Zwischen einem guten Dutzend und 80 Trillionen - je nach dem, wie die Frage genau gemeint ist
Der „Yale Bright Star Catalogue“ listet insgesamt 9110 Sterne auf, die mit bloßen Augen sichtbar sein sollen. Jedenfalls im Prinzip. Das heißt, unter optimalen Bedingungen einer mondlosen Nacht in der Mitte des Winters, fernab von allen Beleuchtungen, bei einer Atmosphäre, die frei von Dunst und Staub ist – und mit sehr guten Augen.
In der Praxis freilich reduziert sich diese Zahl erheblich. Zunächst einmal ist von jedem Ort auf der Erdoberfläche nur die Hälfte des Himmels sichtbar. Und die besten atmosphärischen Bedingungen herrschen immer nur im Zenit, also direkt über dem Beobachter. Je näher man dem Horizont kommt, umso stärker dämpft die Atmosphäre das Licht der Sterne. So sind schließlich selbst in dunklen, ländlichen Regionen bei guter Witterung lediglich etwa tausend Sterne mit bloßen Augen auszumachen. Völlig anders – und für Sternfreunde frustrierend – ist die Situation in großen Städten. Hier hat man Glück, wenn noch ein gutes Dutzend heller Sterne gegen die helle Beleuchtung ankommen.
Es gibt am Himmel allerdings weit mehr Sterne als mit bloßen Augen sichtbar sind. So erkannte bereits Galileo Galilei, als er 1609 das neu erfundenen Fernrohr an den Himmel richtete, dass die Milchstraße tatsächlich aus einer Vielzahl einzelner Sterne besteht. Je größer das Objektiv eines Fernglases oder Teleskops ist, desto mehr Sterne werden sichtbar. Ein Fernrohr mit sechs Zentimetern Öffnung zeigt am gesamten Himmel bereits etwa 150.000 Sterne.
Alle diese Sterne gehören zur Milchstraße, die sich durch astronomische Beobachtungen als große Spiralgalaxie entpuppte. Insgesamt enthält die Milchstraße etwa 200 bis 300 Milliarden Sterne. Die genaue Anzahl ist schwer zu bestimmen, da große Teile der Milchstraße hinter Staubwolken verborgen sind. Die Forscher sind hier also auf Modelle und Extrapolationen angewiesen.
Spätestens seit den Beobachtungen von Edwin Hubble im Jahr 1920 wissen wir, dass es sich bei vielen „Nebelflecken“ am Himmel nicht um Gaswolken in der Milchstraße, sondern um weit entfernte Galaxien ähnlich unserer Milchstraße handelt. Um zu ermitteln, wie viele Sterne es im gesamten Kosmos gibt, müssen wir also wissen, wie viele Galaxien es gibt. Die tiefen – also extrem lange belichteten – Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble lieferten als erste Schätzung eine Anzahl von 100 bis 200 Milliarden Galaxien. Weitere Beobachtungen zeigten jedoch, dass es eine große Zahl leuchtschwacher, zuvor übersehener System gibt. Heute schätzen Astronoem die Gesamtzahl der Galaxien im beobachtbaren Universum auf etwa zwei Billionen.
Unsere Milchstraße mit mehreren hundert Milliarden Sternen ist dabei kein typischer Vertreter, die meisten Galaxien sind deutlich kleiner. Im Mittel, so schätzen die Forscher, enthalten Galaxien etwa eine Milliarde Sterne. Das ergibt dann also zwei Trilliarden – eine Eins mit 21 Nullen – Sterne im gesamten beobachtbaren Kosmos.
Allerdings ist diese Zahl mit Vorsicht zu genießen und hat streng genommen aus zwei Gründen keine echte physikalische Bedeutung: Zum einen ist der „beobachtbare Kosmos“ nicht identisch mit dem gesamten Kosmos – und wie groß dieser ist, wissen wir nicht. Vielleicht ist das Volumen des gesamten Kosmos endlich, aber vielleicht ist der Kosmos auch unendlich groß – endsprechend wäre es dann auch die Anzahl der Sterne. Und zum anderen berechnet die einfache Multiplikation der Anzahl der Sterne mit der Zahl der Galaxien die Sterne zum jetzigen Zeitpunkt, also im heutigen Kosmos.
Doch den heutigen Kosmos sehen Astronomen nur in unserer unmittelbaren Umgebung – ansonsten schauen die Himmelsforscher in die Vergangenheit des Universums. Denn das Licht ferner Galaxien benötig viel Zeit, um die Erde zu erreichen: Wenn das Licht beispielsweise eine Milliarde Jahre unterwegs ist, dann sehen die Astronomen die Galaxie so, wie sie vor einer Milliarde Jahren aussah. Wenn wir wissen wollen, wie viele Sterne tatsächlich prinzipiell – also mit unbeschränkten technischen Möglichkeiten – der Beobachtung zugänglich sind, dann müssen wir die Entstehung und Entwicklung der Sterne im Verlauf der kosmischen Geschichte berücksichtigen. Und dann kommt man auf etwa 80 Trillionen Sterne.
Das beobachtbare Universum
Der Kosmos ist vor 13,8 Milliarden Jahren im „Urknall“ entstanden, einem extrem dichten und heißen Anfangszustand. Deshalb können wir auf der Erde nur Strahlung empfangen, die maximal 13,8 Milliarden Jahre zu uns unterwegs war. Dies ist der „kosmologische Horizont“: Objekte, die so weit von uns entfernt sind, dass ihre Strahlung länger als 13,8 Milliarden Jahre zu uns benötigen würde, können wir nicht sehen. Doch das bedeutet nicht, dass es solche Objekte nicht gibt – der Horizont begrenzt zwar das beobachtbare Universum, aber hinter dem Horizon geht das Universum weiter. Bislang ist dabei unklar, ob das Universum „offen“, also unendlich groß ist, oder „geschlossen, also eine positiven Raumkrümmung und damit ein endliches Volumen besitzt.
