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Urknall. Albert Einstein Allgemeine Relativitätstheorie (1915) Edwin Hubble: Universum expandiert Heutiges Weltbild.

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Präsentation zum Thema: "Urknall. Albert Einstein Allgemeine Relativitätstheorie (1915) Edwin Hubble: Universum expandiert Heutiges Weltbild."—  Präsentation transkript:

1 Urknall

2 Albert Einstein Allgemeine Relativitätstheorie (1915) Edwin Hubble: Universum expandiert Heutiges Weltbild

3 Galaxien

4 Abb. 1: Spektrum des weißen Lichtes Abb. 2: Spektrum von Helium Abb 3: Spektrum von Kohlenstoff Spektrallinien Beobachtungen: Rotverschiebung bei ALLEN Galaxien das Universum expandiert

5 Edwin Hubble: Universum expandiert v= H 0 d v - Radialgeschw. H 0 - Hubble-Parameter d - Entfernung der Gal. Hubble-Gesetz

6 infrarote Aufnahme von Sternen u. Galaxien (ca 50 – 100 Lichtjahre entfernt) 2. November 2005

7 Licht von ersten Sternen im Universum (ca 13 Mrd Jahre alt) 2. November 2005

8 PLANCK- Ära Zeit, sec Temperatur: Kelvin Dichte: g/cm³ Temperatur: Dichte: Singularität

9 PLANCK- Ära Zeit, sec Temperatur: Kelvin Dichte: g/cm³ Temperatur: Dichte: Singularität

10 PLANCK- Ära Zeit, sec Quantenvakuum Teilchen und Antiteilchen

11 PLANCK- Ära Zeit, sec Quantenvakuum Teilchen und Antiteilchen Casimir-Effekt (1948)

12 0 Zeit Was war vorher? primordiales Quantenvakuum primordial: urspr ü nglich, am Anfang stehend beliebig viele Dimensionen spontane Symmetriebrechung 10 Dimensionen Urknall 4 Dimensionen (Quantenvakuumfluktuation)

13 Zeit, sec Urkraft Gravitation GUT-Kraft Starke Wechselwirkung (Kernkraft) Schwache Wechselwirk Elektromag. Kraft GUT = Grand Unified Theory Entstehung von Kräften

14 3 Min 0 Zeit Jahre H, 3 He, 4 He P l a s m a Materie: - ionisiert - ans Strahlungfeld gekoppelt Entstehung von Elementen Entkopplung der Strahlung

15 Gleich gehts weiter... Boris Levin

16 Schwarze Löcher

17 Gliederung Einsteins Relativitätstheorie Der Tod eines Sterns Verschiedene Typen von schwarzen Löchern Der Ereignishorizont (Schwarzschild-Radius) Wie kann man schwarze Löcher sehen? Raumkrümmung und die Zeit bei einem schwarzen Loch Einsteins Relativitätstheorie Der Tod eines Sterns Verschiedene Typen von schwarzen Löchern Der Ereignishorizont (Schwarzschild-Radius) Wie kann man schwarze Löcher sehen? Raumkrümmung und die Zeit bei einem schwarzen Loch

18 Einsteins Relativitätstheorie Je schneller sich ein Körper bewegt, desto langsamer vergeht für ihn die Zeit Raum und Zeit kommen nicht getrennt vor, sondern zusammen als Raum-Zeit Gravitation = Krümmung der Raumzeit Raumzeit - Krümmung

19 Einsteins Relativitätstheorie Beweis der Raumzeit-Krümmung durch Ablenkung von Lichtstrahlen bei der Sonne

20 Der Tod eines Sterns

21 Weiße Zwerge sehr klein, deshalb geringe Leuchtkraft trotz hoher Temperatur Masse: ähnlich der Masse unserer Sonne Dichte: 1 Tonne pro Kubikzentimeter Temperatur: ca °C Radius: ca km Stabil unter 1,4 Sonnenmassen: Entartungsdruck Gravitationskraft

22 Neutronensterne Elektronen und Protonen fusionieren beim Gravitationskollaps zu Neutronen: Stern ist stabil durch die sehr hohe Dichte des Kerns Masse: großer 1,4 und kleiner 3,2 Sonnenmassen Dichte: 1Mrd. Tonnen pro Kubikzentimeter Radius: ca. 10 km

23 (Stellare) Schwarze Löcher Entstehen wie ein Neutronenstern, nur dass der Stern nie aufhört zu kollabieren Masse: mehr als 3,2 Sonnenmassen Dicht: unendlich groß, da der Stern immer weiter zusammenfällt Radius: wenige Kilometer Illustration: Schwarzes Loch in einem Doppelsternsystem, durch die hohe Gravitation fließt Gas zum Schwarzen Loch

24 Typen von Schwarzen Löcher 1.Supermassive Schwarze Löcher - im Zentrum von Galaxien - Milliardenfache Masse unserer Sonne - Größe unseres Sonnensystems 2. Stellare Schwarze Löcher - Überrest eines toten Sterns 3. Winzige primordiale (urzeitliche) Schwarze Löcher - Gewicht: einige Milliarden Tonnen - Durchmesser kleiner als ein Atomkern - verschlucken fast keine Materie - existieren bisher nur in der Theorie Supermassives Schwarzes Loch

25 Der Ereignishorizont (Schwarzschild-Radius) Radius um ein Schwarzes Loch, an dem die Fluchtgeschwindigkeit = der Lichtgeschwindigkeit ist. Materie, die in diesem Radius gerät, müsste schneller als Licht sein um zu entkommen. Ein Schwarzes Loch hat keine feste Oberfläche, nur diesen Schwarzschild-Radius

26 Der Ereignishorizont (Schwarzschild-Radius) Entweichgeschwindigkeit : v= (2 G M/r) (v: Entweichgeschwindigkeit, G: Gravitationskonstante, M: Masse, r: Radius) Sonnenradius: km Entweichgeschwindigkeit an der Sonnenoberfläche: 617 km/s Schwarzschild-Radius: Rs=2GM/c² Schwarzschild-Radius der Sonne: 2,9 km

27 Wie kann man Schwarze Löcher sehen? Anhaltspunkte durch in das Schwarze Loch fallende Objekte: 1.Sie gehen in eine Umlaufbahn um das Schwarze Loch 2.Sie senden Licht und kurzwellige Strahlung aus 3.Akkretionsscheiben

28 Wie kann man Schwarze Löcher sehen? Das von einer Galaxie abgestrahlte Licht trifft auf das Schwarze Loch. Das Licht, das sehr nahe auf das Schwarze Loch trifft, wird verschluckt. Das restliche wird durch die Raumkrümmung verzerrt.

29 Die Raumkrümmung bei einem Schwarzem Loch Da ein Schwarzes Loch eine unbegrenzt hohe Dichte hat, wird die Raumzeit so stark zugespitzt, dass sie zerreißt. Dieses Loh der Raumzeit nennt man Singularität

30 Die Zeit bei einem Schwarzem Loch In der Nähe großer Massen vergeht die Zeit langsamer Hypothese der Zeitdilatation 1960: experimentell bestätigt Da im Schwarzem Loch unendlich hohe Masse konzentriert ist, gibt es dort keine Zeit!

31 Quellenangaben: Relativitätstheorie: Die Relativitätstheorie - einfach erklärt Der Tod eines Sterns: bamberg.de/home/ba4616/gkastro/gkastro30.htm n ne.htm Weiße Zwerge: bildung/thema/sonne/riesen.shtml Neutronensterne: Schwarze Löcher: chwarze_loecher.html alpha/AC008-SchwarzeLoecher/AC html er.htm Gym-MD/andib/tbrueck.htm Stichwort Schwarzes Loch Raumkrümmung: cosmos.de/themen/gravitation/gravitation.html ie/Lebenszyklus/Schwarzes_Loch/schwarzes_loch.html


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