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Physik

Galaxien, Lichtjahre und der Urknall

Sterne bilden Galaxien. Im Weltall misst man Entfernungen in Lichtjahren. Das Universum dehnt sich seit dem Urknall aus.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 7
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kann erklären, was eine Galaxie ist.
  • Ich kann mit dem Lichtjahr Entfernungen angeben.
  • Ich kann das Modell vom Urknall beschreiben und mit anderen Vorstellungen vergleichen.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Sterne und ihr Lebenslauf

Sterne stehen nicht einzeln im Raum. Sie bilden riesige Sternsysteme, die Galaxien. Unsere Galaxie heißt Milchstraße. Sie hat mehrere hundert Milliarden Sterne und die Form einer Spirale. Die Sonne liegt in einem Spiralarm, etwa auf halbem Weg zwischen Zentrum und Rand. Die Milchstraße misst rund 100 000 Lichtjahre im Durchmesser. Ein Lichtjahr ist keine Zeit, sondern eine Strecke. Es ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt. Licht schafft rund 300 000 Kilometer in einer Sekunde. In einem Jahr sind das rund 9,5 Billionen Kilometer. Der nächste Stern nach der Sonne ist etwa 4,2 Lichtjahre entfernt. Das Licht von der Sonne braucht rund 8 Minuten zu uns. Schaust du einen fernen Stern an, siehst du ihn so, wie er vor langer Zeit war. Das Universum enthält sehr viele Galaxien. Fast alle fernen Galaxien entfernen sich von uns, und zwar umso schneller, je weiter sie weg sind. Man schließt daraus: Das Universum dehnt sich aus. Rechnet man zurück, war alles vor rund 13,8 Milliarden Jahren sehr heiß und dicht. Dieses Modell heißt Urknall. Es war keine Explosion in einem leeren Raum. Der Raum selbst dehnt sich aus. Für Fragen nach dem Ursprung gibt es auch religiöse und andere Vorstellungen. Die Naturwissenschaft liefert Erklärungen, die man mit Messungen prüfen kann. Andere Vorstellungen antworten oft auf andere Fragen, zum Beispiel nach dem Sinn.

EntfernungWert
Erde – Sonneca. 8 Lichtminuten
Sonne – nächster Sternca. 4,2 Lichtjahre
Durchmesser der Milchstraßeca. 100 000 Lichtjahre

Was bedeutet es, wenn ein Stern 8 Lichtjahre entfernt ist?

  1. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die Licht in einem Jahr zurücklegt.
  2. Der Stern ist 8 dieser Strecken entfernt.
  3. Sein Licht ist 8 Jahre unterwegs.
  4. Wir sehen ihn so, wie er vor 8 Jahren war.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Sterne bilden Galaxien.

Ein Lichtjahr ist eine Strecke.

Das Universum dehnt sich aus.

Ein Beispiel

Beispiel

Die Sonne ist etwa 8 Lichtminuten von uns entfernt. Wenn sie plötzlich ausginge, sähen wir es erst nach etwa 8 Minuten.

Schritt für Schritt

Wir rechnen die Lichtzeit der Sonne aus.

  1. Die Sonne ist 150 Millionen Kilometer entfernt.
  2. Licht legt 300 000 Kilometer in einer Sekunde zurück.
  3. 150 000 000 : 300 000 = 500 Sekunden.
  4. Das sind etwa 8 Minuten.

Mit einem Bild erklärt

GrößeWert
Lichtgeschwindigkeit300 000 km pro Sekunde
Strecke in einem Jahrca. 9,5 Billionen km
Alter des Universumsca. 13,8 Milliarden Jahre

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Was ist ein Lichtjahr?
Zeig mir den ersten Schritt

Überlege: Wird ein Lichtjahr in Kilometern oder in Stunden gemessen?

Lösung ansehen

Lösung: Die Strecke, die Licht in einem Jahr zurücklegt

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Das Licht der Sonne legt 300 000 Kilometer in einer Sekunde zurück. Die Sonne ist 150 000 000 Kilometer entfernt. Wie viele Sekunden braucht das Licht ungefähr?

Zeig mir den ersten Schritt

Teile die Entfernung durch die Strecke pro Sekunde.

Lösung ansehen

Lösung: 500

150 000 000 : 300 000 = 500 Sekunden, also etwa 8 Minuten.

Tipp: Du kannst dir Lichtjahre mit einer Autofahrt merken: Würde man 100 km/h fahren, wäre man zum nächsten Stern viele Millionen Jahre unterwegs. Das Licht schafft es in rund vier Jahren.

Merksatz: Ein Lichtjahr ist eine Strecke: etwa 9,5 Billionen Kilometer. Das Universum dehnt sich seit dem Urknall aus.

Typischer Fehler: Viele denken, ein Lichtjahr sei eine Zeitangabe. Es ist eine Strecke. Auch der Urknall war nicht ein Knall im leeren Raum, sondern der Beginn der Ausdehnung des Raumes selbst.

Prüfen

Mini-Quiz

5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Was ist die Milchstraße?
Lösung ansehen

Lösung: Unsere Galaxie

Frage 2 Ein Stern ist 8 Lichtjahre entfernt. Wie sehen wir ihn?
Lösung ansehen

Lösung: So, wie er vor 8 Jahren war

Frage 3 Das Universum dehnt sich aus.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Frage 4 Der Urknall war eine Explosion in einem leeren Raum.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 5 Was unterscheidet die naturwissenschaftliche Erklärung vom Urknall von anderen Vorstellungen über den Ursprung?
Lösung ansehen

Lösung: Man kann sie mit Messungen prüfen.

Geschafft

Sterne bilden Galaxien. Unsere heißt Milchstraße. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die Licht in einem Jahr zurücklegt, rund 9,5 Billionen Kilometer. Das Universum dehnt sich aus, vor etwa 13,8 Milliarden Jahren war es sehr heiß und dicht.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

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Kurz erklärt, 53 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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