Materie

Vorkommen

Sterne und die Milchstraße am Nachthimmel. Im Universum gibt es etwa 10²² bis 10²³ Sterne.

Wissenschaftlich begründete Schätzungen der Gesamtmasse des Universums reichen von 10⁵³ bis 10⁶⁰ kg.

Gemäß dem Lambda-CDM-Modell, dem aktuellen Standardmodell der Kosmologie, liegen etwa 17 % des gesamten Materieinhalts des Universums in Form von baryonischer Materie vor, also Materie, bei der Protonen und Neutronen den größten Teil der Masse ausmachen.

Ein Teil dieser Materie sind Sterne, das sind selbstleuchtende Gaskugeln, die durch die Gravitation zusammengehalten werden. Sie entstehen gemäß dem Jeans-Kriterium durch den Gravitationskollaps einer Gaswolke. Der Gravitationskollaps wird durch die Energie der einsetzenden Fusionsreaktion von Wasserstoff zu Helium im Inneren des Sterns für Millionen oder Milliarden Jahre gestoppt, und der Stern tritt in eine stabile Phase als Hauptreihenstern ein. Wenn der Wasserstoffbrennstoff verbraucht ist, tritt die Endphase der Sternentwicklung ein, in der der Stern je nach Masse übergangsweise zu einem Roten Riesen oder einer Supernova wird und dann als Weißer Zwerg, Neutronenstern oder Schwarzes Loch endet. Die zirka 10²² bis 10²³ Sterne im Universum sind in Galaxien, Galaxienhaufen und Superhaufen strukturiert.

Den restlichen Teil der baryonischen Materie bezeichnet man als Interstellare Materie oder als Intergalaktische Materie, je nachdem, ob sie sich innerhalb einer Galaxie oder zwischen den Galaxien befindet. Sie besteht aus Gas, Staub und größeren Klumpen, wie Planeten. Das Gas liegt atomar oder ionisiert vor und besteht zum größten Teil aus Wasserstoff.

Die restlichen 83 % sind Dunkle Materie, die nicht leuchtet und über deren Natur es bisher keine gesicherten Erkenntnisse gibt. In den Spekulationen über die Dunkle Materie spielen unter anderem Neutrinos und die Supersymmetrischen Partner der bekannten Teilchen wichtige Rollen. Die großräumige Verteilung der Dunklen Materie ähnelt der der Leuchtenden stark, da sich nach dem kosmologischen Standardmodell der Strukturbildung im Universum zuerst die Dunkle Materie ansammeln konnte und die leuchtende Materie dann in die Zentren dieser Halos genannten ellipsoiden Ansammlungen fiel.

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