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Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 1 " In the beginning the Universe was created. This has.

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1 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 1 " In the beginning the Universe was created. This has made a lot of people very angry and been widely regarded as a bad move. The Hitch Hiker's Guide to the Galaxy Douglas Adams ( ), British writer " In the beginning the Universe was created. This has made a lot of people very angry and been widely regarded as a bad move. The Hitch Hiker's Guide to the Galaxy Douglas Adams ( ), British writer Kosmologie: Versuch eines Überblicks PART I

2 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 2 Vom Urknall bis.....

3 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 3 Die 4 Ecksteine der Kosmologie Expansion des Universums Universum begann mit einem BIG BANG, vor ca Milliarden Jahren Das Universum expandiert Das Universum ist auf großen Längen isotrop und homogen Ursprung der kosmischen Hintergrundstrahlung (CMB) Die CMB ist der Überrest des heißen Urknalls Die letzte Streufläche stellt die letzte WW von Strahlung und Materie dar Die Strahlungstemperatur des CMB entwickelte sich von 3000K nach 2.7K Nukleosynthese der leichten Elemente Kernbausteine verschmelzen in den ersten drei Minuten zu den leichten Kernen Wasserstoff und Helium Das Urknall-Modell sagt korrekt das Verhältnis von Wasserstoff zu Helium voraus: ~25% Entstehung von Galaxien und Galaxienhaufen Strukturentstehung beginnt nach der Entkopplung von Materie und Strahlung Das Urknall-Modell stellt den Rahmen dar, in dem sich die Strukturentstehung verstehen lässt

4 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 4 Die Geschichte des Universums t=0 T= Atoms Matter Clumping He - + q- q+ W±W± ZoZo ? Initial Singularity Formation of Solar System and Birth of Life yrs 2.73K Epoch of Galaxy Formation 10 9 yrs 30K First Stars and Galaxies (re-ionization) 10 7 yrs 300K Epoch of Recombination 3x10 5 yrs 3000K Primordial Nucleosynthesis 3mins 10 9 K n-p ratio freezes 4s 5x10 9 K e decouple, e ± annihilate 1s 10 9 K Hadron-Lepton Reactions shift -> Proton 0.01s K - + annihilation s K quark - antiquark annihilation s K E-W Phase Transition s K Inflation s K Planck Time s K

5 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 5 Die Geschichte des Universums Epochen EpochTimeT o (K) (kg/m 3 ) Big Bang0 Birth of the Universe ? Planck Era< s>10 31 >10 97 String Theory / Quantum Cosmology Inflation Era< s>10 27 Symmetry Breaking -> Exponential Expansion Quark Era< s>10 22 >10 58 Free Quarks in Thermal Equilibrium Hadron Era<10 -4 s>10 12 >10 17 Matter Anti Matter Asymmetry Lepton Era<10 0 s>10 10 >10 8 Rapid Expansion/cooling (leptons/photons equilibrium) Radiation Era<10 6 yr>3000> Nucleosynthesis, Decoupling Matter Era>10 6 yr<3000< Structure Formation, first galaxies Acceleration Erapresent3< Acceleration phase of the Universe

6 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 6 Die Planckwelt und die anfängliche Singularität Am Anfang…… Planck Ära = s nach dem Urknall Zeit läuft rückwärtsAnfangssingularität – Der Anfang t< s bekannt als die Planckära Quanteneffekte werden wichtig Einsteins Theorie der Gravitation bricht zusammen Planckzeit wird über die Unbestimmtheitsrelation definiert: Mit der Planckzeit t p Planck Länge l p ct p Planck Dichte p 1/Gt p 2 Planck Masse m p p l p 3

7 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 7 Planck Ära / Ära der Quantengravitation Gravitation (Einstein): Schwarzschildradius (Ereignishorizont) Quantenmechanik: Unschärferelation Einleitung Was besagt die Theorie? Überblick Ablauf -Planck Ära -GUT Ära -Inflation -Elektroschwache Ära -Leptonen Ära -Photonen Ära -Universum wird transparent -Galaxien und Sterne entstehen Wodurch wird sie gestützt? Schwachpunkte

8 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 8 Quantenschaum ART Quantentheorie Glatte räumliche Geometrie Gravitationsfeld ist Krümmung des Raumes Quantenfluktuationen, alles unterliegt Unschärferelation Raum wird auf mikroskopischem Level verzerrt Längenskala: Plancklänge

9 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 9

10 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 10 GUT Ära Einleitung Was besagt die Theorie? Überblick Ablauf -Planck Ära -GUT Ära -Inflation -Elektroschwache Ära -Leptonen Ära -Photonen Ära -Universum wird transparent -Galaxien und Sterne entstehen Wodurch wird sie gestützt? Schwachpunkte Ab s Existenz von MaterieBaryonenasymmetrie

11 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 11 Elektroschwache Ära Es entstand das noch heute bestehende Verhältnis Einleitung Was besagt die Theorie? Überblick Ablauf -Planck Ära -GUT Ära -Inflation -Elektroschwache Ära -Leptonen Ära -Photonen Ära -Universum wird transparent -Galaxien und Sterne entstehen Wodurch wird sie gestützt? Schwachpunkte Ab s

12 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 12 Leptonen Ära Quarks aus dem Quark-Gluon-Plasma bilden Baryonen und Mesonen Antimaterie verschwunden Neutrinos entkoppeln Neutronen-Protonen-Verhältnis 1:7 entsteht Einleitung Was besagt die Theorie? Überblick Ablauf -Planck Ära -GUT Ära -Inflation -Elektroschwache Ära -Leptonen Ära -Photonen Ära -Universum wird transparent -Galaxien und Sterne entstehen Wodurch wird sie gestützt? Schwachpunkte Ab s

13 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 13 Photonen Ära Es ist heiß genug, damit durch Fusion leichte Kerne entstehen können, aber nicht mehr heiß genug, dass die Photonen diesen Prozess rückgängig machen könnten. Deuterium, Helium, Lithium (Kerne) entstehen Einleitung Was besagt die Theorie? Überblick Ablauf -Planck Ära -GUT Ära -Inflation -Elektroschwache Ära -Leptonen Ära -Photonen Ära -Universum wird transparent -Galaxien und Sterne entstehen Wodurch wird sie gestützt? Schwachpunkte Ab 10 2 s

14 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 14 Universum wird transparent Die Kerne können Elektronen an sich binden Keine Streuung von Photonen an freien Elektronen Universum wird durchsichtig Einleitung Was besagt die Theorie? Überblick Ablauf -Planck Ära -GUT Ära -Inflation -Elektroschwache Ära -Leptonen Ära -Photonen Ära -Universum wird transparent -Galaxien und Sterne entstehen Wodurch wird sie gestützt? Schwachpunkte Ab a

15 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 15 Galaxien und Sterne entstehen Einleitung Was besagt die Theorie? Überblick Ablauf -Planck Ära -GUT Ära -Inflation -Elektroschwache Ära -Leptonen Ära -Photonen Ära -Universum wird transparent -Galaxien und Sterne entstehen Wodurch wird sie gestützt? Schwachpunkte Ab 1 Mrd. a

16 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 16 Wodurch wird sie gestützt? Expansion des Universums Hintergrundstrahlung Häufigkeit der Elemente Altersverteilung der Sterne Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Schwachpunkte

17 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 17 Expansion des Universums Hubble (1929):v = H 0 r Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Expansion des Universums Hintergrundstrahlung Häufigkeit der Elemente Altersverteilung der Sterne Schwachpunkte

18 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 18 Expansion des Universums Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Expansion des Universums Hintergrundstrahlung Häufigkeit der Elemente Altersverteilung der Sterne Schwachpunkte

19 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 19 Hintergrundstrahlung Entstanden durch häufige Streuung der Photonen an Elektronen in der Photonen-Ära 1948 vorhergesagt 1964 zufällig gemessen (1978 Nobelpreis) Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Expansion des Universums Hintergrundstrahlung Häufigkeit der Elemente Altersverteilung der Sterne Schwachpunkte Schwarzkörperspektrum

20 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 20 Hintergrundstrahlung Sehr isotrop, jedoch geringe Anisotropie mit besser werdenden Messgeräten festgestellt (WMAP) Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Expansion des Universums Hintergrundstrahlung Häufigkeit der Elemente Altersverteilung der Sterne Schwachpunkte Informationen über Dichteschwankungen

21 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 21 Hintergrundstrahlung Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Expansion des Universums Hintergrundstrahlung Häufigkeit der Elemente Altersverteilung der Sterne Schwachpunkte Nur über Urknallmodel erklärbar Hintergrundstrahlung und deren Spektrum

22 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 22 Häufigkeit der (leichten) Elemente Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Expansion des Universums Hintergrundstrahlung Häufigkeit der Elemente Altersverteilung der Sterne Schwachpunkte Verhältnis N n /N p 1/7 (aus Leptonen Ära) Alle Neutronen in He => Rest an Protonen für Wasserstoff Nuklidkarte: keine Kerne mit 5 oder 8 Nukleonen, die dazwischen großteils instabil Verteilung der baryonischen Materie

23 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 23 Häufigkeit der (leichten) Elemente Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Expansion des Universums Hintergrundstrahlung Häufigkeit der Elemente Altersverteilung der Sterne Schwachpunkte n 10,6 min 1 H 2 H 3 H 12,3 a 3 He 4 He 6 He 808ms 8 He 122 ms 6 Li 7 Li 8 Li 842 ms 9 Li 178 ms 7 Be 53,3 d 9 Be 10 Be 1,6·10 6 a 11 Be 13,8 s 8 B 770 ms 10 B 11 B 12 B 20,3 ms 9 C 127 ms 10 C 19,3 s 11 C 20,3 min 12 C 13 C n 10,6 min 1 H 2 H 3 H 12,3 a 3 He 4 He 6 He 808ms 8 He 122 ms 6 Li 7 Li 8 Li 842 ms 9 Li 178 ms 7 Be 53,3 d 9 Be 10 Be 1,6·10 6 a 11 Be 13,8 s 8 B 770 ms 10 B 11 B 12 B 20,3 ms 9 C 127 ms 10 C 19,3 s 11 C 20,3 min 12 C 13 C N Z

24 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 24 Altersverteilung der Sterne Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Expansion des Universums Hintergrundstrahlung Häufigkeit der Elemente Altersverteilung der Sterne Schwachpunkte S: Skalenfaktor Ω 0 : Dichteparameter

25 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 25 Probleme Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Schwachpunkte Dunkle Materie Inflation Dunkle Materie / Energie Inflation Felder mit abstoßender Gravitation nötig, bislang nicht gefunden

26 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 26 Skalenfaktor Einleitung Was besagt die Theorie? Überblick Mathematik Ablauf Wodurch wird sie gestützt? Schwachpunkte Um von der Expansion unabhängige Koordinaten zu haben führt man den Skalenfaktor S(t) ein. Dieser gibt somit auch die Größenentwicklung des Universums wieder.

27 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 27 Friedmann Modelle Einleitung Was besagt die Theorie? Überblick Mathematik Ablauf Wodurch wird sie gestützt? Schwachpunkte

28 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 28 Friedmann Modelle Einleitung Was besagt die Theorie? Überblick Mathematik Ablauf Wodurch wird sie gestützt? Schwachpunkte

29 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 29 Was wird beobachtet?

30 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 30 Der Himmel im Radio- und Infrarotbereich

31 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 31 Wie entstehen die Schwankungen?

32 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 32 1 DM und Akustische Wellen Verdichtungen von leuchtender Materie Akustische Wellen Gravitationswellen verursachen Strahlungsdruck verhindert Verdichtungen von Dunkler Materie stabilisieren Temperatur- schwankungen Strukturen wie Sterne und Galaxien Sichtbar in CMB Stärkstes Argument für die Anwesenheit von DM

33 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte Computersimulation Millennium Run Normale Materie Dunkle Materie MPI Astrophysik

34 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 34 Das expandierende Universum im Computer

35 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 35 Noch eine Simulation

36 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 36 Was kann man aus den Schwankungen über die Krümmung des Raumes lernen?

37 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 37 Informationen aus der Hintergrundstrahlung

38 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte Charakterisierung Dunkle Materie Keine Wechselwirkung mit Strahlung Gravitationswirkung

39 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 39 1 Indizien Indizien für Dunkle Materie Rotationskurven Galaxien Galaxienhaufen Strukturbildung im Universum

40 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 40 1 Rotationskurven Annahmen Masse im Zentrum konzentriert Sterne bewegen sich auf Kreisbahnen Newton Mechanik Kreisbahnen: Gravitationskraft = Zentrifugalkraft Peripherie (M = const ): Zentralbereich ( = const ): Gleiche Ergebnis bei relativistischer Rechnung : const M : Gesamtmasse innerhalb der Bahn

41 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte Rotationskurven Rotationskurve Galaxie Rotationskurve Sonnensystem

42 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 42 1 Ergebnisse der Messung Vorhersage Peripherie Masse nicht im Zentrum konzentriert! Beobachtungen der Leuchtkraftverteilung in Kepler:

43 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 43 Rotationskurven Rotationskurven versch. Galaxien

44 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 44 Halo aus Dunkler Materie Halo Typische Durchmesser Galaxie ~ 10 kpc ~ 100 kpc Modell Galaxie von einem kugelförmigen DM-Halo stabilisiert.

45 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 45 Nachweis DM in Clustern Nicht verzerrte GalaxieIsodense (DM) Gravitationslinsen bei Abell 2218 Goeke, Uni Bochum

46 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte Kandidaten für Dunkle Materie Baryonische Materie (3 Quarks) Nicht-Baryonische Materie zwei große Klassen

47 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte Baryonische Materie Gas und Staub Asteroiden, Meteoriten und Planeten braune Zwerge weiße Zwerge Neutronensterne Schwarze Löcher Baryonische Kandidaten für DM

48 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte Gas Heißes Gas emittiert Strahlung Kaltes Gas - wäre in Galaxien und Galaxienhaufen sichtbar absorbiert EM-Strahlung - als DM nur in großen Zwischenräumen zwischen den Galaxienhaufen Intergalaktisches Gas: 3,6 % ges

49 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte Staub, Asteroiden und Meteoriten Staubwolken streuen das Licht von Sternen im Infraroten sichtbar Adlernebel Hale-Bopp Asteroiden und Meteoriten schwere Elemente im Vergleich zu H zu selten Zur Lösung des Problems wäre mehr Staub nötig als beobachtet!

50 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte Schwarze Löcher extreme Masse 10M S < M < 10 6 M S sehr große Schwerkraft leuchten gar nicht Vermutung: Im Zentrum von Galaxien mit M > 100M S BH (Simulation) Massive Schwarze Löcher Keine Erklärung der Rotationskurven – müssten im Halo sein

51 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte MACHOs Planeten Braune Zwerge Weiße Zwerge Neutronensterne MACHOs (Massive Compact Halo Objects) Möglicherweise verantwortlich für 20% der baryonischen DM

52 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte MACHOs Braune Zwerge 2M1207 Chauvin 2004 Geringe (sub-solare) Sternenmasse 0,01M S < M < 0,08 M S leuchten nur sehr schwach (²H – Brennen) Jupiterähnliche Planeten größtenteils H 2 Hohe Masse Einfluss auf Bewegung des Zentralsterns Nicht in ausreichender Zahl beobachtet worden

53 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte MACHOs Masse Sehr alt und leuchtschwach guter Kandidat Weiße Zwerge Neutronensterne Ziehen Gas aus ihrer Umgebung an Röntgenstrahlung (Pulsar) Masse Neutronenstern(Pulsar)

54 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 54 Nicht-baryonische Kandidaten für DM 2. Nicht-Baryonische Materie electronselectron neutrinosneutrino gluongluino … … Fermion Boson Neutrino WIMP (Schwache WW und Gravitation) weitere Teilchen aus Supersymmetrie WIMP: Weakly Interacting Massive Particle

55 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte Neutrinos Rotationskurven in Galaxien durch Neutrinos Abschätzung: Neutrinomasse m n > 10 eV Verschwindend geringer Beitrag! Atmosphärische Neutrinomessungen m n < 1eV

56 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte WIMPs Masse: GeV elektrisch ungeladen stabil schwach-wechselwirkend Neutralino (LSP) LSP : Lightest Supersymmetric Particle WIMP-Hauptkandidat!

57 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte Sitzverteilung im Kosmos WMAP(2003) Anteile an Gesamtenergiedichte

58 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte Dunkle Energie Einsteinsche Feldgleichungen : Kosmologische Konstante Zeit- und ortsunabhängig (Integrationskonstante) Muss phys. interpretiert werden

59 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte Implementierung von in den Friedmangleichungen Einstein-Feldgleichungen Robertson-Walker-Metrik Kosmologisches Prinzip Vereinfachter Energie-Impulstensor Verschwinden des Dichtegradienten Erweiterte Friedman-Gleichungen

60 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte DE Interpretation : Vakuumenergiedichte Physikalische InterpretationSkalierung (Vakuum) Raum gekrümmt Beobachtung

61 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte Vakuumenergiedichte/Vakuumfluk tuation Heisenbergsche Unschärferelation Ständige Enstehung und Annihilation von Teilchen-Antiteilchen-Paaren virtuelle Teilchen

62 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte Casimir Effekt Zwei Platten (Abstand L ~ Angström) dazwischen < 2L Kraft 1997 gemessen außerhalb < Wenig TeilchenViele Teilchen Druckgradient S. Lamoreaux, Seattle

63 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte QM Abschätzung Nie direkt beobachtbar – zudem auch Lorentzinvariant Nullpunktschwingungen eines elektr. Feldes Energie h /2 pro Schwingungszustand Eingrenzen durch Plancklänge Optische Dispersion Integration über Kugelkoordinaten

64 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte Vergleich QM – Beobachtung Schlechteste Abschätzung in der Geschichte der Physik Zur Erinnerung gesamt = krit k = 0 flache (euklid.) Raumzeit

65 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte Flaches Universum? Erweiterten Friedman-Gleichungen k = 0 : Dichten von DE und Materie ergeben krit. Dichte Skalierungen

66 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte Struktur und Dynamik des Universums Experimentelle Daten Raumzeit flach (euklidisch) Vereinbar mit Hubble-Exp. Universum wird für immer expandieren Big Bang zu früh

67 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte Beschleunigungsparameter q 0 = 0 : Konstante Expansion Beschleunigte Expansion Verzögerte Expansion q 0 < 0 : Fallunterscheidung q 0 > 0 : Beschl. Expansion > < Erweiterte Friedman-Gleichung unabhängig von k ! Wenn : k = 0 q 0 = 0.5

68 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte Beschleunigungsparameter Experimentelle Daten q 0 = -0,55 Beschleunigte Expansion Geraden gelten für beliebige k

69 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte DE und Weltalter Zu großes ließe Hubble Alter divergieren Kein Urknall Fine-Tuning Konst. Weltalter Bester Fit im k=0-Universum

70 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte Koinzidenzproblem heute m und zur heutigen Zeit in der gleichen Größenordnung Zufall? Verhältnis m / nicht konstant!

71 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte BaryonischNicht-Baryonisch Neutrinos Neutralinos 3. Erweiterte Friedman-Gleichungen q 0 = - 0,55Weltalter:

72 Die Urknallthe orie Einleitung Was besagt die Theorie? Wodurch wird sie gestützt? Kritikpunkte 72 Die Urknalltheorie Geistesgegenwärtig hatte Gott damals vom Urknall ein Foto geschossen, welches er immer noch recht eindrucksvoll fand Ende


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