Astro13/Referate/Kosmologie

Die Entstehung des Universums

I.KOSMOLOGIE 

Definition:

Die Wissenschaft, die versucht auf Basis der Naturgesetze, die Struktur und die zeitliche Entwicklung des Universums in

seiner Gesamtheit zu  beschreiben.

Hilfsmittel:

Die allgemeine Relativitätstheorie,

Ergebnisse der modernen Elementarteilchenphysik;

Das kosmologische Prinzip

Man geht von zwei nicht beweisbaren Annahmen über das Universums aus:

- es ist isotrop (es gibt weder eine bevorzugte Beobachtungs- noch Bewegungsrichtung);

- es ist homogen ( jede Art von Materie, die Strahlungsdichte und jede weitere Form von Energie sind gleichmäßig im Raum verteilt);

--> Jeder Ort im Weltall ist unabhängig von einem anderen, die Naturgesetze sind im gesamten Universum in gleicher Weise gültig.

Wie in jeder naturwissenschaftlichen Disziplin ist auch in der Kosmologie das zusammenwirken von Theorie und Beobachtung unerlässlich.

Folgende empirischen Befunde sind vor allem von elementarer Bedeutung;

Galaxienflucht und Hubble- Beziehung

- weit entfernte Galaxien bewegen sich von

uns weg;

- Ihre Fluchtbewegung erfolgt umso schneller, je weiter sie von uns entfernt sind, wobei Fluchtgeschwindigkeit und Entfernung direkt proportional zueinander sind;

- Das Universum hat kein Zentrum;

(LUFTBALLON)


 * Die räumliche Galaxienverteilung

- Die Galaxienhaufen und Superhaufen sind in Strukturen mit großen „leeren“ Zwischenbereichen angeordnet, die einem

Schaum mit großen Schaumblasen ähnlich sind;

www.mpa-garching.mpg.de/galform/presse


 * Die kosmische Hintergrundstrahlung

- Arno Penzias und Robert Wilson machen

1965 durch Zufall eine entscheidende

Beobachtung: Entdeckung einer Radiostrahlung,

welche der Strahlung aller bekannten

Radioquellen überlagert ist;


 * Elementhäufigkeit in 

kosmischen Objekten


 * Der relative Anteil der Elemente in Materie,

der noch nicht Bestandteil von Sternen war, spiegelt die chemische Zusammensetzung

des früheren Universums wieder.

In fast allen solchen Objekten sind

ca. 70 % H, 30% He und Spuren von Li zu finden.

2. DER URKNALL ( BIG BEN)


 * Theorie:

- Spontane Entstehung vor 13, 7 Milliarden

Jahren;

- Urknall nicht räumlich begrenzt auf einen einzigen Punkt, fand „überall“ statt;

- Geschehen vor dem Urknall ist gegenstandslos, da weder Raum noch Zeit noch Naturgesetze existierten;

(entzieht sich unserer Anschauung)


 * Ausgangszustand:

-> winziges Volumen

-> extrem hohe Temperaturen und Dichte


 * Zeitlicher Ablauf:

- mit dem Urknall setzt eine Expansion ein

- Das neu entstandene Universum wird kühler und seine Dichte nimmt ab.

- Daraus resultierende Entwicklungsschritte:

- ersten 3 Minuten:

durch Abkühlung bedingte Entstehung von Elektronen, Protonen, Neutronen, Neutrinos und Photonen;

- ab 3 Minuten bis 10 00000 a:

Entstehung erster He- und vereinzelter Li- Kerne, in Folge weiterer Abkühlung bilden H- und He- Kerne mit Elektronen Atome.

( ca. 77% H und 23% He)

-> Baumaterial für das gesamte materielle Universum

- etwa 10 00000 a bis 10 000000000 a:

Hintergrundstrahlung entsteht als Überbleibsel der Abkopplung von Photonen von der Materie

- ab ca. 10 000000000 a:

ersten Sterne und Galaxiebausteine

entstehen

- nach etwa 8 Milliarden Jahren:

erste Galaxiehaufen und großräumige

Strukturbildung

- 9 Milliarden Jahre:

Entstehung unseres Sonnensystems

Die Entwicklung des Universums im Zeitraffer

Eingestellt im Auftrag der Referentin von --GünOss 08:57, 21 December 2009 (UTC)