Urknall bewiesen
18.03.2006 um 14:41
nimmt man die kosmische singularität nun als beginn, so expandierte das universum zuerstmit unendlich hoher geschwindigkeit, besser bekannt als eben jener urknall. nun ja, die physikalischen zustände und vor allendingen das verhalten von raum und zeit lassen sich bisher nicht beschreiben, da sich diesabspielte in einem zeitraum, der vor der planck zeit lag, also vor 10^-43 sek. wer sichauskennt, weiss, dass eben weder RT noch QM (relativitätstheorie/quantenmechanik) fürdiesen zeitraum gelten. was nun aber eine rolle gespielt hat, sind vermutlich diequanteneigenschaften der gravitation. und eben da liegt der knackpunkt derganzen geschichte!! formulierungen dazu sind bekannt als dieverse stringtheorien undsupergravitation (m-theorie etc.)
aber genaueres zur urknallphase:
biszum zeitpunkt von 10^-34 sek. (immer ausgehend vom zeitpunkt des urknalls, also dersingularität) und somit dem erreichen einer temperatur von 10^28 K waren die starke,schwache und die elektromagnetische wechselwirkung nicht zu unterscheiden, also sie wareneins.
danach, also nach dem erreichen des zeitpunkts von 10^-34 sek., verlorsich diese symmetrie. es passierte demnach folgendes (vorsicht, es wird recht physiklischanspruchsvoll):
die angenommenen x-bosonen (jene teilchen, welche dieeinheitliche kraft vermittelt haben sollen) zerfielen in elementarteilchen mit geringerermasse. dabei ergab sich eine art "bevorzugung" der materieteilchen gegenüber ihrenantiteilchen, aufgrund der sog. "verletzung der CP-invarianz" (ich hatte zu denelementarteilchen schonmal eine erklärung geschrieben, zu fnden im ufo bereich). indiesem symmetriebruch bzw. der symmetriebruch selber glich einemphasenübergang, bei welchem unvorstellbare energiemengen frei wurden. dieskonstituierte die sog. inflationäre phase und somit eine exponentiell wachsendeexpansion des universums.
das ganze dauerte, so nimmt man an, nur ungefähr10^-32 sek. dabei aber wuchsen alle abstände um einen faktor von [b]10^50 !!! seitdiesem vorgang soll der raum eben euklidisch (also flach) sein.
(anmerkend dazusei noch gesagt, dass ungefähr bei 10^-10 sek. nach der singularität und bei einertemperatur um die 10^25 K, die symmetrie von schwacher und elektromagnet. wechselwirkungverloren ging. dieser phasenübergang soll jedoch recht fließend abgelaufen sein).
der vollständigkeit halber verdeutlicht man dies auch, indem man erwähnt, dass allevier grundkräfte, also die [b]gravitative, starke, schwache und elektromagnet. kraftden eigenen gesetzmäßigkeiten gehorchen.
nun, bis zum zeitpunkt von ungefähr10^-6 sek. und einer temperatur von ca. 10^12 K herrschte eine energiedichte, welche dazuführte, dass sich protonen und neutronen und deren antiteilchen, die quarks, antiquarksund gluonen bildeten (gruppe: hadronen). nach diesem zeitpunkt war dies dann nicht mehrmöglich, jedoch konnten hadronen auch danach zersört werden (paarvernichtung undstrahlungsemission). diesen zeitraum bezeichnet man in der physik als [b]hadronenära(so schön theatralisch ;) )
aus dieser ära geht aber nun einer der wichtigstenpunkte hervor, den die astrophyik/kosmologie kennt! zum einen beruht das vorhandensein[b]ALLER materie im universum auf einem überschuss von teilchen zu antiteilchen(verhältnis liegt bei ca. 10^9+1 zu 10^9-) und zum anderen gibt es heute nur darum einehintergrundstrahlung, weil bei der damaligen paarvernichtung photonen entstanden!!
nachdem nun die temperatur auf ca. 6x10^9 K gesunken war, was dem zeitpunkt von ca.10sek. nach dem urkn. entspricht, war auch die nächste ära vorbei, die [b]leptonenära(dabei bildeten sich paare von elektronen und myonen). danach kam die[b]kernreaktionsära, in welcher, wie es das wort schon sagt, kernreaktionen möglichwaren. dies war ungefähr bis ca. 1000sek. nach dem urkn. der fall. zum ende dieseszeitpunktes bestand das universum zu ca. 76% aus wasserstoff, 24% helium und einem sehrgeringen anteil lithium (stichwort hierbei ist -> nukleogenese. googelt halt bissl, manmuss auch nicht alles vorkauen^^)
nachdem die temperatur endlich auf unter 3000Kgefallen war (entspricht so ca. 300.000jahren nach dem urkn.) hatten die photonen nichtmehr genug energie, um eine ionisation der neutralen atome zu bewirken und es entstanddie [b]entkopplung von materie und strahlung!!! und zu diesem zeitpunkt hattenalle photonen, welche wir heute noch beobachten können, ihre letzte wechselwirkung mitder materie! nach dieser [b]feuerballära (rofl) begann sofort die [b]galaxienära,also jene ära, die bis heute andauert. in jener bildeten und bilden sich stetiggravitative massenkonzentrationen, was eben bestimmte strukturen und systeme mit sichbringt.
zu diesem zeitpunkt kann man schon ein kleines resumee ziehen. und zwar,dass wir im grunde die möglichkeit verloren haben, einen empirische aussage über dasgesamte universum zu treffen. warum? das habe ich ganz zu beginn formuliert und es ergibtsich hier nochmals. weil die inflatorische netwicklung eben jene konsequenz mit sichzieht, dass wir nur einen geringen teil des ganzen beobachten können.
nochmalder vollständigkeit halber erwähne ich auch die anderen modelle, welche sich mit derentstehung bzw. dem "sein" des universums beschäftigen. so z.b. das[b]big-bounce-modell, bei welchem davon ausgegangen wird, das universum bestehe seitunendlich langer zeit und kontrahierte zu einem zeitpunkt auf ein endlich grossesminimalvolumen (materiefrei) um dann wieder enorm schnell und danach stetig langsamer(materieerfüllt) zu expandieren. oder auch die [b]steady-state-theorie, welche einefortwährende materieerzeugung postuliert, um die expansion auszugleichen.
imgrunde relativiert sich das ganze, was ich beschrieben habe, nun auf einigefragestellungen. so z.b. ist ein wichtiger punkt die tatsache, dass man geltungsgrenzeneiner wissenschaftl. theorie eben nur bedingt im sinne einer bestimmten metaphysikformulieren kann. als beispiel: zum zeitpunkt des urknalls, also in der singularität,gilt im allgemeinen hin das grundprinzip der RT. jedoch nicht das äquivalenzprinzip. undsomit würde dies bedeuten, dass eine fragestellung bzw. eine definition nach dem zustandder masse bzw. derer unendlichkeit zu diesem zeitpunkt physikalisch schlicht [b]irrelevant sind.
wie hier schon erwähnt wurde,haben u.a. s.hawking und b.hartle die möglichkeit aufgestellt, dass das universum kausalabgeschlossen ist und somit ist es eindeutig bestimmt und lässt sich nicht erweitern.
welche punkte von grosser wenn nicht gar entscheidender bedeutung sind, sindu.a.:
- welche empirischen werte lassen sich für ein realisierbares modelltatsächlich bestimmen? (hubble-parameter, expansionsgeschwindigkeit)
- was genauist die "dunkle materie" ??
- was hat es mit der anisotropie dermaterieverteilung im universum auf sich im gegensatz zur vollkommen herrschendenanisotropie der hintergrundstrahlung??
wenn wir diese fragen beantworten,dann kann man sagen, sind wir dem entschlüsseln des rätsels einen grossen schritt nähergekommen....."
r.
"Erklärt man die Unterschiede von Herkunft, Religion und Geschlecht für gleichgültig, treten die Begabungsunterschiede hervor. Sie rechtfertigen Rangfolge und Vorrecht, nur der Geist darf, seine Herrschaft entfaltend, diskriminieren - Intelligenz trennt strenger als Stand."
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-=ebai=-
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