Die Urzeit |
| Der Urknall |
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Die Urknalltheorie. Seit ewigen Zeiten versucht der Mensch die Entstehung des Universum zu begreifen,die alten Griechen nahmen an, dass wir in einem statischen Universum, also ohne Anfang und Ende leben. Im Mittelalter war die Schöpfungstheorie weit verbreitet, in den Anfängen des 20 Jahrhunderts hat sich das Bild der Welt aufgrund neuer physikalischer Erkenntnisse stark gewandelt. Heute gilt die Theorie vom Big Bang (Urknall) als die weiterbreiteste. Was hat es nun mit dem Urknall auf sich.Unser heutiges Bild vom Universum nahm erst 1924 Konturen an, als der amerikanische Astronom Edwin Hubble zeigt, dass es neben unserer Galaxie noch viele weiter gibt zwischen denen weite Strecken "leeren Raums liegen", heute wissen wir das unsere Galaxie nur ein von einigen Milliarden ist. Als die Astronomen in den zwanziger Jahren anfingen, die Spektren von Sternen in anderen Galaxien zu untersuchen, nachten sie eine höchst seltsame Entdeckung: Es zeigten sich die selben typischen Farben wie bei den Sternen in unserer eigenen Galaxis, aber sie waren alle um den gleichen relativen Betrag zum roten Ende des Spektrums hin verschoben. Aufgrund des Dopplereffektes kann man darauf schließen, dass sich alle Galaxien von uns in alle Richtungen weg bewegen und je größer die Entfernung um so schneller bewegen sich weg. Man kann sich das ungefähr vorstellen mit einem Luftballon der aufgeblasen wird, seine Oberfläche vergrößert sich und jeder Punkt bewegt sich vom anderen weg ohne, dass es einen zentralen Mittelpunkt gibt. Nach Messung der Fluchtgeschwindigkeit, der Galaxien konnte man errechnen, dass sich das Universum vor 10- 15 Milliarden Jahren in einem einzigen Punkt konzentriert haben muss. Der russische Physiker Friedmann entwickelte nun das sogenannte Friedmansche Modell des Universums in dem sich zu nächst alle Galaxien von einander entfernen, sich zur Maximalgröße ausdehnt und dann wieder in sich zusammenstürzt (ob es sich wieder zusammen zieht können wir heute noch nicht mit Sicherheit sagen da wir noch nicht die Masse des Universums berechnen können). Somit lag der Ursprung des Universum in einer riesigen Explosion. Wie aber sah das junge Universum aus? Nachtrag: nach neueren Aufnahmen die das Hubble-Teleskop von Deep- Space Objekten machte die wesentlich weiter entfernt sind als 20 Milliarden Lichtjahre müssen die Physiker die Theorie überarbeiten denn sonst wäre die Tochter älter ist als die Mutter. |
Zu Anfang gab es eine Explosion. Nicht eine Explosion, wie wir sie auf der Erde kennen, die von einem bestimmten Zentrum ausgeht und sich zunehmend in die umgebende Luft ausbreitet, sondern eine Explosion, die sich gleichzeitig überall vollzog, die von Anfang an den gesamten Raum ausfüllte und bei der jedes Materieteilchen von allen übrigen Teilchen fortflog. Nach etwa einer Hundertstelsekunde, dem frühesten Zeitpunkt, über den wir überhaupt mit einer gewissen Zuverlässigkeit etwas sagen können, betrug die Temperatur des Universums etwa hunderttausend Millionen Grad Celsius. Selbst im Zentrum der heißesten Sterne herrscht nicht eine derartige Hitze; sie war in der Tat so groß, dass keiner der Bausteine, aus denen die gewöhnliche Materie sich zusammensetzt Moleküle, Atome oder auch nur die Kerne von Atomen , hätte bestehen können. Die Materie, die bei dieser Explosion auseinander flog, bestand statt dessen aus verschiedenen Typen der sogenannten Elementarteilchen. Ein Teilchentyp, der in großer Menge vorhanden war, ist das Elektron, ein weiterer Teilchentyp, der in den Anfängen reichlich vorkam, ist das Positron, ein positiv geladenes Teilchen, das genau die gleiche Masse hat wie das Elektron. Im gegenwärtigen Universum findet man Positronen nur in Hochenergie-Laboratorien, in gewissen Arten von radioaktiver Strahlung und in so auffälligen astronomischen Erscheinungen wie der kosmischen Strahlung und den 
die Explosion andauerte, sank die Temperatur und erreichte nach ungefähr einer Zehntelsekunde dreißig Milliarden (3 X 101°) Grad Celsius; nach etwa einer Sekunde betrug sie zehn Milliarden Grad und nach etwa vierzehn Sekunden drei Milliarden Grad. Damit war eine Abkühlung erreicht, bei der die Vernichtung von Elektronen und Positronen rascher zu erfolgen begann, als sie aus den Photonen und Neutrinos neu geschaffen werden konnten. Durch die bei dieser Vernichtung von Materie freigesetzte Energie wurde die Abkühlung des Universums für eine Weile verlangsamt, aber die Temperatur sank weiter und erreichte am Ende der ersten drei Minuten schließlich eine Milliarde Grad. Damit war eine Abkühlung eingetreten, bei der die Protonen und Neutronen beginnen konnten, komplexe Kerne zu bilden, und zwar zunächst den Kern von schwerem Wasserstoff (Deuterium), der aus einem Proton und einem Neutron besteht. Dabei war die Dichte noch immer so groß (ein wenig niedriger als die von Wasser), dass es diesen leichten Kernen möglich war, sich rasch zu dem stabilsten leichten Kern, dem des Heliums, zusammenzuschließen, der aus zwei Protonen und zwei Neutronen besteht. Am Ende der ersten drei Minuten war das Universum überwiegend aus Licht, Neutrinos und Antineutrinos zusammengesetzt. Außerdem gab es noch eine kleine Menge von Kernmaterial, das jetzt zu 73 Prozent aus Wasserstoff und zu 27 Prozent aus Helium bestand, und eine ebenfalls geringfügige Menge von Elektronen, die der Ära der Elektron-Positron-Vernichtung entronnen waren. Diese Materie stob immer mehr auseinander und wurde dabei ständig kühler und weniger dicht.