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Ein kurzer Blick in die Kosmologie Strahlung – Materie – Energie.

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Präsentation zum Thema: "Ein kurzer Blick in die Kosmologie Strahlung – Materie – Energie."—  Präsentation transkript:

1 Ein kurzer Blick in die Kosmologie Strahlung – Materie – Energie

2 Inhalt Von den ersten drei Minuten bis jetzt Standardmodell zur Entstehung des Kosmos –Kosmische Hintergrund-Strahlung Energie-Erhaltung Die Teile und das Ganze Attempto: Mit Physik einen Blick über den Tellerrand (Nobel Preise für Physik 2006 an J. C. Mather und G. F. Smoot für die Vermessung der kosmischen Hintergrundstrahlung) Info dazu:

3 Auf der Erde können ich stabile, Mit der Ausdehnung des Universums streckt sich die Wellenlänge der kosmischen Strahlung – und ist von der Erde aus beobachtbar Big Bang-Modell: Vom Anfang bis heute

4 Entdeckung der kosmischen Hintergrundstrahlung Arno Penzias (*1933), Woodrow Wilson (*1936), Nobelpreis für Physik …suchten ein Jahr (1965) vergeblich nach der Ursache des ununterbrochenen Zischens …. konnten aber keine Ursache ausfindig machen…

5 Das Standardmodell der Entstehung des Kosmos Vom Zeitpunkt der Entstehung des Weltalls vor 13 ·10 9 Jahren bis jetzt gilt, gemäß dem Standardmodell: Die Energie des gesamten Systems ist konstant Beim Big Bang entsteht eine dichte Wolke identischer Teilchen mit Temperatur von K und einer einheitlichen Kraft, –nach s erscheint die Gravitationskraft, –nach 10 s (10 10 K) Beginn der Strahlungs-Ära: Die Strahlung enthält mehr Energie als die Materie, die durch Umwandlungen aus Strahlung entsteht Rekombination von Materie mit Antimaterie erzeugt wieder Strahlung –Nach Jahren (3·10 3 K) bis heute: Materie enthält mehr Energie als Strahlung Es entstehen Atome, Galaxien, und, auf (mindestens) einem Planeten mit besonders günstigen Bedingungen (Temperaturen um 273 K ± 50 K), organisches Leben mit Pflanzen, Tieren und – sogar – Menschen Die Strahlung der ersten s erscheint noch jetzt als kosmische Hintergrundstrahlung –Die Expansion des Weltalls verlängerte die Wellenlänge in den Mikrowellen-Bereich

6 Symmetrie zwischen Materie und Antimaterie Materie Anti-Materie

7 .. und der unseren Kosmos formende Symmetrie-Bruch Materie Anti-Materie

8 Gebrochene Symmetrie bei der Geburt des Universums Es gab bei der Geburt des Universums einen – bis jetzt unverstandenen - Symmetriebruch: Wäre beim Big Bang ebensoviel Materie wie Anti-Materie entstanden, dann hätten sich beide – beim Zusammentreffen - in Strahlung verwandelt und dabei ausgelöscht Ein winziger Überschuss von einem Partikel Materie auf jeweils 10 Milliarden (10·10 9 ) Partikeln aus Anti-Materie genügte, die Materie gegenüber der Antimaterie zu bevorzugen Aus diesem Materie - Überschuss entstand der Kosmos unserer Tage, gefüllt mit Galaxien, Sternen, Planeten und -schließlich sogar- Leben Quelle:http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2008/in fo.pdfhttp://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2008/in fo.pdf

9 Gebrochene Symmetrie – Physik Nobelpreis 2008 Physik Nobelpreis 2008 an : Yoichiro Nambu (*1921) (Enrico Fermi Institute, University of Chicago, Chicago, IL, USA) Makoto Kobayashi (*1944) (High Energy Accelerator Research Organization (KEK), Tsukuba, Japan) Toshihide Maskawa (*1940) (Yukawa Institute for Theoretical Physics (YITP), Kyoto University Kyoto, Japan)

10 Energie-Erhaltung Die Energie (Einheit: 1 Joule) eines Systems ist eine Erhaltungsgröße: Sie kann zwischen unterschiedlichen Formen ausgetauscht werden – –reversibel, wenn die Umwandlung vollständig umkehrbar ist –irreversibel, wenn die Umkehrung nur unvollständig oder gar nicht gelingt Die gesamte Energie des Kosmos ist seit Beginn konstant Energie der Photonen Energie der Masse

11 Hub-EnergieKinetische Energie bewegter Massen Auf der Erde können ich stabile, Die Strahlungsenergie der ersten s ist jetzt auf unterschiedliche Formen der Energie verteilt, u. a. auf Hub-, kinetische Energie und Energie in chemischer Bindung Heute

12 Die Teile und das Ganze

13 Versuch Betrachten Sie einen Punkt auf Ihrer Haut, denken Sie ihn vergrößert bis auf atomares Niveau Praktisch jedes Atom gibt es seit 13 Milliarden Jahren

14 Ein Stück der Haut Durchmesser eines Haares: 100 μm = 0,1·10 -3 m = 0,1 mm

15 An welchen Objekten war Teilchen Nr. 1 z. B. K +, wohl schon beteiligt :-) ? Atom Nr. 1 Bildquelle: Zellmembran einer Tast-Zelle

16 Die Teile und das Ganze Wir bestehen aus Teilen des Universums Jedes Individuum ist ein Teil unseres Universums

17 Physik schenkt einen Blick über den Tellerrand

18 Beste Wünsche zu guter Erholung an den Feiertagen, Frohen Weihnachten und einem guten Neuen Jahr!


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