Die Urknalltheorie „Big Bang“

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1 Die Urknalltheorie „Big Bang“
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Die Urknalltheorie „Big Bang“ referiert von: Robert Guth Theodor Körner Straße 10 67433 Neustadt/W

2 Mehr Licht Johann Wolfgang von Goethe
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Mehr Licht Johann Wolfgang von Goethe

3 Was besagt die Urknalltheorie
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Was besagt die Urknalltheorie die zeitliche Entwicklung des Universums nach dem Urknall.

4 Der Beginn des Universums
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Der Beginn des Universums

5 Plank Ära Zeit = 10-43 Sekunden Temperatur = 1032 Kelvin
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Plank Ära Zeit = Sekunden Temperatur = 1032 Kelvin es versagen die physikalischen Gesetze Starke, schwache sowie Elektromagnetische Wechselwirkungen und die Gravitation bilden eine Urkraft Wahrscheinliche Dichte liegt bei 1094 g/cm³

6 GUT Ära Zeit = 10-43 Sekunden
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt GUT Ära Zeit = Sekunden Die Gravitation wird von der Urkraft abgespalten Aus X-Teilchen (X-Bosonen) werden ständig Teilchen und Antiteilchen erzeugt Antisymmetrie zwischen Materie und Antimaterie

7 Inflationäres Universum
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Inflationäres Universum Zeit = Sekunden Temperatur = 1027 Kelvin Rasche Expansion des Universum Ausdehnungsfaktor 1050 im Zeitraum bis s Die starke Wechselwirkung wird abgespalten

8 Quark Ära Zeit = 10-33 Sekunden Temperatur = 1025 Kelvin
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Quark Ära Zeit = Sekunden Temperatur = 1025 Kelvin Bildung von Quarks und Antiquarks X-Bosonen sterben aus Quark-Gluonen-Plasma entsteht Nach t= s und T = 1016 K 4 Grundkräfte vorhanden

9 Hadronen-Ära Zeit = 10-6 Sekunden Temperatur = 1013 Kelvin
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Hadronen-Ära Zeit = 10-6 Sekunden Temperatur = 1013 Kelvin Quarks vereinen sich zu Hadronen schwere Hadronen zerfallen in Protonen und Neutronen sowie deren Antiteilchen bei der Umwandlung Neutronen in Protonen und umgekehrt entstehen die Neutrinos Die Dichte beträgt 1013 g/cm³

10 Leptonen-Ära Zeit = 10-4 Sekunden Temperatur = 1012 Kelvin
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Leptonen-Ära Zeit = 10-4 Sekunden Temperatur = 1012 Kelvin Erzeugung von Leptonen-Paaren 1 Milliardstel Protonen und Neutronen im Verhältnis 6 : 1 Bildung von Elektron und Positron Die Dichte fällt auf 1013 g/cm³

11 Leptonen-Ära Zeit = 1 Sekunde Temperatur = 1010 Kelvin
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Ende der Leptonen-Ära Zeit = 1 Sekunde Temperatur = 1010 Kelvin Zerstrahlung von Leptonen-Antileptonen-Paaren

12 Nukleosynthese Zeit = 10 Sekunden Temperatur < 109 Kelvin
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Nukleosynthese Zeit = 10 Sekunden Temperatur < 109 Kelvin Atomkerne entstehen durch Kernfusion 4H++, D+, 3He++, 7Li++ 75% Protonen, 25% Helium und 0,001% Deuterium Spuren von Lithium und Beryllium

13 Ende Strahlungs-Ära - Beginn Materie-Ära
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Ende Strahlungs-Ära - Beginn Materie-Ära Zeit = Jahre die Energiedichte der Strahlung fällt unter die der Materie materiedominierte Ära

14 Entkopplung der Hintergrundstrahlung
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Entkopplung der Hintergrundstrahlung Zeit beträgt Jahre, bei einer Temperatur von Kelvin Bildung stabiler Atome Wellenlänge der abgekoppelten Hintergrundstrahlung nimmt bei weiterer Expansion zu Hintergrundstrahlung entspricht einer Temperatur von 2,73 Kelvin

15 Bildung großräumiger Strukturen
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Bildung großräumiger Strukturen Zeit > 106 Jahre Halos aus Dunkler Materie

16 Geburt von Galaxien und Sternen
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Geburt von Galaxien und Sternen Zeit > 108 Jahre Sterne entstehen aus verdichteten Gaswolken schwere Elemente entstehen durch Kernfusion Supernova – Elemente schwerer als Eisen Entstehung des Sonnensystems

17 Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik
Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Rotverschiebung Der expandierende Raum dehnt alle Lichtwellen während ihrer Ausbreitung

18 Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik
Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Rotverschiebung

19 Akustische Wellen Antreibende Kraft: der Photonendruck
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Akustische Wellen Antreibende Kraft: der Photonendruck Rücktreibende Kraft: die Gravitation FG P F=ma                                     .

20 Akustische Wellen Geringer Druck: Großer Druck: Gravitationskollaps
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Akustische Wellen Geringer Druck: Gravitationskollaps Großer Druck: Oszillation (akustische Welle)

21  eine wichtige Größe Das Verhältnis von der Dichte
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt  eine wichtige Größe Das Verhältnis von der Dichte zur kritischen Dichte nennt man , dieser Wert gibt uns Auskunft über die Form des Universums.

22 Krümmung des Raumes k = +1 k = -1 k = 0
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Krümmung des Raumes k = +1 Geschlossenes, endliches Universum, sphärische Krümmung k = -1 Offenes, unendliches Universum, hyperbolische Krümmung. k = 0 Flaches, unendliches Universum, ohne Krümmung (euklidisch)

23 Bestandteile des Universum
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Bestandteile des Universum

24 Historische Entwicklung
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Historische Entwicklung

25 1912: Rotverschiebung Entdeckung: Vesto Melvin Slipher, Bestätigung:
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt 1912: Rotverschiebung Entdeckung: Vesto Melvin Slipher, US-amerikanischer Astronom Bestätigung: Carl Wilhelm Wirtz, Deutscher Astronom

26 1915: Allgemeine Relativitätstheorie Begründer: Albert Einstein,
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt 1915: Allgemeine Relativitätstheorie Begründer: Albert Einstein, Deutscher Physiker                                     . Feldgleichung Kosmologische Konstante

27 1922: Theoretische Beschreibung des Universums
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt 1922: Theoretische Beschreibung des Universums Alexander Alexandrowitsch Friedmann Russischer Physiker und Mathematiker                                     . Friedmann-Gleichungen

28 1923: Der Andromedanebel ist außerhalb der Milchstraße
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt 1923: Der Andromedanebel ist außerhalb der Milchstraße 1929: Expansionsrate des Universums Edwin Powell Hubble US-amerikanischer Astronom                                 ,                                     . Hubble Parameter

29 Abbé Georges Edouard Lemaître
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt 1927 bis 1933: Erste Urknalltheorie Begründer: Abbé Georges Edouard Lemaître belgischer Priester und Physiker                                     .

30 1948: Theorie von der Entstehung des Kosmos Begründer:
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt 1948: Theorie von der Entstehung des Kosmos Begründer: George Gamow, Ralph A. Alpher und Robert C. Herman US-amerikanische Physiker                                     .

31 1965: kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung Entdecker:
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt 1965: kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung Entdecker: Arno Penzias Wilson und Robert Woodrow US-amerikanische Physiker                                     .

32 1979: Weylkrümmungshypothese Begründer: Sir Roger Penrose
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt 1979: Weylkrümmungshypothese Begründer: Sir Roger Penrose Englischer Mathematiker und theoretischer Physiker,                                     .

33 1981: Die Theorie des inflationären Universums Begründer:
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt 1981: Die Theorie des inflationären Universums Begründer: Alan H. Guth, US-amerikanischer Kosmologe und theoretischer Physiker Weiterentwicklung: Andrei Dmitrijewitsch Linde, Russischer Kosmologe                                     .

34 1986: Anordnung von Galaxienhaufen Entdeckung:
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt 1986: Anordnung von Galaxienhaufen Entdeckung: Valerie de Lapparent, Margaret Geller und John Huchra US-amerikanische Astronome und Astrophysiker                                     .

35 1990: Bestimmung von kosmologischen Parametern
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt 1990: Bestimmung von kosmologischen Parametern COBE (Cosmic Background Explorer)                                     . Hintergrundstrahlung

36 2001: Messungen zur Berechnung von kosmologischen Größen
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt 2001: Messungen zur Berechnung von kosmologischen Größen WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe)                                     . Hintergrundstrahlung

37 „eine weitere mögliche Theorie“ zum Nachdenken
Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Und zum Vortragende: „eine weitere mögliche Theorie“ zum Nachdenken

38 Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik
Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt

39 Hauptseminar Schlüsselexperimente der Elementarteilchenphysik
Professor Dr. W. de Boer - Professor Dr. M. Feindt Quellenangabe: Einführung in die Kosmologie: Michael Rastetter /Andre´ Sopczak / Wim de Boer Kosmologie für helle Köpfe: Harald Lech / Jörn Müller Vorlesung Astroteilchenphysik: Prof. Drexlin