The birth of the galaxy in 60 seconds - Scott Hershberger

Übersetzung: Philipp Haubold Lektorat: Natalie Solbach

Within the Milky Way, the Earth resides on the inner edge of a spiral arm.

Innerhalb der Milchstraße befindet sich die Erde

am inneren Rand eines Spiralarms.

But this isn’t our permanent address.

Aber das ist nicht unsere dauerhafte Adresse.

When most dinosaurs went extinct,

Als die meisten Dinosaurier ausstarben,

our solar system was in a different arm than it is today!

befand sich unser Sonnensystem in einem anderen Arm als heute!

The Milky Way never stops changing;

Die Milchstraße hört nie auf, sich zu verändern;

even its structure continues to evolve.

sogar ihre Struktur entwickelt sich weiter.

To see why, let's start at our galaxy's very beginning.

Um zu verstehen, warum, fangen wir ganz am Anfang unserer Galaxie an.

13 billion years ago,

Vor 13 Milliarden Jahren

propelled by supernovae and the general chaos of the early universe,

sausten die Gas- und Staubpartikel, die später zu unserer Milchstraße wurden,

the gas and dust particles that eventually became our Milky Way

angetrieben von Supernovas und dem Chaos des frühen Universums,

were whizzing around in every direction.

in sämtlichen Richtungen herum.

Each particle had a certain angular momentum—

Jedes Teilchen hatte einen bestimmten Drehimpuls --

the magnitude and direction of its rotation

die Stärke und Richtung seiner Rotation

around the emerging galaxy’s center.

um das Zentrum der entstehenden Galaxie.

Just as the new galaxy’s total mass

So wie die Gesamtmasse der neuen Galaxie

was the sum of the individual particles’ masses,

die Summe der Massen der einzelnen Teilchen war,

the galaxy also had an angular momentum

hatte auch die Galaxie einen Drehimpuls,

that was the sum of the particles’ angular momenta.

der der Summe der Drehimpulse der Teilchen entsprach.

So, despite the wild motion of its parts,

Trotz der wilden Bewegung ihrer Teile

the galaxy as a whole was rotating about an axis.

rotierte die Galaxie als ganze also um eine Achse.

Meanwhile, the gas and dust particles frequently collided,

In der Zwischenzeit kollidierten die Gas- und Staubpartikel häufig

losing some energy to heat.

und verloren etwas Energie durch Hitze.

Because they slowed down,

Weil sie langsamer wurden,

gravity was able to pull them closer to the galactic center.

konnte die Schwerkraft sie näher an das galaktische Zentrum ziehen.

So, why did the Milky Way, like most galaxies, become flat,

Warum wurde die Milchstraße also flach, wie die meisten Galaxien,

and not spherical like stars and planets?

und nicht kugelförmig wie Sterne und Planeten?

The answer lies in its angular momentum.

Die Antwort liegt in ihrem Drehimpuls.

The laws of physics dictate that in the absence of external forces,

Die Gesetze der Physik schreiben vor, dass der Gesamtdrehimpuls

the total angular momentum of an object or system has to stay the same over time.

eines Objekts oder Systems ohne äußere Krafteinwirkung

im Laufe der Zeit gleich bleiben muss.

In a star or planet, the spinning material is so dense

In einem Stern oder Planeten ist das sich drehende Material so dicht,

that the outward pressure partners with gravity

dass der nach außen gerichtete Druck zusammen mit der Schwerkraft

to create a mostly spherical shape.

eine überwiegend sphärische Form erzeugt.

But emerging galaxies tend to have low densities and high angular momenta,

Entstehende Galaxien haben jedoch in der Regel

niedrige Dichten und hohe Drehimpulse,

meaning that the spinning motion is a more significant factor

was bedeutet, dass die Drehbewegung ein wichtigerer Faktor ist

than the outward pressure.

als der nach außen gerichtete Druck.

Indeed, if a galaxy has a lower angular momentum,

Wenn eine Galaxie einen niedrigeren Drehimpuls hat,

an egg shape can form.

kann sich tatsächlich eine Eiform bilden.

In galaxies like the Milky Way,

In Galaxien wie der Milchstraße

particles, instead of falling directly towards the center,

tendierten Partikel weniger dazu, direkt Richtung Zentrum,

tended to fall parallel to the axis of rotation,

sondern eher parallel zur Rotationsachse zu fallen,

as to keep the larger total angular momentum constant.

um den größeren Gesamtdrehimpuls konstant zu halten.

Over billions of years the cloud of particles gradually fell,

Im Laufe von Milliarden von Jahren fiel die Partikelwolke allmählich,

sped up in their orbits, and created a spinning disc.

beschleunigte ihre Umlaufbahnen und erzeugte eine sich drehende Scheibe.

Now what about the arms?

Und was ist mit den Armen?

Spiral arms, like the one Earth is in,

Spiralarme, wie der, wo sich die Erde befindet,

are regions where stars and gas are packed more tightly together.

sind Regionen, in denen Sterne und Gas enger zusammengedrängt sind.

But the arms aren't static structures.

Aber die Arme sind keine statischen Strukturen.

They are caused by zones of compression that travel through the galaxy as waves.

Sie werden durch Kompressionszonen verursacht,

die sich als Wellen durch die Galaxie bewegen.

Just as a whirlpool has multiple peaks and troughs,

So wie ein Strudel mehrere Erhebungen und Täler hat,

a density wave in a galaxy has multiple regions of high density—

hat eine Dichtewelle in einer Galaxie mehrere Bereiche mit hoher Dichte --

the bright spirals— separated by regions of lower density.

die hellen Spiralen --, die durch Bereiche mit niedrigerer Dichte getrennt sind.

And as the wave travels,

Und während sich die Welle ausbreitet,

different stars are constantly entering and leaving the spirals.

treten ständig verschiedene Sterne in die Spiralen ein und aus ihnen heraus.

Density waves can form in several ways.

Dichtewellen können sich auf verschiedene Arten bilden.

For some galaxies, a nearby companion galaxy stirs the pot.

Bei einigen Galaxien verursacht eine Begleitgalaxie in der Nähe Unruhe.

Its gravitational pull breaks the disc’s symmetry,

Ihre Anziehungskraft durchbricht die Symmetrie der Scheibe

generating a wave that could last for a billion years.

und erzeugt eine Welle, die eine Milliarde Jahre dauern könnte.

For other galaxies,

Bei anderen Galaxien

the presence of a small clump of tightly packed stars and gas within the galaxy

kann ein kleiner Klumpen dicht gedrängter Sterne und Gase

innerhalb der Galaxie

can have a ripple effect, spontaneously giving rise to a wave.

eine Kettenreaktion verursachen, die spontan eine Welle auslöst.

This is thought to be the cause of the Milky Way's spirals.

Es wird angenommen, dass dies die Ursache für die Spiralen der Milchstraße ist.

In both scenarios,

In beiden Szenarien

the galaxy’s overall rotation bends the dense region into spirals,

biegt die Gesamtrotation der Galaxie die dichte Region zu Spiralen,

which rotate around the galaxy’s center.

die sich um das Zentrum der Galaxie drehen.

Our solar system is orbiting the galactic center faster than the spiral arms.

Das Sonnensystem umkreist das galaktische Zentrum

schneller als die Spiralarme.

We’ll be moving deeper into our current arm for millions of years

Wir werden uns Millionen Jahre lang

immer tiefer in unseren aktuellen Arm hineinbewegen,

before eventually putting it in our rearview mirror.

bevor wir ihn schließlich hinter uns zurücklassen.

And recent observations have added another wrinkle to the picture.

Und jüngste Beobachtungen haben dem Bild einen weiteren Riss hinzugefügt.

Rather than just one density wave,

Statt nur einer Dichtewelle

a typical spiral galaxy likely has two or more waves that overlap with each other

hat eine typische Spiralgalaxie wahrscheinlich zwei oder mehr Wellen,

die sich überlappen

and travel at different speeds.

und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausbreiten.

The result would be spiral arms that last for tens or hundreds of millions of years

Das Ergebnis wären Spiralarme,

die Dutzende oder Hunderte von Millionen Jahren überdauern,

before breaking apart and re-forming.

bevor sie auseinanderbrechen und sich neu bilden.

This may be happening in the Milky Way,

Dies könnte in der Milchstraße geschehen,

meaning that when the Earth formed 4.5 billion years ago,

was bedeutet, dass bei der Entstehung der Erde vor 4,5 Milliarden Jahren

the spirals themselves may have looked entirely different than they do today.

die Spiralen selbst möglicherweise völlig anders aussahen als heute.

In any case, our spirals won't last forever.

Auf jeden Fall werden unsere Spiralen nicht ewig halten.

About 5 billion years from now,

In etwa 5 Milliarden Jahren

the Milky Way will start to merge with the Andromeda galaxy,

wird die Milchstraße beginnen, mit der Andromeda-Galaxie zu verschmelzen,

throwing off the balance of angular momentum and creating an egg shape—

wodurch das Gleichgewicht des Drehimpulses durcheinander gerät

und eine Eiform entsteht --

the birth of a new era in our galaxy’s history.

der Beginn einer neuen Ära in der Geschichte unserer Galaxie.