Galaxien, Lichtjahre und der Urknall
Sterne bilden Galaxien. Im Weltall misst man Entfernungen in Lichtjahren. Das Universum dehnt sich seit dem Urknall aus.
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.
| Entfernung | Wert |
|---|---|
| Erde – Sonne | ca. 8 Lichtminuten |
| Sonne – nächster Stern | ca. 4,2 Lichtjahre |
| Durchmesser der Milchstraße | ca. 100 000 Lichtjahre |
Was bedeutet es, wenn ein Stern 8 Lichtjahre entfernt ist?
- Ein Lichtjahr ist die Strecke, die Licht in einem Jahr zurücklegt.
- Der Stern ist 8 dieser Strecken entfernt.
- Sein Licht ist 8 Jahre unterwegs.
- 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
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.
- Die Sonne ist 150 Millionen Kilometer entfernt.
- Licht legt 300 000 Kilometer in einer Sekunde zurück.
- 150 000 000 : 300 000 = 500 Sekunden.
- Das sind etwa 8 Minuten.
Mit einem Bild erklärt
| Größe | Wert |
|---|---|
| Lichtgeschwindigkeit | 300 000 km pro Sekunde |
| Strecke in einem Jahr | ca. 9,5 Billionen km |
| Alter des Universums | ca. 13,8 Milliarden Jahre |
Zur Grundlage zurück
- Sterne und ihr Lebenslauf – Du weißt, was Sterne sind.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
Zeig mir den ersten Schritt
Überlege: Wird ein Lichtjahr in Kilometern oder in Stunden gemessen?
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Lösung: Die Strecke, die Licht in einem Jahr zurücklegt
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.
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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.
Mini-Quiz
5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
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Lösung: Unsere Galaxie
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Lösung: So, wie er vor 8 Jahren war
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Lösung: Stimmt
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Lösung: Stimmt nicht
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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.
Kannst du das schon?
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