Das Weltall (auch Kosmos, Weltraum, Universum, All) umfasst alles, was existiert, Raum, Zeit, Materie und Energie. Es entstand vermutlich vor 13,7 Milliarden Jahren durch den Urknall und breitet sich seither unaufhörlich aus. Trotz des Alters von 13,7 Milliarden Jahren und seiner scheinbar unendlichen Größe ist es noch recht jung. Das Weltall wird wohl noch einige Billionen Jahre existieren.
Was weiter geschehen wird, können wir nur vermuten. Entweder es
dehnt sich bis in alle Ewigkeit weiter aus, oder es kommt irgendwann zum
Stillstand und zieht sich aufgrund der Gravitation wieder zu einem
Punkt zusammen. Bis dahin entstehen und vergehen weitere Generationen
von Sternen. Unsere Sonne, selbst ein Stern der zweiten oder dritten
Generation, wird es nicht bis zum Ende des Universums geben. Ihre
Lebensdauer ist auf etwa 11 Mrd Jahre begrenzt, wovon sie etwa die
Hälfte schon hinter sich hat.
Der Raum ist dunkel, kalt, leer und unvorstellbar
groß. Nach menschlichem Ermessen hat er kein Ende oder äußere
Begrenzung, und falls doch, können wir nicht so weit sehen. Außerdem
dehnt sich der Raum auch noch ständig aus, wird also größer und größer
und größer..
Die Temperatur des Weltalls ist vermessen worden. Sie
beträgt etwa -270 Grad Celcius, also gerade einmal 3 Grad über dem
absolut möglichen Tiefpunkt von -273 Grad Celcius. Forscher meinen,
diese 3°-Temperatur, auch Hintergrundstrahlung genannt, ist das Echo des Urknalls. Anfangs war das Weltall sehr heiß, aber seit Anbeginn kühlt es sich ab und ist inzwischen bei dieser extremen Kälte angelangt.
Die Zeit begann nach dem Urknall gleichzeitig mit dem Raum, der Materie und der Energie zu existieren und läuft seitdem weiter und weiter, ein Zurück gibt es nicht. Seit Albert Einsteins Relativitätstheorie wissen wir, dass Zeit nicht überall gleich abläuft, sondern an ein Bezugssystem gebunden ist. Je nach Beobachtungsstandort kann sie schneller oder langsamer ablaufen.
Materie und Energie sind laut Einsteins berühmter Formel E = m * c2 fast
das Gleiche, und eines kann ins andere umgewandelt werden. Materie
können wir beobachten, denn daraus haben sich nach dem Urknall Sterne
und Planeten geformt. Die Sterne wiederum bildeten weitere Strukturen im Weltall heraus. Im Großen sind das gigantische Sternansammlungen, die wir Galaxien nennen.
Im
Kleinen bildeten sich Sonnensysteme wie unseres, in dem der Stern im
Mittelpunkt steht und zahllose kleinere Körper ihn umkreisen: Planeten, Asteroiden, Kometen und vieles mehr. Zur Materie gehören auch Gas- und Staubwolken, die es zahllos im Weltall gibt.
Diese Wolken sind entweder Überreste von ausgebrannten Sternen oder Geburtsstätten für neue Sterne.
Neben all dieser sichtbaren Materie vermuten Forscher eine
geheimnisvolle Dunkle Materie, von der sie auch nicht genau sagen
können, aus was sie besteht. Ein kleiner Teil davon sind ausgebrannte
Sternenreste oder Planeten, die ihren Stern verloren haben und für uns
nicht sichtbar sind, weil sie keiner mehr anleuchtet. Der größere Teil
aber ist mysteriös. Vielleicht besteht die Dunkle Materie ja aus
Antimaterie? Wer weiß..
Energie durchdringt den Weltraum in Form von
Strahlung. Einen kleinen Teil davon können wir sehen. Es ist das für uns
sichtbare Licht der Sonne und all den anderen Sternen. Den weitaus
größten Teil der Strahlung können wir nicht wahrnehmen, da unsere Augen
dafür nicht empfindlich genug sind. Sie ist aber doch vorhanden, und wir
können sie auch nachweisen, denn sie lässt sich messen.
Es handelt sich um Wärmestrahlung, Radiowellen, Infrarotstrahlung,
UV-Strahlung, Röntgenstrahlung und Gammastrahlung. Um sie zu beobachten,
wird bei jeder Strahlungsart ein anderes Messgerät oder Teleskop
benötigt.