Das Licht und wie es durch den Weltraum reist

Eines der wichtigsten Dinge im Universum ist das elektromagnetische Feld. Es durchdringt alles und hält nicht nur Atome zusammen, sondern bewirkt auch, dass Elektronen verschiedene Atome aneinanderbinden oder als elektrischer Strom fließen. Unsere alltägliche Welt besteht aus einer enormen Anzahl von Atomen, die durch das elektromagnetische Feld verbunden sind. Selbst Lebewesen wie Menschen brauchen das elektromagnetische Feld, um zu existieren und zu funktionieren.

Das Wackeln eines Elektrons erzeugt Wellen im Feld - das ist so ähnlich, als ob du im Bad mit dem Finger wackelst und Wellen machst. Diese Wellen heißen elektromagnetische Wellen, und weil das Feld überall ist, können die Wellen weit durch das Universum wandern, bis sie von anderen Elektronen gestoppt werden, die ihre Energie absorbieren (aufnehmen). Es gibt verschiedene Arten von Wellen. Einige beeinflussen das menschliche Auge, wir nennen sie die verschiedenen Farben des sichtbaren Lichts. Andere Typen sind Radiowellen, Mikrowellen, Infrarot, Ultraviolett, Röntgenstrahlen und Gammastrahlen. Elektronen werden die ganze Zeit zum Wackeln gebracht (von Atomen, die selbst wackeln), sodass alle Objekte ständig elektromagnetische Wellen abgeben. Bei Zimmertemperatur sind sie überwiegend infrarot, aber in viel heißeren Objekten ist das Wackeln heftiger und erzeugt sichtbares Licht. Licht bewegt sich mit 300000 Kilometern pro Sekunde. Das ist sehr schnell, doch Licht von der Sonne braucht trotzdem 8 Minuten und 30 Sekunden, um uns zu erreichen. Vom nächsten Stern braucht es über vier Jahre.

Elektromagnetische Wellen können verschiedene Wellenlängen haben. Gammastrahlen sind kurze Wellen und Radiowellen sind lange Wellen.

Sichtbares Licht liegt in der Mitte, zwischen dem infraroten und dem ultravioletten.

Sehr heiße Objekte im Weltraum, etwa Sterne, erzeugen sichtbares Licht, das sehr weit reisen kann, bevor es auf etwas trifft. Wenn du einen Stern betrachtest, kann das Licht von ihm ruhig und ungestört Hunderte von Jahren durch den Weltraum gereist sein. Es tritt in dein Auge ein und wackelt dort an den Elektronen in der Netzhaut, was elektrische Ströme erzeugt, die den Sehnerv entlang zum Gehirn wandern; das Gehirn sagt dann: »Ich sehe einen Stern!« Wenn der Stern sehr weit weg ist, brauchst du eventuell ein Teleskop, das genug Licht für dein Auge sammelt, oder die wackelnden Elektronen erzeugen ein Foto oder ein Signal für einen Computer.

Das Universum expandiert ständig und dehnt sich wie ein Ballon aus. Daher bewegen sich entfernte Sterne und Galaxien von der Erde weg. Die Expansion dehnt auch das Licht bei seiner Reise durch den Weltraum - je weiter es reist, desto mehr wird es gedehnt. Diese Dehnung lässt sichtbares Licht rötlicher aussehen, deshalb nennt man den Effekt Rotverschiebung. Irgendwann, wenn es weit genug gereist ist, ist das Licht gar nicht mehr sichtbar und wird erst zu Infrarot und dann zu Mikrowellenstrahlung (die gleiche Strahlung wie auf der Erde im Mikrowellenherd). Genau das passierte mit dem unglaublich starken Licht, das beim Urknall erzeugt wurde: Nach einer Reise von 13

Milliarden Jahren ist es heute als Mikrowellenstrahlung messbar, die aus allen Raumrichtungen kommt. Sie trägt den eindrucksvollen Namen »kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung« und ist nichts anderes als das Nachleuchten des Urknalls selbst.

 
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