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Urknall


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Der Urknall ist eine schlagwortartige Bezeichnung für den des Universums . Der Begriff wurde von Sir Fred Hoyle geprägt der als Kritiker dieser Theorie dem Begriff Big Bang versuchte diese unglaubwürdig erscheinen zu lassen.

Der Zeitpunkt dieses Ereignisses wird auf 7 ± 0 2 Milliarden Jahre vor Zeit geschätzt. Neuesten experimentellen Erkenntnissen italienischer Forscher "Nationalen Institut für Kernphysik" in Rom zufolge das Universum noch eine Milliarde Jahre älter als bislang angenommen. Sie simulierten Kernfusionsprozesse wie auch in den Sternen vorkommen und konnten dass dieser Prozess nur halb so schnell wie bislang geschätzt. Die ältesten Sterne müssen älter sein als bisher vermutet.

Wenn man den heutigen Bewegungszustand der Galaxien auf die damalige Zeit zurückrechnet kommt zu einem Punkt an dem die Temperatur und die Entfernung zwischen allen Objekten null sein müßte. Da der Raum bei Abständen als die Planck-Länge (ca. 10 -35 m) seine bekannten Eigenschaften verliert muss Urknall jedoch nicht unbedingt eine mathematische Singularität vorgelegen haben.

Der Urknall ist nicht nur der der Existenz von Materie sondern auch der Beginn von Raum und Zeit . Nach Stephen W. Hawking hat es einen Zeitpunkt 1 Sekunde dem Urknall ebenso wenig gegeben wie eine 1 km nördlich des Nordpoles.

Der Urknall fand nicht an einer Stelle im Raum statt von der aus Materie anschließend in den leeren Raum hinein wäre sondern das gesamte Universum war zu Zeitpunkt mit Materie gefüllt und der Raum dehnte sich aus. Die Kosmologie modelliert diese Expansion des Universums insbesondere mit Hilfe von Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie .

Die Urknalltheorie erklärt insbesondere folgende experimentellen

Hinsichtlich der einzelnen Phasen des Urknalls Kosmologie .

Inhaltsverzeichnis

Die Entstehung des Universums

Abbé Georges Lemaître veröffentlichte zwischen 1927 und 1933 die Urknall- Theorie . Zu Beginn des Weltalls soll nach ihr nur eine Urkraft eine Teilchensorte existiert haben. Das All war unter Druck und ebenso hoher Temperatur auf eine unvorstellbar kleine Kugel zusammengedrückt.

Eine sehr kurze Zeit später spaltete die ursprüngliche Kraft in Gravitation und die so genannte "GUT"-Kraft auf dieser wurden die starke Kraft und die elektroschwache Kraft welche sich die schwache Kraft und die elektromagnetische Kraft teilte. Zur Zeit breitete sich auch thermische Energie mit Überlichtgeschwindigkeit aus Zeit und Raum existierten an der entstandenen "Feuerfront" noch

Der thermischen Energie folgte das Licht welches einen Temperaturanstieg zu seiner Ausbreitung Während der Expansion des Universums kühlte es sich ab. Nach dem kam die Materie und erst mit dieser entstanden Raum Zeit.

Zu diesem Zeitpunkt entstanden auch die die zwar nur für einen extrem kurzen existierten aber bei ihrem Zerfall etwas mehr als Antimaterie bildeten z.B. Quarks und Antiquarks. Die Quarks und Antiquarks aufeinander und vernichteten sich gegenseitig dabei entstand Strahlung bzw. Energie . Je drei der übrig gebliebenen Quarks sich zu einem Proton oder Neutron ; zwei Up-Quarks und ein Down-Quark zu Proton sowie zwei Down-Quarks und ein Up-Quark einem Neutron. (Ein Up-Quark hat die Ladung 2/3 und ein Down Quark die -1/3.) Sobald die Temperatur zu tief war sich keine Quarks mehr bilden. Nun zerstrahlten Elektronen und Antielektronen . Es blieben einige Elektronen übrig sie später die Atomhüllen.

Einige Minuten nach dem Urknall kollidierten entstandenen Kernteilchen miteinander und bildeten durch Kernfusion Kerne. Dabei entstand Energie in Form von die allerdings mit genügend Energie die Kerne wieder zerlegen konnten. Da das Universum immer abkühlte reichte die Energie bald nicht mehr weitere Kerne zu zerstören. Etwa ein Viertel Protonen und Neutronen verbanden sich zu Heliumkernen andere Atomkerne entstanden nur in sehr Mengen z.B. Deuteriumkerne (ein tausenstel Prozent) und Lithiumkerne (ein Zehntausenstel Prozent). Nur noch Wasserstoff entstand in nennenswertem Ausmaß. Mehr Elemente im schnell expandierenden Kosmos nicht entstehen da die Dichte zu schnell abnahm. Alle anderen schwereren entstanden erst später im Inneren der Sterne .

Man findet in Sternen die weitaus schwere Elemente enthalten als unsere Sonne also nahezu ursprünglicher Urknallmaterie bestehen einen fast ebenso Heliumanteil in der Atmosphäre wie bei unserer Dies ist ein Beweis dafür dass Helium beim Urknall entstanden ist und nicht erst

Es herrschten noch sehr hohe Temperaturen dass sich keine Atomhüllen bilden konnten. Jedes das von einem Atomkern "eingefangen" wurde konnte wider von einem hochenergetischen Teilchen befreit werden. Materie war vollständig ionisiert und bildete ein Plasma in dem sich die Elektronen frei konnten.

Erst etwa 300.000 Jahre nach dem hatte sich das Universum auf unter 3000°C Nun konnten sich endlich vollständige Atome bilden. Wasserstoffwolken entstanden nach etwa einer Million Jahre Sterne und Galaxien . Im Inneren der Sterne bildeten sich Elemente wie Eisen und Sauerstoff die später bei Sternenexplosionen freigesetzt wurden dem Aufbau neuer Planeten und Sterne zur standen.

Sobald sich eine Gaswolke zusammenzog verdichtete sich immer mehr wobei hohe Temperaturen entstanden. diese hoch genug für eine Kernfusion wurde neue Sonne geboren. Während sich der Nebel drehte er sich auch immer schneller. Dabei sich der Nebel zu einer Scheibe ab. Zentrum dieser Scheibe entstand der Stern; ist Materie vorhanden bilden sich im Außenbereich Planeten .

Da man keine Gesteine finden konnte älter als ca. 4 6 Mrd. Jahre schätzt man das Alter unseres Sonnensystems auf diese. Das Alter des Universums wird auf 15 Mrd. Jahre geschätzt.

Für die Urknalltheorie gibt es verschiedene so hat z.B. die Heliumkonzentration im Universum den Wert den die Urknalltheorie voraussagt. Der Beweis ist jedoch der Nachweis der kosmischen Hintergrundstrahlung . Als 300.000 Jahre nach dem Urknall Temperatur unter 3000°C fiel wurde auch das plötzlich durchsichtig. Bis dahin wurde das Licht den frei herumfliegenden Elektronen bei seiner Ausbreitung Nun allerdings verbanden sich die Elektronen mit Atomkernen und verschwanden so. Die kurzwelligen Lichtwellen noch jungen Universums zogen sich bei dessen immer mehr auseinander. Sie wurden zu einer Mikrowellenstrahlung. Die Temperatur des Strahlungshintergrundes wurde vom Background Explorer Cobe auf 2 726 K

Die Theorie beinhaltet auch das Ereignis Endknalls .

Literatur

Multimedialinks


Weblinks



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