Blick in die Kosmologie Strahlung – Materie – Energie.

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

1 Blick in die Kosmologie Strahlung – Materie – Energie

2 Inhalt Von den ersten drei Minuten bis jetzt –Ein Blick in die Kosmologie Das Standardmodell der Entstehung des Kosmos Die Teile und das Ganze (Nobel Preises für Physik 2006 an J. C. Mather und G. F. Smoot für die Vermessung der kosmischen Hintergrundstrahlung) Info dazu: http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2006/info.pdf http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2006/info.pdf

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 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 10 32 K und einer einheitlichen Kraft, –nach 10 -43 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 300 000 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 10 -43 s erscheint noch jetzt als kosmische Hintergrundstrahlung –Die Expansion des Weltalls verlängerte die Wellenlänge in den Mikrowellen-Bereich

5 Big Bang-Modell: Vom Anfang bis heute Potentielle Energie in Gravitations-, elektrischen und magnetischen Feldern, Energie zum Feldaufbau Energie der Photonen Energie der Masse Kinetische Energie bewegter Massen Auf der Erde können ich stabile, Auf der Erde stellt sich die Temperatur auf 273 +-50 K ein, deshalb können sich organische Verbindungen bilden Mit der Ausdehnung des Universums streckt sich die Wellenlänge der kosmischen Strahlung – und ist von der Erde aus beobachtbar

6 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

7 Hub-EnergieKinetische Energie bewegter Massen Auf der Erde können ich stabile, Die Strahlungsenergie der ersten 10 -43 s ist jetzt auf unterschiedliche Formen der Energie verteilt, u. a. auf Hub-, kinetische Energie und Energie in chemischer Bindung Heute

8 Symmetrie Materie Anti-Materie

9 Symmetrie-Bruch Materie Anti-Materie

10 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 Dieses überschüssige Material in Form von Materie füllte den Kosmos mit Galaxien, Sternen, Planeten und schließlich Leben Quelle:http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2008/info.p dfhttp://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2008/info.p df

11 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)

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 Atom Nr. 1 z. B. wohl schon beteiligt :-) ? Atom Nr. 1 Bildquelle: http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2003/public.htmlhttp://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2003/public.html 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 Finis