Wie ist das Universum? Hier ist die Antwort, die Sie wollen

Ein unvergessliches Geruchserlebnis

Wie riecht der Weltraum? Das ist eine sehr verwirrende Frage. Und jeder könnte meinen, dass jemand, der nach dem Geruch des Weltraums gefragt hat, wahrscheinlich nicht lebend zurückkehren kann, sodass diese Frage zu einem ungelösten Fall geworden zu sein scheint.

Tatsächlich hat diese Frage die Wissenschaftler schon seit langem verwirrt. Obwohl direktes Riechen im Weltraum sicherlich keine guten Ergebnisse bringt, können wir durch indirektes Riechen dennoch den Geruch des Weltraums wahrnehmen. Das heißt, wenn Astronauten einen Weltraumspaziergang absolvieren, tragen sie bei ihrer Rückkehr zur Kapsel noch für kurze Zeit den Geruch des Weltraums in sich.

Der pensionierte amerikanische Astronaut Tony Antonelli erinnert sich noch immer an das erste Mal, als er im Weltraum die Luke öffnete. In einem Interview sagte er: „Ich hatte zehn Jahre lang eine Ausbildung absolviert, aber als ich die Luke öffnete, war ich völlig geschockt. Niemand hatte mir von dem Geruch des Weltraums erzählt. Der Geruch war stark und einzigartig, völlig anders als alles, was ich zuvor auf der Erde gerochen hatte. Ich weiß nicht, wie ich ihn beschreiben soll. Es war der Geruch einer metallischen Mischung.“

Auch der amerikanische Astronaut Don Petit beschrieb 2003 den Geruch des Weltraums: „Jedes Mal, wenn wir die Luke öffnen, um müde Astronauten hereinzulassen, wird unser Geruchssinn von einem besonderen Geruch angegriffen.“ Zuerst fragte ich mich, woher der Geruch kam, aber dann bemerkte ich, dass er von den Raumanzügen, Helmen, Handschuhen und Werkzeugen der Astronauten stammte. Textilien neigen eher zur Geruchsaufnahme als Geräte aus Metall oder Kunststoff. Petit gab zu, dass der Geruch schwer zu beschreiben sei. Die beste Antwort, die ich geben kann, ist metallisch, ein sehr angenehmer metallischer Geruch, der mich an die Stunden ununterbrochener Schweißarbeiten an den Bücherregalen im College erinnert.

Basierend auf den Beschreibungen der Astronauten versucht die NASA derzeit, den Geruch des Weltraums zu Trainingszwecken nachzubilden. Die Probeproduktion einer Probe eines Weltraumparfüms wurde abgeschlossen und durch Crowdfunding werden Projektmittel für die Massenproduktion des Parfüms gesammelt. Diesem Projekt zufolge könnte in naher Zukunft jeder in den Genuss dieses unvergesslichen Geruchserlebnisses kommen.

Die Form der Debatte

Hat das Universum Grenzen? Ist es geschlossen? Noch offen? Welche Form hat es? Ist es ein flacher Raum, ein kugelförmiger Raum oder hat es eine andere Form?

Theorie der geschlossenen Kugel

Bereits 1917 begann Einstein, den Ursprung des Universums anhand von Feldgleichungen zu untersuchen. Einstein glaubte, dass die Verteilung der Materie im kosmischen Maßstab gleichmäßig und isotrop sein sollte. Zu diesem Zweck schlug er das berühmte kosmologische Prinzip vor. Es wurde in Echtzeit demonstriert, dass dieses Prinzip überraschend gut mit späteren astronomischen Beobachtungen übereinstimmt. Basierend auf dem kosmologischen Prinzip entwickelte Einstein ein geschlossenes, endliches und statisches Universumsmodell. Dies ist auch das erste international relativ anerkannte Universumsmodell.

Offene Unendlichkeitstheorie

Im Jahr 1922 entdeckten russische Wissenschaftler durch die Lösung von Einsteins Feldgleichungen, dass das Universum nicht unbedingt statisch ist, sondern sich möglicherweise auch ausdehnt. Basierend auf den Prinzipien der Kosmologie entdeckte er, dass Einsteins Feldgleichungen drei Lösungsformen haben: erweiterter dreidimensionaler flacher Raum, erweiterter dreidimensionaler sphärischer Raum und erweiterte dreidimensionale Pseudosphäre.

Anschließend zeigten zahlreiche astronomische Beobachtungen, dass das Universum im Raum nahezu flach ist, d. h., dass unabhängig von der entfernten Dimension eine unendliche Oberfläche erhalten bleibt. Im Jahr 1980 schlug der amerikanische Wissenschaftler Guth die Inflationstheorie vor, die auch die Flachheit des Universums gut erklärt.

Obwohl die Inflationstheorie und das kosmologische Standardmodell eines flachen Universums tief in den Köpfen der Menschen verwurzelt sind und sogar zum Konsens werden, können wir die Möglichkeit nicht ausschließen, dass wir in einer sphärischen oder hyperbolischen Welt leben, denn wenn das Modell groß genug ist, wird der von uns erkannte Maßstab nur einen sehr kleinen Anteil ausmachen, so dass, egal welches Modell verwendet wird, der erkannte Maßstab nahezu flach erscheinen wird.

Aus diesem Grund glaubten die Menschen früher, die Erde sei flach – die Krümmung der Erde war zu gering, um sie auf den Skalen, die sie beobachten konnten, zu erkennen.

Theorie der geschlossenen Kugeln, Phase II

In den letzten Jahren hat die Theorie der kosmischen Expansion breite Akzeptanz gefunden. Allerdings wurde im 2018 veröffentlichten Spektrum der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung eine Anomalie entdeckt. Dieses Phänomen lässt sich nicht durch das Standardmodell der Kosmologie erklären, das auf einem dynamischen, flachen Universum basiert. Dies veranlasste DiValentino und drei weitere Kosmologen, die Frage nach der Form des Universums erneut zu untersuchen. Sie fanden heraus, dass sie, wenn sie die Idee des dynamischen flachen Universums der Standardkosmologie aufgeben und zu dem von Einstein in seinen frühen Jahren begründeten statischen geschlossenen Universum zurückkehren würden, nicht nur mit dieser Anomalie gut umgehen könnten, sondern auch die Krise der Hubble-Konstante erheblich lindern könnten, und damit zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen würden.

Derzeit wurde diese wichtige Idee 2019 in der Nature Literature veröffentlicht.

Die Debatte über die dynamischen und statischen Modelle des Universums, die viele Jahre lang geruht hatte, hat wieder begonnen.

Ändern der Farben

Wenn Sie nachts in den Sternenhimmel blicken, haben Sie dann schon einmal daran gedacht, dass die wahre Farbe des Universums vielleicht nicht das einfache Schwarz vor Ihnen ist?

Um uns ein realistischeres Bild des Universums zu zeigen, beobachtet die NASA das Universum seit 26 Jahren durch das Hubble-Teleskop. Durch die ständig zurückgesendeten Fotos sehen wir farbenfrohe Bilder von Himmelskörpern im Universum, aber welche Farbe hat das makroskopische Universum insgesamt?

Astronomen untersuchten die Farbe des von 200.000 fotografierten Galaxien ausgestrahlten Lichts, um herauszufinden, welche Farbe man erhielte, wenn man den gesamten Himmel damit übermalte und die Farben vermischte – ein sanfter Latte Macchiato.

Wissenschaftler sind jedoch der Ansicht, dass zur Analyse der Farbe des Universums Rotverschiebungsuntersuchungen unzähliger Sterne erforderlich sind. Basierend auf bestehenden Theorien befindet sich das Universum derzeit in einem Zustand beschleunigter Expansion und die Abstände zwischen den großen Sternen ändern sich ständig. Diese Änderung wirkt sich auf die Wellenlänge des vom Teleskop empfangenen Lichts aus und das Sternenlicht kann die Farbe des Universums in großem Maße beeinflussen. Zusätzlich zum Einfluss der kosmischen Expansion ist die Farbe des Sternenlichts eine Darstellung seiner eigenen Temperatur. Heiße Sterne neigen dazu, blau zu sein, während kalte Sterne eher rot sind. Die Farbe des Universums hat sich im Laufe von Milliarden von Jahren allmählich verändert, da kurzlebige, extrem aktive blaue Sterne immer schneller sterben und dadurch der Farbanteil stabiler Sterne, die rötliches Licht aussenden, zunimmt. Derzeit enthält unser Universum eine große Anzahl von Sternen, die hauptsächlich rot und blau sind, sowie viel bunten Staub und Gas, die zusammen der Farbe von Latte-Kaffee ähneln.

Ein schwer fassbarer Klang

Wir alle wissen, dass für die Schallausbreitung ein Medium erforderlich ist. Und da der Weltraum ein Vakuum ist, ist es für uns schwer, Schall im Weltraum einzufangen. Wenn wir nur vom Hören sprechen, kann der Raum als still betrachtet werden.

Doch der Weltraum ist nicht leer, sondern enthält eine kleine Menge an Teilchen. Nur ist die Dichte viel geringer als in der Atmosphäre auf der Erdoberfläche, die wir kennen. Wie niedrig sollte es sein? Auf der Erdoberfläche befindet sich eine große Menge Luft, im Durchschnitt sind es 3×1020 Gasmoleküle pro Kubikzentimeter Boden. Im Weltraum gibt es im Durchschnitt nur 5 Protonen auf der gleichen Raumgröße. Daher ist es sehr schwierig, Schallwellen im Weltraum zu empfangen. Die Hauptmethode besteht nun darin, mithilfe wissenschaftlicher Forschungsgeräte verschiedene Strahlen im Weltraum zu sammeln, umzuwandeln und zu verstärken und schließlich die Weltraumgeräusche wiederherzustellen, die wir hören können.

Tatsächlich ist es im Weltraum auch sehr laut und jeder Planet hat seinen eigenen Klang. Laut den aktuell von der NASA veröffentlichten Audiodaten haben beispielsweise die Geräusche jedes Himmelskörpers im Sonnensystem ihre eigenen Charakteristika. Unter ihnen gehören Mars, Uranus und Pluto zum „Windsystem“: Das Geräusch des Mars ist wie das Heulen des kalten Windes im kalten Land Nordostchinas, Uranus fügt dem kalten Wind des Mars einige Wirbel hinzu und Pluto ist wie das Geräusch eines nackten Fahnenmastes, der im Wind vibriert; Sonne und Venus gehören zum Metallsystem: Der Klang der Sonne ist wie das Echo einer sanften Metallschwingung, und der Klang der Venus ist tiefer als der der Sonne. Merkur, Erde und Neptun gehören zum mechanischen System: Merkur ist wie das Dröhnen eines startenden Motorradmotors, die Erde ist wie das Dröhnen, das zurückbleibt, wenn ein Flugzeug tief vorbeifliegt, und Neptun ist wie das Geräusch von Schneeflocken auf einem alten Schwarzweißfernseher, wenn kein Signal vorhanden ist; Saturn und Jupiter gehören zum Horrorsystem: Ihre Geräusche sind die Hintergrundgeräusche von Horrorfilmen, die die Menschen erschauern lassen.

Jeder beschreibt Geräusche anders. Hören Sie sich also diese seltsamen Weltraumgeräusche an und nur Sie werden wissen, was Sie hören.