 Mrd. Lichtjahre ⌀
28 Gigaparsec ⌀		 Jenseits des beobachtbaren liegt das (noch) nicht beobachtbare Universum, von wo aus noch kein Signal die Erde erreicht hat. Resultierend aus der Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit, die ihrerseits die höchstmögliche Ausbreitungsgeschwindigkeit jeder bekannten physikalischen Wirkung ist, bleiben diese Bereiche verborgen. Da allerdings von der Universalität der Naturgesetze ausgegangen wird, enthalten diese Regionen vermutlich ebenfalls eine schaumähnliche Grobstruktur aus Galaxien(haufen) und Voids.
a 
Die Existenz ist hypothetisch.
b 
Die Sonne ist gravitativ an die Milchstraße in ihrer Gesamtheit gebunden, jedoch nicht direkt an diese konkreten Strukturen.[31] Die genannten Regionen fallen lediglich mit ihrer momentanen Position auf ihrer Umlaufbahn um das Zentrum der Milchstraße zusammen.

Film

Der US-amerikanische Lehrfilm Zehn Hoch aus dem Jahre 1977 stellt das Universum auf allen zum damaligen Zeitpunkt wissenschaftlich erforschten Skalen dar und bewegt sich dabei bis auf 1024 Meter (rund 32 Megaparsec), also in die Größenordnung des Virgo-Superhaufens.

Einzelnachweise

  1. ↑ Klaus Mainzer, J. Eisinger: The Little Book of Time. Springer, 2002, ISBN 0-387-95288-8, S. 55 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  2. ↑ David R. Lide: Handbook of Chemistry and Physics. CRC, 2000, ISBN 0-8493-0481-4 (81st Edition).
  3. ↑ Amara Graps: The Earth’s Magnetosphere. In: Max-Planck-Institut. 2000, archiviert vom Original am 10. Oktober 2009; abgerufen am 2. Oktober 2009.
  4. ↑ NASA: Mond-Steckbrief, Steckbrief zur Erforschung des Sonnensystems (Memento vom 7. Juni 2015 im Internet Archive). Abgerufen am 17. November 2008
  5. ↑ NASA: Steckbrief zur Erde, Steckbrief zur Erforschung des Sonnensystems (Memento vom 27. August 2009 im Internet Archive). Abgerufen am 17. November 2008.
  6. ↑ J.-M. Petit, A. Morbidelli, J. Chambers: The Primordial Excitation and Clearing of the Asteroid Belt. In: Icarus. 153. Jahrgang, Nr. 2, 2001, S. 338–347, doi:10.1006/icar.2001.6702, bibcode:2001Icar..153..338P (gps.caltech.edu (Memento des Originals vom 21. Februar 2007 im Internet Archive) [abgerufen am 22. März 2007]).
  7. ↑ NASA: Neptun-Steckbrief, Steckbrief zur Erforschung des Sonnensystems. Abgerufen am 17. November 2008.
  8. ↑ M. C. De Sanctis, M. T. Capria, A. Coradini: Thermal Evolution and Differentiation of Edgeworth-Kuiper Belt Objects. In: The Astronomical Journal. 121. Jahrgang, Nr. 5, 2001, S. 2792–2799, doi:10.1086/320385, bibcode:2001AJ....121.2792D (iop.org [abgerufen am 28. August 2008]).
  9. ↑ JPL Small-Body Database Browser: 136199 Eris (2003 UB313). 4. Oktober 2008, abgerufen am 21. Januar 2009. (Aphelion of Eris, the farthest known scattered disk object)
  10. ↑ Alessandro Morbidelli: Origin and dynamical evolution of comets and their reservoirs. arxiv:astro-ph/0512256
  11. ↑ Mark Littmann: Planets Beyond. Discovering the Outer Solar System. Courier Dover Publications, 2004, ISBN 978-0-486-43602-9, S. 162 f.
  12. ↑ Mark Anderson: Don’t stop till you get to the Fluff. In: New Scientist. Nr. 2585, 6. Januar 2007. S. 26–30.
  13. ↑ DM Seifr et al: Mapping the Countours of the Local Bubble. In: Astronomy and Astrophysics. 346. Jahrgang, 1999, S. 785–797, bibcode:1999A&A...346..785S.
  14. ↑ Local Chimney / Local Bubble. Abgerufen am 11. Januar 2023.
  15. ↑ S. B. Popov, M. Colpi, M. E. Prokhorov, A. Treves, R. Turolla: Young isolated neutron stars from the Gould Belt. In: Astronomy and Astrophysics. 406. Jahrgang, Nr. 1, 2003, S. 111–117, doi:10.1051/0004-6361:20030680, arxiv:astro-ph/0304141, bibcode:2003A&A...406..111P (aanda.org [abgerufen am 2. März 2016]).
  16. ↑ Harold Spencer Jones, T. H. Huxley: Proceedings of the Royal Institution of Great Britain. Royal Institution of Great Britain, v. 38–39
  17. ↑ F. Eisenhauer et al.: A Geometric Determination of the Distance to the Galactic Center. In: Astrophysical Journal. 597. Jahrgang, Nr. 2, 2003, S. L121–L124, doi:10.1086/380188, arxiv:astro-ph/0306220, bibcode:2003ApJ...597L.121E.
  18. ↑ Stacy Leong: Period of the Sun’s Orbit around the Galaxy (Cosmic Year). In: The Physics Factbook. 2002, abgerufen am 8. Oktober 2011.
  19. ↑ Eric Christian, Safi-Harb Samar: How large is the Milky Way? Abgerufen am 28. November 2007.
  20. ↑ H. Frommert, C. Kronberg: The Milky Way Galaxy. SEDS, 25. August 2005, archiviert vom Original am 12. Mai 2007; abgerufen am 9. Mai 2007.
  21. ↑ I. D. Karachentsev, V. E. Karachentseva, W. K. Hutchmeier, D. I. Makarov: A Catalog of Neighboring Galaxies. In: Astronomical Journal. 127. Jahrgang, Nr. 4, 2004, S. 2031–2068, doi:10.1086/382905, bibcode:2004AJ....127.2031K.
  22. ↑ Andreas Brunthaler, Mark J. Reid et al.: The Geometric Distance and Proper Motion of the Triangulum Galaxy (M33). In: Science. 307. Jahrgang, Nr. 5714, 4. März 2005, S. 1440–1443, doi:10.1126/science.1108342, PMID 15746420, arxiv:astro-ph/0503058, bibcode:2005Sci...307.1440B.
  23. ↑ The Local Group of Galaxies. In: University of Arizona. Students for the Exploration and Development of Space, abgerufen am 28. Januar 2013.
  24. ↑ John P. Huchra: The Geometry of the Local Supercluster. Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, 2007, abgerufen am 19. August 2014.
  25. ↑ Stars, Galaxies and Cosmology. (PDF; 32 kB) Department of Mathematics, University of Auckland, archiviert vom Original am 22. Oktober 2013; abgerufen am 3. Oktober 2009.
  26. ↑ Der Superhaufen Laniakea. 3. September 2014, abgerufen am 25. November 2015.
  27. ↑ John Noble Wilford: Massive Clusters of Galaxies Defy Concepts of the Universe, New York Times, 10. November 1987. Abgerufen am 1. November 2009 
  28. ↑ Glen Mackie: To see the Universe in a Grain of Taranaki Sand. Swinburne University, 1. Februar 2002, abgerufen am 20. Dezember 2006.
  29. ↑ Charles Lineweaver, Tamara M. Davis: Misconceptions about the Big Bang. Scientific American, 2005, abgerufen am 6. November 2008.
  30. ↑ J. Richard Gott et al.:A Map of the Universe. In: The Astrophysical Journal. Band 624, Heft 2, Mai 2005. S. 463–484. bibcode:2005ApJ...624..463G; pdf@astro.princeton.edu, abgerufen am 3. Dezember 2011.
  31. ↑ How often does the Sun pass through a spiral arm in the Milky Way? Cornell University, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 17. Januar 2015; abgerufen am 3. Oktober 2009.