Herzlich willkommen im Universum

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Größenverhältnisse im Universum

Neil deGrasse Tyson

Wir beginnen mit den Sternen, fliegen hoch und davon - in die Galaxis, das Universum und noch viel weiter. Wie sagt Buzz Lightyear in Toy Story? »Bis in die Unendlichkeit und noch viel weiter!«

Es ist ein riesiges Universum. Ich möchte Sie mit der Größe und dem Ausmaß des Kosmos vertraut machen, der größer ist, als Sie denken. Er ist heißer, als Sie denken. Er ist dichter, als Sie denken. Er ist leerer, als Sie denken. Alles, was Sie über das Universum denken, ist weniger exotisch als die Wirklichkeit. Vergegenwärtigen wir uns ein paar grundlegende Dinge, bevor wir beginnen. Ich möchte Sie in die Welt der großen und kleinen Zahlen einführen, das wird Ihren Wortschatz auffrischen und Ihnen die Größenverhältnisse im Universum näherbringen. Lassen Sie mich mit der Zahl 1 beginnen. Sie haben sie schon oft gesehen. Sie hat keine angehängten Nullen. In Exponentialschreibweise wird sie zu zehn hoch null, 100. Die Zahl 1 hat keine Nullen rechts von dieser 1, was durch den Exponenten null angegeben wird. Natürlich lässt sich 10 auch als zehn hoch eins schreiben, 101. Schauen wir uns tausend an - 103. Wie ist das metrische Präfix für tausend? Kilo- Kilogramm - tausend Gramm; Kilometer - tausend Meter. Nehmen wir noch drei Nullen dazu, 1 Million, 106, das Präfix ist mega-. Vielleicht konnte man noch nicht weiter zählen, als man das Megaphon erfand; hätte man damals von der Milliarde gewusst - drei Nullen mehr -, hätte man es vielleicht »Gigaphon« genannt. Wenn Sie sich für die Dateigrößen auf Ihrem Computer interessieren, sind Ihnen zwei Wörter geläufig - »Megabyte« und »Gigabyte«. Ein Gigabyte hat 1 Milliarde Byte.1 Ich bin nicht davon überzeugt, dass Sie wissen, wie groß 1 Milliarde tatsächlich ist. Schauen wir uns in unserer Welt um und prüfen wir, welche Dinge in Milliarden vorkommen.

Zunächst einmal gibt es 7 Milliarden Menschen auf der Erde. Bill Gates? Wie viel hat er? Als ich das letzte Mal nachgesehen habe, waren es an die 80 Milliarden Dollar. Er ist der Schutzheilige der Geeks; zum ersten Mal wird die Welt von Geeks kontrolliert. Während des größten Teils der Menschheitsgeschichte war das nicht der Fall. Die Zeiten haben sich geändert. Wo haben Sie schon einmal 100 Milliarden gesehen? Nun, nicht ganz 100 Milliarden. McDonald's. »Mehr als 99 Milliarden serviert.« Das ist die größte Zahl, die Sie jemals auf der Straße gesehen haben. Ich weiß noch, als das Zählen anfing. Der McDonald's meiner Kindheit verkündete stolz und in großen Lettern: »Mehr als 8 Milliarden serviert.« Nie erschien auf dem McDonald's-Schild die Zahl 100 Milliarden. Man hatte dort nur Platz für zwei Ziffern gelassen, daher endete die Burger-Zählung bei 99 Milliarden. Doch jetzt macht man bei McDonald's auf Carl Sagan und sagt: »Milliarden und Abermilliarden serviert.«

Nehmen Sie 100 Milliarden Hamburger, und legen Sie sie dicht aneinander. Beginnen Sie in New York City, und halten Sie sich westwärts. Erreichen Sie Chicago? Natürlich. Kommen Sie nach Kalifornien? Klar doch. Bringen Sie die Dinge irgendwie zum Schwimmen. Diese Berechnung gilt für den Durchmesser der Brötchen (10 Zentimeter), denn der Burger an sich ist etwas kleiner als das Brötchen. Also, in dieser Rechnung geht es nur um das Brötchen. Jetzt legen Sie die Semmeln auf einer großen kreisförmigen Route als dichte, schwimmende Reihe quer über die Weltmeere - über den Pazifik, vorbei an Australien und Afrika, und kehren Sie zurück über den Atlantik, bis Sie schließlich mit Ihren 100 Milliarden Hamburgern wieder in New York City landen. Das sind eine Menge Hamburger. Trotzdem haben Sie noch ein paar übrig, nachdem Sie die Erde einmal umkreist haben. Und was fangen Sie mit dem Rest an? Sie wiederholen die Reise, genauer: Sie führen 215 weitere Erdumrundungen durch! Immer noch haben Sie ein paar übrig. Diese Kreise um die Erde werden Ihnen langweilig. Was tun Sie? Sie stapeln sie. Nachdem Sie die Erde 216-mal umrundet haben, beginnen Sie also, Ihre Hamburger zu stapeln. Wie hoch kommen Sie nach Ihren 216 Erdumkreisungen? Bis zum Mond und zurück, und das mit gestapelten Hamburgern (jeder 5 Zentimeter hoch). Erst dann werden sie Ihre 100 Milliarden Hamburger aufgebraucht haben. Deshalb haben Kühe Angst vor McDonald's. Zum Vergleich: Die Milchstraße hat rund 300 Milliarden Sterne. Wir sehen also: McDonald's rüstet sich für den Kosmos.

Wenn Sie 31 Jahre, 7 Monate, 9 Stunden, 4 Minuten 20 Sekunden alt sind, haben Sie Ihre milliardste Sekunde erlebt. Als ich das Alter erreicht hatte, habe ich die Sekunde mit einer Flasche Champagner gefeiert. Es war eine winzige Flasche. So oft kommt man nicht zur Milliarde.

Weiter geht's. Was kommt als Nächstes? 1 Billion: 1012. Auch dafür haben wir ein metrisches Präfix: tera-. Sie können nicht bis 1 Billion zählen. Natürlich könnten Sie es versuchen. Aber wenn Sie pro Sekunde eine Zahl schafften, brauchten Sie tausendmal 31 Jahre - 31.000 Jahre, weshalb ich also raten würde, das nicht auszuprobieren, auch nicht zu Hause. Vor 1 Billion Sekunden haben Höhlenbewohner - Troglodyten - Bilder auf die Wände ihres Wohnzimmers gemalt.

Am Rose Center of Earth and Space in New York zeigen wir eine spiralförmige Zeitlinie des Universums, die mit dem Urknall beginnt und sich über einen Zeitraum von 13,8 Milliarden Jahren entfaltet. Auseinandergewickelt hat sie die Länge eines Footballfeldes. Jeder Schritt, den Sie machen, umfasst 50 Millionen Jahre. Wenn Sie an das Ende der Rampe gelangen, fragen Sie sich, wo sind wir? Wo ist die Geschichte der menschlichen Spezies? Der gesamte Zeitraum von 1 Billion Sekunden bis heute, von den graffitibesessenen Höhlenmenschen bis heute, entspricht nur der Dicke jenes einen menschlichen Haares, das wir am Ende dieser Zeitlinie angebracht haben. Sie denken vielleicht, wir leben lange Leben, Sie denken, Zivilisationen überdauern lange Zeiträume - nicht aus Sicht des Kosmos selbst.

Was kommt als Nächstes? 1015. Das ist 1 Billiarde, mit dem metrischen Präfix peta-. Sie ist eine meiner Lieblingszahlen. Laut dem Ameisenexperten E. O. Wilson leben zwischen 1 und 10 Billiarden Ameisen auf (und in) der Erde.

Und dann? 1018, 1 Trillion - metrisches Präfix exa-. Das entspricht der geschätzten Zahl von Sandkörnern auf zehn großen Stränden. Der berühmteste Strand der Welt ist die Copacabana in Rio de Janeiro. Sie ist 4,2 Kilometer lang und war 55 Meter breit, bevor man sie auf 140 Meter verbreiterte, indem man sie mit 3,5 Millionen Kubikmetern Sand zuschüttete. Die mittlere Größe von Sandkörnern an der Copacabana beträgt auf der Höhe des Meeresspiegels einen Drittelmillimeter. Das ergibt 27 Sandkörner pro Kubikmillimeter. Folglich enthalten 3,5 Millionen Kubikmeter dieses Sandes rund 1017 Sandkörner. Das ist der größte Teil des Sandes, der sich heute dort befindet. Damit hätten zehn Copacabana-Strände rund 1018 Sandkörner.

Noch ein Schritt mit dem Faktor 1000, und wir gelangen zu 1021, einer Trilliarde. Wir haben uns hochgearbeitet von Kilometern zum Megaphon, zu McDonald's-Hamburgern, zu Cro-Magnon-Malern, zu Ameisen, zu Sandkörnern auf Stränden, um schließlich hier zu landen: zehn Trilliarden - die Zahl der Sterne im beobachtbaren Universum.

Es gibt Menschen, die jeden Tag herumlaufen und behaupten, wir seien in diesem Kosmos allein. Sie haben einfach keinen Begriff von großen Zahlen, keinen Begriff von den Ausmaßen des Kosmos. Später werden wir noch erfahren, was mit dem beobachtbaren Universum gemeint ist, dem Teil des Universums, den wir sehen können.

Wenn wir schon einmal dabei sind, gehen wir doch noch ein Stück weiter. Nehmen Sie eine Zahl, die viel größer als 1 Trilliarde ist - wie wäre es mit 1081? Soweit ich weiß, hat diese Zahl keinen Namen. Es ist die Zahl der Atome im beobachtbaren Universum. Wozu brauchen Sie eine Zahl, die noch größer ist? Was in aller Welt könnten Sie denn zählen? Wie wäre es mit 10100, eine hübsche runde Zahl. Sie heißt ein Googol. Nicht zu verwechseln mit Google, dem Internetunternehmen, das »Googol« absichtlich falsch buchstabierte.

Es gibt im beobachtbaren Universum keine zählbaren Objekte, auf die sich ein Googol anwenden ließe. Das Googol ist eine Zahl, die zum Spaß erfunden wurde. Wir können Sie als 10100 schreiben, oder, wenn Sie Hochzahlen nicht grafisch darstellen können, auch als 10^100. Allerdings lassen sich in bestimmten Situationen solche riesigen Zahlen durchaus anwenden: Zählen Sie nicht die Dinge selbst, sondern die verschiedenen Möglichkeiten, die die Dinge haben, um zu geschehen.

Zum Beispiel: Wie viele unterschiedliche Schachpartien sind...