Das Wissen hinter den 56 Weltraumfakten

Das schnellste Objekt der Welt

Die Parker Solar Probe der NASA ist das schnellste je gebaute Objekt. Bei ihrer bisher engsten Sonnenannäherung erreichte sie rund 700 000 Kilometer pro Stunde; die NASA gibt dieselbe Zahl als 430 000 Meilen pro Stunde an. Bei einem Erdumfang von 40 075 Kilometern sind das gut 17 Erdumrundungen in einer Stunde. Diese Geschwindigkeit gilt nur im Perihel, dem sonnennächsten Punkt; dazwischen ist die Sonde deutlich langsamer. Gestartet ist sie 2018, ihre Hitzeschild-Vorderseite hält rund 1 400 Grad aus, während die Instrumente dahinter bei etwa Zimmertemperatur arbeiten. Wenn Sie ein früheres Exemplar in der Hand halten: Dort stehen 430.000 Kilometer pro Stunde und 15 Erdumrundungen. Das war die Meilenzahl mit der falschen Einheit; die Angaben oben sind die richtigen.

Quelle: NASA, Missionsseite Parker Solar Probe: Rekordgeschwindigkeit rund 430 000 mph, entsprechend etwa 700 000 km/h, jeweils im sonnennaechsten Punkt.

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Der Planet, der schwimmen kann

Saturn hat die geringste mittlere Dichte aller Planeten des Sonnensystems, rund 0,69 Gramm pro Kubikzentimeter. Wasser hat 1,0. Rechnerisch würde Saturn also aufschwimmen. Das Bild von der Badewanne ist in der Astronomie ein gängiges Anschauungsmittel und stammt nicht aus einem Experiment: Eine Wanne dieser Größe gibt es nicht, und Saturn hätte in ihr auch keinen Bestand, weil er kein fester Körper ist. Der Vergleich sagt genau eines, und das stimmt: Saturn ist für seine Größe erstaunlich leicht.

Quelle: NASA Planetary Fact Sheet: mittlere Dichte des Saturn 0,687 g/cm³, Wasser 1,0 g/cm³. [Sekundaer]

Die größte Wasserwolke im All

2011 fanden zwei Forschungsgruppen um den Quasar APM 08279+5255 die größte und fernste bekannte Wasseransammlung des Alls: Wasserdampf mit rund dem 140 Billionenfachen des Wassers aller Erdmeere, verteilt über Hunderte Lichtjahre. Der Quasar liegt über zwölf Milliarden Lichtjahre entfernt; wir sehen ihn also, wie er 1,6 Milliarden Jahre nach dem Urknall aussah. Gemessen wurde mit dem Z-Spec-Instrument am Caltech Submillimeter Observatory und mit CARMA. Wichtig für Rückfragen: Es ist Dampf, kein Ozean, und er ist sehr dünn verteilt.

Quelle: NASA/JPL, Pressemitteilung vom 22.07.2011: groesstes und fernstes bekanntes Wasserreservoir am Quasar APM 08279+5255, rund das 140-Billionenfache des Wassers aller Erdmeere, ueber 12 Milliarden Lichtjahre entfernt. Gemessen mit Z-Spec am Caltech Submillimeter Observatory und mit CARMA.

Ein Löffel so schwer wie ein Berg

Neutronensterne entstehen, wenn ein massereicher Stern am Ende seines Lebens in sich zusammenfällt. Was bleibt, ist eine Kugel von etwa zwanzig Kilometern Durchmesser mit ungefähr der Masse unserer Sonne. Die Dichte entspricht der eines Atomkerns. Ein Teelöffel dieses Materials wöge auf der Erde in der Tat Hunderte Millionen bis mehrere Milliarden Tonnen — die Angaben schwanken je nachdem, ob man die äußere Kruste oder den Kern rechnet. Die im Buch genannte Milliarde Tonnen liegt in diesem Rahmen.

Quelle: Standardwerte der Neutronensternphysik: Durchmesser rund 20 km bei etwa einer Sonnenmasse; Dichte in der Groessenordnung eines Atomkerns. Die Teeloeffel-Angabe schwankt je nach Bezugstiefe zwischen Hunderten Millionen und mehreren Milliarden Tonnen. [Sekundaer]

Auf dem Mond ist es eiskalt

Der Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA hat in dauerhaft beschatteten Kratern nahe dem Südpol des Mondes Temperaturen von rund minus 240 Grad gemessen. Diese Böden haben seit Milliarden Jahren kein Sonnenlicht gesehen und gehören zu den kältesten bekannten Orten des Sonnensystems. Genau deshalb sind sie interessant: Dort kann sich Wassereis gehalten haben. Zur Einordnung: Pluto zählt seit 2006 nicht mehr als Planet, sondern als Zwergplanet. Im Buch steht der kürzere Begriff, damit die Zeile für Erstleser kurz genug bleibt. Am Vergleich ändert das nichts: Auf Pluto herrschen etwa minus 230 Grad, die Mondkrater sind mit rund minus 240 Grad tatsächlich kälter.

Quelle: NASA, Lunar Reconnaissance Orbiter, Diviner-Instrument: rund minus 240 Grad in dauerhaft beschatteten Kratern nahe dem Suedpol. [Sekundaer]

Diamantenregen

In den tiefen Schichten von Neptun und Uranus herrschen Drücke von mehreren Millionen Bar und Temperaturen von einigen tausend Grad. Unter diesen Bedingungen zerfallen Methanmoleküle, und der frei werdende Kohlenstoff kann zu Diamant kristallisieren. 2017 hat ein Team am SLAC National Accelerator Laboratory diesen Vorgang im Labor nachgestellt und dabei Nanodiamanten erzeugt. Ob die Kristalle im Planeteninneren wirklich als „Regen" absinken, ist ein plausibles Modell, keine Beobachtung. Gesehen hat das niemand.

Quelle: SLAC National Accelerator Laboratory, 2017: Nachstellung der Diamantbildung unter Neptunbedingungen im Labor. Der Diamantregen im Planeteninneren bleibt ein Modell. [Sekundaer]

QR-Code Lawrence Livermore National Laboratory

Im Weltraum wirst du größer

Ohne die ständige Kompression durch die Schwerkraft dehnen sich die Bandscheiben zwischen den Wirbeln aus. Astronautinnen und Astronauten werden dadurch in den ersten Tagen im All etwa drei Prozent größer, bei 1,80 Metern also gut fünf Zentimeter. Der Effekt bildet sich nach der Rückkehr innerhalb weniger Tage vollständig zurück. Er ist nicht nur eine Kuriosität: Die gedehnte Wirbelsäule ist eine der Ursachen für die Rückenschmerzen, über die viele im Orbit klagen.

Quelle: NASA, Human Research Program: Laengenzunahme von etwa drei Prozent durch Dehnung der Bandscheiben, vollstaendig rueckbildend. [Sekundaer]

Der Mond läuft weg

Der Mond entfernt sich um 3,8 Zentimeter pro Jahr. Gemessen wird das seit den Apollo-Missionen mit Laserreflektoren, die auf der Mondoberfläche stehen: Ein Laserpuls von der Erde wird zurückgeworfen, aus der Laufzeit ergibt sich die Entfernung auf Zentimeter genau. Ursache ist die Gezeitenreibung. Die Erde dreht sich schneller, als der Mond sie umkreist, und schiebt ihn dadurch nach außen. Im Gegenzug wird der Erdtag länger, um etwa zwei Tausendstelsekunden pro Jahrhundert.

Quelle: Lunar Laser Ranging seit den Apollo-Missionen: 3,8 cm Entfernung pro Jahr, Ursache Gezeitenreibung. [Sekundaer]

Uranus riecht nach faulen Eiern

2018 wies ein Team mit dem Gemini-North-Teleskop auf Hawaii Schwefelwasserstoff in den obersten Wolken des Uranus nach. Dasselbe Gas gibt faulen Eiern ihren Geruch. Damit war eine alte Frage entschieden: Jupiter und Saturn haben in dieser Schicht Ammoniak, Uranus dagegen Schwefelwasserstoff — ein Hinweis darauf, dass er weiter außen entstanden ist. Riechen könnte man es ohnehin nicht: Bei minus 200 Grad und ohne Sauerstoff wäre der Gestank das kleinste Problem.

Quelle: Irwin u. a. (2018), Nature Astronomy: Nachweis von Schwefelwasserstoff in den obersten Wolken des Uranus, Gemini-North-Teleskop. [Sekundaer]

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Pipi wird zu Trinkwasser

Auf der ISS arbeitet ein Water Recovery System, das Urin, Schweiß und Atemfeuchte aufbereitet. 2023 meldete die NASA, dass damit 98 Prozent des mitgeführten Wassers zurückgewonnen werden. Der Urin wird destilliert, das Kondensat mehrstufig gefiltert und der Kontrolle nach ist das Ergebnis sauberer als viele Trinkwässer auf der Erde. Der oft zitierte Astronautensatz „schmeckt trotzdem lecker" stammt von Layne Carter, dem zuständigen NASA-Ingenieur für das Wassersystem.

Quelle: NASA, Meldung vom Juni 2023: Das Water Recovery System der ISS erreicht 98 Prozent Rueckgewinnung. Zitat zum Geschmack von Layne Carter, NASA-Wassersystemingenieur. [Sekundaer]

Sternschnuppen aus Astronauten-Kacka

Feste Abfälle der ISS, darunter auch Fäkalien, werden in unbemannten Versorgungsschiffen gesammelt. Diese Schiffe verglühen beim Wiedereintritt planmäßig in der Atmosphäre. Wer im richtigen Moment am richtigen Ort steht, sieht tatsächlich eine helle Leuchterscheinung. Zur Genauigkeit: Eine Sternschnuppe im eigentlichen Sinn ist das nicht — die entsteht durch natürliche Meteoroide. Fachlich heißt der Vorgang kontrollierter Wiedereintritt. Der Vergleich stimmt im Aussehen, nicht in der Ursache.

Quelle: Verfahren der ISS-Entsorgung: Sammlung in unbemannten Versorgungsschiffen, kontrollierter Wiedereintritt. [Sekundaer]

Der Geruch des Weltraums

Nach Außenbordeinsätzen berichten Astronautinnen und Astronauten übereinstimmend von einem Geruch an Anzügen und Werkzeugen: verbranntes Metall, Schweißrauch, angebratenes Fleisch. Die geläufigste Erklärung sind hochenergetische Sauerstoffatome, die sich an der Ausrüstung anlagern und beim Zurückschleusen mit dem Kabinensauerstoff reagieren. Der Geruch entsteht also erst in der Schleuse, nicht im Vakuum. Eine abschließend gesicherte Erklärung gibt es nicht; die Berichte sind Beobachtungen, keine Messungen.

Quelle: Uebereinstimmende Berichte von Astronautinnen und Astronauten nach Aussenbordeinsaetzen; geleaeufige Erklaerung sind hochenergetische Sauerstoffatome, die in der Schleuse reagieren. Keine Messung, sondern Beobachtung. [Sekundaer]

Fußhaut pellt sich ab

Wer nicht geht und nicht steht, belastet seine Fußsohlen nicht mehr. Die Hornhaut löst sich nach einigen Wochen in Schuppen ab. Beschrieben hat das unter anderem der NASA-Astronaut Scott Kelly nach seinem Jahr auf der ISS. Zugleich bildet sich an der Oberseite der Füße Schwielenhaut, weil dort die Halteschlaufen drücken. In der Schwerelosigkeit fällt nichts zu Boden, deshalb wird abgelöste Haut zu einem echten Thema für die Luftfilter. Angesaugt wird sie von der Lüftung, nicht eingeatmet.

Quelle: Berichte von ISS-Besatzungen, u. a. Scott Kelly nach seinem Jahr an Bord. [Sekundaer]

Tränen, die nicht fallen

Ohne Schwerkraft fließen Tränen nicht ab. Die Flüssigkeit sammelt sich durch ihre Oberflächenspannung als Kugel am Auge und wächst, bis sie abgewischt wird oder von selbst abreißt. Der kanadische Astronaut Chris Hadfield hat das 2013 auf der ISS gefilmt und dabei den Satz geprägt, im Weltall könne man nicht weinen, weil die Tränen nicht fielen. Unangenehm ist das vor allem, weil die Kugel auf dem Auge liegen bleibt und brennt.

Quelle: Chris Hadfield, Videodemonstration auf der ISS, 2013. [Sekundaer]

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Kacka auf dem Mond

Um Platz und Gewicht für Mondgestein zu schaffen, ließen die Apollo-Besatzungen Ausrüstung auf dem Mond zurück, darunter 96 Beutel mit Fäkalien, Urin und Erbrochenem. Die Zahl stammt von der NASA selbst; sie steht in der Ausschreibung der LunaRecycle Challenge, mit der die Behörde Verfahren zur Wiederverwertung sucht. Astrobiologisch ist das keine Randnotiz: Ob Mikroorganismen in den Beuteln ein halbes Jahrhundert überdauert haben, ist eine offene Forschungsfrage.

Quelle: NASA, LunaRecycle Challenge: 96 auf dem Mond zurueckgelassene Beutel mit Faekalien, Urin und Erbrochenem.

Der nasse Rülpser

Auf der Erde trennt die Schwerkraft im Magen das Gas vom flüssigen Inhalt; das Gas steigt auf und wird als Aufstoßen abgegeben. In Schwerelosigkeit fehlt diese Trennung, Gas und Mageninhalt bleiben durchmischt. Wer aufstößt, befördert deshalb Flüssigkeit mit — im Fachjargon wet burp. Deshalb ist Kohlensäure an Bord unbeliebt. Als 2015 eine eigens entwickelte Espressomaschine zur ISS kam, wurde zugleich ein Becher entwickelt, der die Flüssigkeit durch Kapillarwirkung an die Lippe führt.

Quelle: Physiologie der Schwerelosigkeit: fehlende Trennung von Gas und Mageninhalt, daher „wet burp“. Deshalb keine kohlensaeurehaltigen Getraenke an Bord. [Sekundaer]

Sterne zum Anfassen

Braune Zwerge sind Objekte zwischen Planet und Stern. Sie sind zu leichtgewichtig, um in ihrem Kern dauerhaft Wasserstoff zu verschmelzen, und kühlen deshalb ihr Leben lang aus. Die kühlsten bekannten gehören zur Spektralklasse Y. WISE 1828+2650 liegt bei etwa 25 Grad, also Zimmertemperatur, der Rekordhalter WISE 0855−0714 sogar unter dem Gefrierpunkt. Anfassen ließe sich trotzdem nichts: Diese Objekte haben keine feste Oberfläche, sondern sind Gaskugeln mit der mehrfachen Masse des Jupiter und entsprechend erdrückender Schwerkraft.

Quelle: Spektralklasse Y: WISE 1828+2650 bei etwa 25 Grad, WISE 0855−0714 unter dem Gefrierpunkt. [Sekundaer]

Alle Planeten passen zwischen Erde und Mond

Die Rechnung ist knapper, als sie klingt. Die Durchmesser von Merkur, Venus, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun ergeben zusammen rund 388 000 Kilometer, mit Pluto etwa 390 000. Entscheidend ist nun, dass der Mond keinen festen Abstand hält: Seine Bahn ist eine Ellipse. Im Apogäum, seinem fernsten Punkt, ist er rund 407 000 Kilometer entfernt, im Perigäum nur etwa 356 000. Beim größten Abstand passen alle Planeten nebeneinander hinein, und es bleibt sogar noch Platz. Beim mittleren Abstand von 384 400 Kilometern wäre es dagegen ein paar tausend Kilometer zu eng. Der Fakt beschreibt also den günstigsten Fall, und der tritt regelmäßig ein: Der Mond erreicht sein Apogäum etwa einmal im Monat. Wer mit dem Kind nachrechnen möchte, hat hier eine schöne Aufgabe.

Quelle: Summe der Planetendurchmesser rund 388 000 km ohne, 390 000 km mit Pluto; mittlerer Mondabstand 384 400 km, Apogaeum bis rund 407 000 km.

Der Planet aus heißem Eis

Gliese 436 b ist ein neptungroßer Planet, der seinen Stern in gut zwei Tagen umrundet. Aus Masse und Durchmesser folgt eine Dichte, die sich am besten mit einem großen Wasseranteil erklären lässt. Bei dem dort herrschenden Druck bliebe Wasser auch bei mehreren hundert Grad fest — als sogenanntes heißes Eis, eine Hochdruckform, die es auf der Erde nicht gibt. Wichtig: Das ist ein Modell, keine Beobachtung. Gesehen hat niemand dieses Eis; es folgt aus der Dichte. Spätere Messungen der Atmosphäre haben das Bild eher noch verwickelter gemacht.

Quelle: Gliese 436 b: aus Masse und Radius folgt ein hoher Wasseranteil, der bei dem dort herrschenden Druck fest bliebe. Modellschluss, keine Beobachtung. [Sekundaer]

Planeten aus Zuckerwatte

Super-Puffs sind Planeten mit der Größe des Jupiter, aber nur wenigen Erdmassen. Die bekanntesten drei umkreisen den Stern Kepler-51. Ihre mittlere Dichte liegt bei etwa 0,03 Gramm pro Kubikzentimeter, ein Dreißigstel von Wasser und tatsächlich in der Größenordnung von Zuckerwatte. Erklärt wird das mit einer stark aufgeblähten Wasserstoffhülle um einen kleinen Kern. Das Bild vom Hindurchgreifen trägt allerdings nicht weit: Weiter innen steigt der Druck rasch an.

Quelle: Kepler-51: drei Planeten mit jupiteraehnlichem Radius und mittlerer Dichte um 0,03 g/cm³. [Sekundaer]

Merkur schrumpft wie eine Rosine

Merkur kühlt seit seiner Entstehung aus und zieht sich dabei zusammen. Sein Radius hat um mehrere Kilometer abgenommen, Schätzungen aus den Daten der NASA-Sonde MESSENGER reichen bis etwa sieben Kilometer. Weil die Kruste dabei gestaucht wird, wirft sie Falten: Lobate Scarps, Steilstufen, die Hunderte Kilometer lang und bis zu zwei Kilometer hoch sind. Eine Untersuchung von 2024 fand Hinweise, dass manche dieser Stufen bis heute wachsen. Der Vergleich mit der Rosine trifft den Vorgang genau.

Quelle: NASA-Sonde MESSENGER: Schrumpfung des Merkurradius um mehrere Kilometer, lobate scarps als Folge; Untersuchung von 2024 mit Hinweisen auf anhaltende Bewegung. [Sekundaer]

Leopardenflecken auf dem Mars

Im Juli 2024 untersuchte der NASA-Rover Perseverance im Jezero-Krater einen Gestein namens Cheyava Falls. Darin fanden sich millimetergroße Flecken mit dunklem Rand, von der NASA „Leopardenflecken" genannt, dazu organische Verbindungen. Auf der Erde entstehen ähnliche Muster oft durch chemische Reaktionen, an denen Mikroorganismen beteiligt sind — sie können aber auch rein anorganisch entstehen. Ein Nachweis von Leben ist es ausdrücklich nicht. Die NASA nennt es einen Fund, der weitere Untersuchungen verdient. Sicherheit gäbe erst eine Probe im Labor auf der Erde.

Quelle: NASA, Juli 2024: Rover Perseverance untersucht das Gestein Cheyava Falls im Jezero-Krater; „Leopardenflecken“ und organische Verbindungen. Ausdruecklich kein Lebensnachweis. [Sekundaer]

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Die Erde hat einen geheimen Mini-Mond

Kamoʻoalewa wurde 2016 auf Hawaii entdeckt und ist ein sogenannter Quasisatellit: Er umkreist die Sonne, nicht die Erde, bleibt dabei aber in unserer Nähe und begleitet uns seit etwa einem Jahrhundert. Sein Durchmesser wird auf 40 bis 100 Meter geschätzt. 2021 zeigte eine spektroskopische Untersuchung, dass sein Licht dem von Mondgestein gleicht; seither gilt als wahrscheinlich, dass er ein bei einem Einschlag herausgeschlagenes Stück Mond ist. Ein zweiter Mond ist er nicht, dafür fehlt ihm die Umlaufbahn um die Erde.

Quelle: Kamoʻoalewa, entdeckt 2016; Quasisatellit, 40 bis 100 m; spektroskopische Untersuchung von 2021 legt Mondgestein nahe. [Sekundaer]

Ein Tag kann länger sein als ein Jahr

Venus dreht sich in 243 Erdtagen einmal um sich selbst und umkreist die Sonne in 225 Erdtagen. Die Eigendrehung dauert also länger als das Jahr.

Quelle: NASA Planetary Fact Sheet Venus: siderische Rotation 243 Erdtage, Umlauf 225 Erdtage, Sonnentag 117 Erdtage. [Sekundaer]

Die Weltraum-Rose

Der Rosettennebel liegt rund 5 000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Einhorn (Monoceros) und misst etwa 130 Lichtjahre. In seinem Inneren ist der junge Sternhaufen NGC 2244 entstanden; dessen Strahlung hat das Gas von innen her freigeblasen und dabei das Loch in der Mitte geschaffen, das dem Nebel sein Aussehen gibt. Die Blütenform ist eine Sichtweise, kein Merkmal des Objekts: Aus einem anderen Winkel sähe der Nebel völlig anders aus.

Quelle: Rosettennebel, rund 5 000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Einhorn, etwa 130 Lichtjahre gross; Zentralhaufen NGC 2244. [Sekundaer]

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Ein Ring aus Schnee

Der Saturnmond Enceladus ist knapp 500 Kilometer groß und stößt aus Spalten an seinem Südpol Fontänen aus Wasserdampf und Eiskörnern ins All. Die Sonde Cassini ist 2008 und 2015 direkt hindurchgeflogen und hat die Körner analysiert. Der größte Teil fällt zurück, ein Teil speist den E-Ring des Saturn — dieser Ring besteht also tatsächlich aus dem Material eines einzigen Mondes. Unter der Eiskruste liegt ein globaler Ozean; in den Fontänen wurden Salze und organische Moleküle nachgewiesen.

Quelle: NASA/ESA, Mission Cassini: Fontaenen des Enceladus, Durchflug 2008 und 2015, Speisung des E-Rings, Nachweis von Salzen und organischen Molekuelen. [Sekundaer]

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Plutos Herz aus Eis

Die Sonde New Horizons fotografierte 2015 beim Vorbeiflug an Pluto eine helle, herzförmige Fläche. Ihre westliche Hälfte trägt heute den Namen Sputnik Planitia, ist rund 1 000 Kilometer breit und besteht aus gefrorenem Stickstoff. Deutschland misst 357 000 Quadratkilometer, die Fläche ist also deutlich größer. Sie ist kein starres Feld: Das Stickstoffeis zirkuliert langsam in Konvektionszellen, ähnlich wie Wasser in einem Kochtopf, nur über Zeiträume von einer halben Million Jahren.

Quelle: NASA, New Horizons, Vorbeiflug Juli 2015: Sputnik Planitia, rund 1 000 km breit, gefrorener Stickstoff, Konvektionszellen. [Sekundaer]

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Das singende Schwarze Loch

Im Perseus-Galaxienhaufen drückt ein sehr massereiches Schwarzes Loch Druckwellen in das heiße Gas zwischen den Galaxien. Astronomen des Chandra-Röntgenobservatoriums bestimmten daraus 2003 einen Ton: ein B, rund 57 Oktaven unter dem eingestrichenen C. Hörbar ist das um viele Zehnerpotenzen zu tief. 2022 veröffentlichte die NASA eine Sonifikation, bei der die Wellen um 144 Billiarden Mal hinaufgesetzt wurden. Wichtig: Man hört nicht das Schwarze Loch, sondern eine Übersetzung der Messdaten in Hörbares. Schall braucht ein Medium; im Galaxienhaufen ist das Gas dieses Medium, zwischen uns und ihm nicht.

Quelle: NASA/Chandra, 2003: Druckwellen im Perseus-Galaxienhaufen entsprechen einem B rund 57 Oktaven unter dem eingestrichenen C. Sonifikation der NASA von 2022. [Sekundaer]

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Jupiters ewige Lichter

Jupiters Polarlichter leuchten dauerhaft und sind um ein Vielfaches energiereicher als die irdischen. Der Grund ist ein anderer Antrieb: Auf der Erde stammen die Teilchen vom Sonnenwind, bei Jupiter überwiegend vom Mond Io, dessen Vulkane jede Sekunde etwa eine Tonne Material ins Magnetfeld schleudern. Zusammen mit der schnellen Rotation des Planeten entsteht daraus ein ständiger Teilchenstrom. Fotografiert wurden die Lichter unter anderem von Hubble im Ultravioletten und seit 2016 aus der Nähe von der Sonde Juno.

Quelle: Hubble-Aufnahmen im Ultravioletten und Daten der Sonde Juno seit 2016: dauerhafte Polarlichter, gespeist ueberwiegend vom Vulkanmond Io. [Sekundaer]

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Der dunkle Wolf

Der Dunkle Wolfsnebel liegt rund 5 300 Lichtjahre entfernt im Sternbild Skorpion. Er leuchtet nicht selbst, sondern ist eine Dunkelwolke: dichter, kalter Staub, der das Licht dahinterliegender Sterne verschluckt. Das Bild, auf dem die Umrisse eines Wolfs zu erkennen sind, veröffentlichte die Europäische Südsternwarte (ESO) 2024; es entstand mit dem VLT Survey Telescope in Chile. Die Gestalt ist reine Wahrnehmung, dieselbe Mustererkennung, die uns Tiere in Wolken sehen lässt.

Quelle: Europaeische Suedsternwarte (ESO), 2024: Aufnahme des Dunklen Wolfsnebels mit dem VLT Survey Telescope, rund 5 300 Lichtjahre entfernt im Sternbild Skorpion. [Sekundaer]

QR-Code Europäische Südsternwarte (ESO)

Der Weihnachtsbaum im Weltraum

NGC 2264, der Weihnachtsbaum-Sternhaufen, liegt etwa 2 500 Lichtjahre entfernt im Sternbild Einhorn. Zum Dezember 2023 veröffentlichte die NASA ein zusammengesetztes Bild aus Röntgendaten von Chandra, optischen Aufnahmen und Infrarot. Das Bild ist tatsächlich gedreht, um rund 160 Grad, damit der Baum aufrecht steht — die NASA schreibt das offen dazu. Die „Lichterkette" sind junge, sehr veränderliche Sterne, die im Röntgenlicht regelrecht flackern.

Quelle: NASA, Dezember 2023: Kompositaufnahme von NGC 2264 aus Chandra-, optischen und Infrarotdaten; das Bild ist um rund 160 Grad gedreht, was die NASA offen angibt. [Sekundaer]

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Die Erde geht auf

Am 24. Dezember 1968 fotografierte Bill Anders von Apollo 8 aus die über dem Mondhorizont aufsteigende Erde. Das Bild wurde unter dem Namen Earthrise eines der meistgedruckten Fotos überhaupt und gilt als Auslöser der modernen Umweltbewegung. Eine Feinheit: Von einem festen Punkt der Mondoberfläche aus geht die Erde gar nicht auf, weil der Mond der Erde immer dieselbe Seite zuwendet — sie steht dort fast bewegungslos am Himmel. Der Erdaufgang der Apollo-8-Besatzung entstand, weil ihr Raumschiff den Mond umkreiste.

Quelle: NASA: Aufnahme Earthrise von Bill Anders, Apollo 8, 24.12.1968. [Sekundaer]

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Spaghetti im Weltall

Nähert sich ein Körper einem Schwarzen Loch, zieht dessen Schwerkraft an seinem näheren Ende deutlich stärker als am ferneren. Diese Differenz heißt Gezeitenkraft; sie streckt den Körper in die Länge und schnürt ihn zugleich ein. Der Fachbegriff dafür ist tatsächlich Spaghettifizierung — Stephen Hawking hat ihn in „Eine kurze Geschichte der Zeit" populär gemacht. 2020 beobachtete die Europäische Südsternwarte mit AT2019qiz erstmals einen ganzen Stern, der so zerrissen wurde. Der Vergleich mit dem Staubsauger hinkt allerdings: Ein Schwarzes Loch saugt nichts an, es wirkt wie jede andere Masse auch. Wer weit genug entfernt bleibt, umkreist es gefahrlos.

Quelle: Gezeitenkraefte am Schwarzen Loch; Begriff „Spaghettifizierung“ von Stephen Hawking popularisiert. ESO 2020: Beobachtung des zerrissenen Sterns AT2019qiz. [Sekundaer]

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Es regnet Glas!

HD 189733 b ist ein Gasriese, der seinen Stern in gut zwei Tagen umrundet. 2013 bestimmte ein Team mit dem Hubble-Teleskop seine Farbe: tiefblau. Sie stammt nicht von Wasser, sondern von Silikatteilchen in der Atmosphäre, die blaues Licht streuen. Bei über tausend Grad sind diese Teilchen geschmolzen, und weil Winde von mehreren tausend Kilometern pro Stunde herrschen, würden sie waagerecht durch die Atmosphäre getrieben. Der Glasregen ist damit eine gut begründete Folgerung aus Temperatur, Zusammensetzung und Windgeschwindigkeit, keine direkte Beobachtung.

Quelle: Evans u. a. (2013), Hubble: HD 189733 b ist tiefblau, Ursache sind Silikatteilchen. Glasregen folgt aus Temperatur, Zusammensetzung und Windgeschwindigkeit. [Sekundaer]

Der Zombie-Stern

Bei einer gewöhnlichen Supernova vom Typ Ia zerreißt ein Weißer Zwerg vollständig. Bei einigen schwächeren Ausbrüchen bleibt jedoch ein Rest übrig. SN 2012Z gilt als bestes Beispiel: Nachbeobachtungen mit Hubble zeigten, dass der Stern nach der Explosion sogar heller war als davor. Dazu passen Objekte wie LP 40-365, Sternreste, die mit hoher Geschwindigkeit durch die Galaxis fliegen und eine ungewöhnliche Zusammensetzung haben — Überlebende einer Explosion, die sie fortgeschleudert hat. Der Begriff „Zombiestern" stammt aus der Öffentlichkeitsarbeit, nicht aus der Fachsprache.

Quelle: SN 2012Z: Nachbeobachtungen mit Hubble zeigen einen ueberlebenden Rest; verwandte Objekte wie LP 40-365. „Zombiestern“ ist ein Begriff der Oeffentlichkeitsarbeit. [Sekundaer]

Der Vampir-Stern

Umkreisen zwei Sterne einander eng, kann der kompaktere Partner Gas vom größeren abziehen. Der Fachbegriff ist Massentransfer; das Gas sammelt sich in einer Scheibe und fällt spiralig auf den Räuber. Auf diese Weise entstehen unter anderem die Blauen Nachzügler, Sterne, die viel jünger wirken, als sie sein können, weil sie sich mit fremdem Material verjüngt haben. Wird der Weiße Zwerg dabei zu schwer, endet die Beziehung in einer Supernova. Das Bild vom Vampir ist in der Fachliteratur verbreitet und nicht bloß Kindersprache.

Quelle: Massentransfer in engen Doppelsternsystemen; Entstehung Blauer Nachzuegler. [Sekundaer]

Das Auge im All

Der Helixnebel (NGC 7293) liegt rund 650 Lichtjahre entfernt im Sternbild Wassermann und ist einer der erdnächsten planetarischen Nebel. Was aussieht wie eine Iris, sind Gashüllen, die ein sterbender Stern abgestoßen hat; in der Mitte steht sein zurückgebliebener heißer Kern, ein Weißer Zwerg. Der Nebel misst rund zweieinhalb Lichtjahre und ist damit tausendfach größer als unser Sonnensystem. Der Beiname „Auge Saurons" stammt von Betrachtern, nicht von der Astronomie; er wird auch für den Stern Fomalhaut und seinen Staubring verwendet.

Quelle: Helixnebel NGC 7293, rund 650 Lichtjahre entfernt, etwa 2,5 Lichtjahre gross; planetarischer Nebel mit Weissem Zwerg im Zentrum. [Sekundaer]

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Der dunkelste Planet

TrES-2b wirft weniger als ein Prozent des Sternlichts zurück, das auf ihn fällt. Damit ist er dunkler als Kohle und dunkler als schwarze Farbe. Ermittelt wurde das 2011 aus Daten des Kepler-Weltraumteleskops, und zwar über die winzigen Helligkeitsschwankungen, während der Planet seinen Stern umläuft. Warum er so dunkel ist, ist nicht abschließend geklärt; vermutet werden lichtschluckende Gase wie Natriumdampf. Völlig schwarz ist er nicht: Bei etwa tausend Grad glüht er selbst schwach rot.

Quelle: Kipping und Spiegel (2011), Kepler-Daten: TrES-2b wirft weniger als ein Prozent des Sternlichts zurueck. [Sekundaer]

Unsichtbare Monster

Nicht jedes Schwarze Loch hat einen Begleitstern, an dem man es erkennen könnte. Einzelgänger verraten sich nur, wenn sie zufällig vor einem Hintergrundstern vorbeiziehen und dessen Licht durch ihre Schwerkraft verstärken; der Effekt heißt Mikrolinseneffekt. 2022 gelang damit die erste allgemein anerkannte Beobachtung eines isolierten Schwarzen Lochs, OGLE-2011-BLG-0462. Hochrechnungen aus der Sternentstehungsgeschichte kommen auf etwa hundert Millionen stellare Schwarze Löcher in der Milchstraße. Gefahr besteht keine: Die nächsten bekannten sind über tausend Lichtjahre entfernt.

Quelle: Mikrolinsenbeobachtung OGLE-2011-BLG-0462, 2022: erstes allgemein anerkanntes isoliertes Schwarzes Loch. Hochrechnung: rund hundert Millionen stellare Schwarze Loecher in der Milchstrasse. [Sekundaer]

Galaxien, die sich fressen

Die Andromedagalaxie nähert sich uns mit rund 110 Kilometern pro Sekunde. Lange galt eine Verschmelzung in vier bis fünf Milliarden Jahren als gesichert. Dieser Stand hat sich geändert. Eine Untersuchung in Nature Astronomy vom Juni 2025 wertete Daten von Hubble und Gaia in 100 000 Simulationen aus und kommt auf rund 50 Prozent Wahrscheinlichkeit innerhalb von zehn Milliarden Jahren; für die nächsten fünf Milliarden Jahre nur etwa zwei Prozent. Deshalb heißt es im Buch, sie könnte die Milchstraße schlucken. Für Kinder ist das nebenbei ein gutes Beispiel dafür, dass Forschung ihre Antworten ändern darf. Für Sterne wäre ein solcher Zusammenstoß ohnehin harmlos: Die Abstände sind so groß, dass praktisch keiner mit einem anderen zusammenstößt.

Quelle: Nature Astronomy, Juni 2025: Auswertung von Hubble- und Gaia-Daten in 100 000 Simulationen ergibt rund 50 Prozent Verschmelzungswahrscheinlichkeit in zehn Milliarden Jahren, etwa zwei Prozent in fuenf Milliarden.

Der kleine Hubschrauber, der nicht aufgab

Der Marshubschrauber Ingenuity wog 1,8 Kilogramm und sollte in dreißig Tagen fünf Flüge zeigen. Daraus wurden fast drei Jahre und 72 Flüge, mit zusammen gut zwei Stunden Flugzeit und über 17 Kilometern Strecke. Im Januar 2024 beschädigte er bei einer Landung ein Rotorblatt und kann seither nicht mehr fliegen; als feste Wetter- und Messstation funkt er weiter. Fliegen kann er überhaupt nur, weil seine Rotoren mit rund 2 500 Umdrehungen pro Minute laufen — die Marsatmosphäre hat weniger als ein Prozent des irdischen Drucks.

Quelle: NASA/JPL: Mars-Hubschrauber Ingenuity, 72 Fluege statt der geplanten fuenf, Rotorschaden im Januar 2024. [Sekundaer]

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Das Haus im Weltraum

Die Internationale Raumstation umkreist die Erde in rund 400 Kilometern Höhe mit etwa 28 000 Kilometern pro Stunde und braucht dafür 90 Minuten. Seit dem 2. November 2000 ist sie ununterbrochen bewohnt; das sind inzwischen über 25 Jahre, in denen kein einziger Tag ohne Menschen an Bord verging. Sie ist so groß wie ein Fußballfeld und mit bloßem Auge als heller, ruhig wandernder Punkt zu sehen. Wann sie über den eigenen Wohnort zieht, lässt sich auf der NASA-Seite „Spot the Station" nachschlagen.

Quelle: NASA: ISS in rund 400 km Hoehe, 90 Minuten Umlaufzeit, seit dem 02.11.2000 ununterbrochen bewohnt. [Sekundaer]

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Der Roboter-Baum auf dem Mars

MOXIE war ein schuhkartongroßes Gerät an Bord des Rovers Perseverance. Es zerlegte das Kohlendioxid der Marsatmosphäre elektrochemisch und gewann daraus Sauerstoff. In sechzehn Läufen zwischen 2021 und 2023 erzeugte es zusammen rund 122 Gramm — so viel, wie ein Mensch in etwa vier Stunden atmet. Das klingt wenig, war aber der Nachweis des Verfahrens. Eine bemannte Rückkehr vom Mars braucht vor allem Sauerstoff als Treibstoffbestandteil, und den vor Ort herzustellen, spart tonnenweise Startmasse.

Quelle: NASA/MIT: MOXIE an Bord von Perseverance, sechzehn Laeufe zwischen 2021 und 2023, zusammen rund 122 Gramm Sauerstoff. [Sekundaer]

Reparatur aus der Ferne

Voyager 1 startete 1977 und ist heute über 24 Milliarden Kilometer entfernt; ein Funksignal braucht dorthin gut zweiundzwanzig Stunden. Im November 2023 begann die Sonde unverständliche Daten zu senden. Die Ursache fand sich in einem defekten Speicherbaustein des Flugdatensystems. Das Team verteilte den betroffenen Programmcode auf andere Speicherbereiche und funkte ihn hinauf; im April 2024 meldete sich die Sonde wieder mit brauchbaren Daten. Programmiert wurde dabei Technik aus den Siebzigerjahren, mit einer Antwortzeit von fast zwei Tagen je Versuch.

Quelle: NASA/JPL: Voyager 1, Stoerung des Flugdatensystems ab November 2023, Behebung durch Umverteilung des Programmcodes, brauchbare Daten wieder ab April 2024. [Sekundaer]

Die erste Mondlandung

Der Apollo Guidance Computer arbeitete mit rund 2 Megahertz, etwa 4 Kilobyte Arbeitsspeicher und 72 Kilobyte Festspeicher. Sein Programm war als Kernseilspeicher von Hand verwoben, Draht für Draht. Ein heutiges Mobiltelefon übertrifft ihn um viele Größenordnungen. Entscheidend war nicht Rechenleistung, sondern Zuverlässigkeit: Beim Anflug auf den Mond meldete der Rechner Überlastungsalarme, arbeitete aber die wichtigsten Aufgaben weiter ab, weil er dafür gebaut war, unwichtige fallen zu lassen. Die Software leitete Margaret Hamilton.

Quelle: Apollo Guidance Computer: rund 2 MHz, etwa 4 KB Arbeits- und 72 KB Festspeicher, Kernseilspeicher; Softwareleitung Margaret Hamilton. [Sekundaer]

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Weltraum-Billard

Am 26. September 2022 schlug die NASA-Sonde DART mit rund 22 000 Kilometern pro Stunde in den Asteroidenmond Dimorphos ein. Dessen Umlauf um den größeren Didymos verkürzte sich dadurch von 11 Stunden 55 Minuten auf 11 Stunden 23 Minuten, also um 32 Minuten — weit mehr als die als Erfolg gesetzten 73 Sekunden. Es war der erste Nachweis, dass sich die Bahn eines Himmelskörpers gezielt ändern lässt. Wichtig für besorgte Kinder: Von Didymos ging nie eine Gefahr aus, er war ein Übungsziel. Die europäische Sonde Hera untersucht seit 2024 das Ergebnis vor Ort.

Quelle: NASA, 26.09.2022: DART trifft Dimorphos; Umlaufzeit verkuerzt sich um 32 Minuten. ESA-Sonde Hera untersucht das Ergebnis seit 2024. [Sekundaer]

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Zurück zum Mond

Das Artemis-Programm soll Menschen zum Mond zurückbringen. Artemis I flog 2022 unbemannt um den Mond. Für Artemis II, den ersten bemannten Flug, ist Christina Koch als erste Frau auf einer Mondmission benannt, zusammen mit Victor Glover als erstem Schwarzen Astronauten einer solchen Mission. Sie sollen den Mond umrunden, nicht landen; die Landung ist für Artemis III vorgesehen. Termine haben sich mehrfach verschoben. Wer mit Kindern darüber spricht, sollte offenlassen, wann es so weit ist.

Quelle: NASA, Artemis-Programm: Artemis I 2022 unbemannt; fuer Artemis II sind Christina Koch als erste Frau und Victor Glover benannt. Termine haben sich mehrfach verschoben. [Sekundaer]

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Das goldene Super-Teleskop

Der Hauptspiegel des James-Webb-Weltraumteleskops besteht aus achtzehn sechseckigen Segmenten aus Beryllium und misst 6,5 Meter. Jedes Segment trägt eine Goldschicht von etwa hundert Nanometern; zusammen sind das nur rund 48 Gramm Gold. Gold, weil es Infrarotlicht besonders gut zurückwirft, und Infrarot ist das, wofür Webb gebaut wurde. Der fünflagige Sonnenschutz ist etwa so groß wie ein Tennisplatz und hält die Instrumente bei minus 233 Grad — nur so lassen sich die schwachen Wärmesignale ferner Galaxien überhaupt messen.

Quelle: NASA: James-Webb-Weltraumteleskop, 18 Berylliumsegmente, 6,5 m Hauptspiegel, Goldschicht von rund hundert Nanometern, zusammen etwa 48 Gramm; Sonnenschutz von der Groesse eines Tennisplatzes. [Sekundaer]

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Was war vor dem Urknall?

Der Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren ist durch drei unabhängige Beobachtungen gestützt: die Fluchtbewegung der Galaxien, die kosmische Hintergrundstrahlung und die gemessenen Häufigkeiten der leichtesten Elemente.

Quelle: Alter des Universums 13,8 Milliarden Jahre; gestuetzt auf Fluchtbewegung der Galaxien, kosmische Hintergrundstrahlung und Elementhaeufigkeiten. [Sekundaer]

Die dunkle Materie

In den 1970er-Jahren maß Vera Rubin, wie schnell sich Sterne am Rand von Galaxien bewegen. Nach der sichtbaren Masse hätten sie langsamer sein müssen, je weiter außen sie stehen; gemessen wurde nahezu gleiche Geschwindigkeit. Entweder fehlt also Masse, oder die Schwerkraft verhält sich anders als gedacht. Die verbreitete Erklärung ist Dunkle Materie: rund 27 Prozent des Energieinhalts des Alls, gegen etwa 5 Prozent gewöhnliche Materie. Sie leuchtet nicht und reagiert mit Licht gar nicht. Direkt nachgewiesen ist sie bis heute nicht, trotz jahrzehntelanger Suche in Untergrundlaboren.

Quelle: Vera Rubin, Rotationskurven von Galaxien, 1970er-Jahre; Dunkle Materie rund 27 Prozent des Energieinhalts gegen etwa 5 Prozent gewoehnliche Materie. Direkt nachgewiesen ist sie nicht. [Sekundaer]

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Wohin führt das Schwarze Loch?

Innerhalb des Ereignishorizonts gibt es keinen Weg zurück, auch nicht für Licht. Die Allgemeine Relativitätstheorie sagt im Zentrum eine Singularität voraus, einen Punkt unendlicher Dichte. Das ist allerdings weniger eine Antwort als ein Eingeständnis: An dieser Stelle versagt die Theorie, und eine Quantengravitation, die dort weiterhelfen würde, gibt es noch nicht. Wurmlöcher in andere Bereiche des Alls sind mathematisch denkbar, aber es gibt keinerlei Hinweis, dass sie existieren. Wer Kindern gegenüber ehrlich bleiben will, sagt: Das weiß niemand.

Quelle: Ereignishorizont und Singularitaet als Vorhersage der Allgemeinen Relativitaetstheorie; an dieser Stelle versagt die Theorie. Wurmloecher sind mathematisch denkbar, ohne jeden Beobachtungshinweis. [Sekundaer]

Gibt es noch andere Universen?

Die Vorstellung mehrerer Universen taucht in mehreren Theorien auf, unter anderem in Modellen der kosmischen Inflation und in Deutungen der Quantenmechanik. Sie ist damit nicht willkürlich erfunden, aber sie hat ein grundlegendes Problem: Sie lässt sich nach heutigem Stand nicht prüfen. Andere Universen könnten mit unserem nicht in Verbindung stehen, also auch keine Spur hinterlassen. Manche Fachleute halten die Frage deshalb für nicht der Physik zugehörig. Für Kinder ist das ein gutes Beispiel dafür, dass eine spannende Idee noch keine Wissenschaft ist.

Quelle: Multiversum in Modellen der kosmischen Inflation und in Deutungen der Quantenmechanik; nach heutigem Stand nicht pruefbar. [Sekundaer]

Der Kampf von Materie und Anti-Materie

Zu jedem Teilchen gibt es ein Antiteilchen mit entgegengesetzter Ladung. Treffen beide zusammen, verwandeln sie sich vollständig in Energie. Antimaterie ist keine Theorie: Am CERN wird sie hergestellt und in Magnetfallen sekundenlang festgehalten, und in der Medizin nutzt die Positronen-Emissions-Tomografie sie täglich. Das eigentliche Rätsel ist ein anderes: Nach dem Urknall hätte gleich viel Materie und Antimaterie entstehen müssen, beide hätten sich restlos vernichtet, und es gäbe nichts. Warum ein winziger Überschuss an Materie blieb, ist eine der größten offenen Fragen der Physik.

Quelle: Antimaterie am CERN hergestellt und in Magnetfallen gehalten; Anwendung in der Positronen-Emissions-Tomografie. Offen bleibt der Materieueberschuss nach dem Urknall. [Sekundaer]

Was bläst das Weltall auf?

1998 stellten zwei Arbeitsgruppen anhand ferner Supernovae fest, dass sich die Ausdehnung des Alls nicht verlangsamt, sondern beschleunigt. Dafür gab es 2011 den Nobelpreis. Die Ursache nennt man Dunkle Energie; sie macht rund 68 Prozent des Energieinhalts aus und wirkt gleichmäßig im leeren Raum. Was sie ist, weiß niemand. Aktuelle Messungen des DESI-Projekts deuten sogar an, dass sie sich mit der Zeit ändern könnte — das wäre eine erhebliche Abweichung vom Standardmodell. Der Name beschreibt eine Beobachtung, keine Erklärung.

Quelle: Nobelpreis fuer Physik 2011 fuer die beschleunigte Ausdehnung; Dunkle Energie rund 68 Prozent des Energieinhalts. Aktuelle DESI-Messungen deuten auf eine moegliche Veraenderung mit der Zeit. [Sekundaer]

Ist da jemand?

Bekannt sind inzwischen über 6 000 Exoplaneten; einige Dutzend liegen in der habitablen Zone ihres Sterns, wo flüssiges Wasser möglich wäre. Gefunden wurde bisher kein einziger Hinweis auf Leben. Die Drake-Gleichung von 1961 ordnet die Unbekannten, liefert aber keine Zahl, weil fast alle ihrer Faktoren unbekannt sind. Dem steht das Fermi-Paradoxon gegenüber: Wenn es so viele Sterne gibt, warum ist dann nichts zu hören? Für Kinder lohnt der Hinweis, dass Leben nicht menschenähnlich sein müsste — die vier Milliarden Jahre Erdgeschichte bestanden fast ausschließlich aus Einzellern.

Quelle: Ueber 6 000 bestaetigte Exoplaneten; kein Hinweis auf Leben. Drake-Gleichung 1961, Fermi-Paradoxon. [Sekundaer]

Hat das All ein Ende?

Das beobachtbare Universum reicht rund 46 Milliarden Lichtjahre in jede Richtung. Diese Grenze ist keine Wand, sondern eine Sichtgrenze: Weiter entferntes Licht hatte seit dem Urknall noch nicht genug Zeit, uns zu erreichen. Messungen der Hintergrundstrahlung zeigen, dass der Raum in großem Maßstab flach ist; das spricht dafür, dass er unendlich weitergeht, beweist es aber nicht. Denkbar bleibt auch ein in sich geschlossener Raum, in dem man nach sehr langer Reise wieder am Ausgangspunkt ankäme. Beide Möglichkeiten stehen nebeneinander, so wie es der Kindertext sagt.

Quelle: Beobachtbares Universum rund 46 Milliarden Lichtjahre Radius; Messungen der Hintergrundstrahlung zeigen einen in grossem Massstab flachen Raum. [Sekundaer]