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Wilfried Louis 2011

 

2. Kapitel

Die Geschichte der Materie.

1. Zyklus

Der Urknall

Die Schöpfung der Materie

Üd.:02.2011
Al
s Standardmodel für die Entstehung der Materie gilt in der Physik die Annahme eines Urknalls. Die konkreten Berechnungen gehen auf 10-5 Sekunden nach der explosionsartigen Ausbreitung der Energie (Inflation) zurück. Dies bedeutet, dass mit der Dimension der Ausdehnung die Dimension der ZEIT entstehen musste.
Um Energie in Form von Materie entstehen zu lassen mussten die Dimensionen aus "Raum und Zeit" entstehen.


siehe die aktuellen Theorien in meinem 2.Kapitel:
Inflation des Universums

DER URKNALL

    

Einig sind sich die Wissenschaftler, dass die Weltuhr nach Bruchteile einer Milliardstelsekunde bei 10-43 Sekunden nach dem Urknall, der sogenannten Planck-Zeit "h", berechenbar ist. Dies setzt die Annahme voraus, dass die bekannten physikalischen Gesetze auf die damaligen Verhältnisse anwendbar sind. Mit dieser bestimmenden Einheit "h" in der Quantenwelt lassen sich fundamentale Längen- und Zeiteinheiten berechnen. Bei Längen unter dieser Planckschen Einheit von 10-33 Zentimeter oder der Zeit von unter 10-43 Sekunden sind Beschreibungen physikalischer Gesetze sinnlos, da von diesem Zeitpunkt an erst unterschiedliche Ereignisse in einem Energiefeld messbar werden.
Nach 10-34 Sekunden
nach dem Urknall betrug der Durchmesser des Universums 10-28 Zentimeter, wobei es nach allen Seiten gleichzeitig expandierte, die sogenannte "Inflation". Aus dem Plasma der Energie entstand jetzt Strahlung und Materie. Eine Nanowelt aus Quaks, Leptonen, Eichbosonen und ihre Antiteilchen. Kaum waren die Teilchen entstanden zerstrahlten sie wieder mit ihrem Antiteilchen und  bauten sich gleichzeitig durch das Aufeinandertreffen von energiereichen Photonen wieder auf.
In dieser Zeit bekam das Universum in seiner Ausdehnungsgeschwindigkeit einen zusätzlichen Kick. Die jetzige Universumgröße von 10-28 Zentimeter (kleiner als ein Proton) explodierte in der Zeit von 10-34 bis 10-32 Sekunden, auf die Ausmaße von 10 Zentimeter. Danach verlief die Expansion langsamer (proportional zur Zeit), so dass unser Universum heute eine Ausdehnung von 1028 Zentimeter hat.
Nach 10-34 Sekunden kosmischer Geschichte und einer Temperatur von 1032 Grad geschah für unsere Existenz etwas sehr entscheidendes, es kam auf Grund des Massenunterschiedes, zu einem äußerst geringen Überschuss von Materie zu -Antimaterie-. Auf eine Milliarden Materieteilchen gab es gerade ein Materieteilchen mehr als Photonen. 
siehe: "Antimaterie"
Dieser winzige Überschuss oder Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie, in der frühen Phase unseres Universums, war die Grundlage unserer Existenz.
Quarks als erste Teilchen beginnen sich zu stabilisieren, doch die hohe Strahlungsenergie verhindert die Bildung von Kernbausteine
Nach 10-10
Sekunden:
also den 10milliardsten Teil einer Sekunde, sank die Temperatur auf 1015 Grad (eine Trillionen Grad), nun entstanden stabile Hadronen bestehend aus Neutrinos, Kernbausteine (Protonen und Neutronen)bilden das neue Universum. Je drei Quarks lagern sich in einem Proton und in einem Neutron. Gleichzeitig entstanden und zerfielen ständig andere Teilchen: Elektronen und Positronen, Gluonen, Photonen -kurz die uns bekannten 12 Elemente und dessen Antiteilchen entwickelten sich. 

Nach 1 Sekunde:
Durch weitere Expansion des Energiefeldes sank die Temperatur proportional zur Ausdehnungsgeschwindigkeit. Das heißt, bei Verdopplung der Ausdehnung, fiel die Temperatur um die Hälfte.  Die Temperatur war bereits auf circa 10 Milliarden Grad gesunken. Die Energiedichte reichte jetzt nicht mehr aus um aus den Photonen  neue Quarks entstehen zu lassen, so dass sich weiterhin Quarks und Anti-Quarks gegenseitig vernichten. Es dominiert noch Energie in Form von Strahlung. Auch Elektronen und Positronen zerstrahlen und übrig bleibt ein leichter Überschuss von Elektroden. Nach einer Sekunde befindet sich in unserem Universum ein Überschuss von Materie, aus denen sich später unsere Atome zusammensetzen werden.

Drei Minuten  später:
Die Temperatur bereits auf eine Milliarden Grad gesunken. Bei diesen Temperaturen kam es zu den ersten Verschmelzungen von Atomkernen. Aus einem Proton und einem Neutron entstand das Element Deuterium+ (schwerer Wasserstoff). Durch weitere Abkühlung entstanden die schwereren Heliumkerne, auch die Atomkerne der Lithium- und Berylliumelemente konnten sich bilden. Die restlichen Protonen zerfielen in dem kleinsten Element, dem Wasserstoffkern. Es zeigt sich, dass das Universum aus den Hauptelementen Wasserstoff (zu drei Viertel) und Helium (zu einem Viertel) besteht. Die anderen Elemente aus unserem Periodensystem bilden einen verschwindenden Rest und entstanden zudem auch weitaus später.
Die Grundlagen für die Schöpfung unserer zukünftigen Welt, wie sie sich heute darstellt, war. nach der These eines Urknalls, schon nach drei Minuten geschaffen. 

Dieser Schöpfungsakt der Urmaterie, so haben die Physiker berechnet, ist die Folge einer winzigen Verschiebungen elektromagnetischer Energiefrequenzen, eine Nuance der Wellenverschiebungen aus der Urvibration des Urknalls.  Je nach dem, ob die Schwankungen des Urknalls die Frequenz einer Elektromagnetischen Welle "im Wellen-Tal" oder "auf dem Wellen-Berg"  verursachte, spiegelte sich dies in den wärmeren oder kühleren Flecken des expandierendem Universum wieder. Das Nachgrollen des Urknalls lässt sich in der Hintergrundstrahlung erkennen und messen. Diese Reststrahlung im Mikrowellenbereich ist für Physiker der Zeitzeuge für die Entstehung des Universums durch einer explosionsartigen Ausdehnung den -Urknall-.*

Der riesige Nebel NGC 604 (rechts) liegt in der benachbarten, spiralförmigen Galaxie M33, rund 2.7 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Auch hier werden wir Zeuge von zahllosen Sterngeburten. Im Zentrum von NGC 604 gibt es über 200 heiße Sterne, deren Masse die unserer Sonne um das 15- bis 60fache übersteigt. Sie erhitzen die Gase innerhalb des Nebels so sehr, das diese fluoreszieren und die dreidimensionale Form des Nebels sichtbar machen - „ähnlich einer Laterne, die aus dem Inneren einer Höhle leuchtet.

* Ein weiterer Hinweis auf das Ungleichgewicht der Energieteilchen wurde durch das Unbestimmtheitsprinzip (sog.  "Unschärferelation" n. Heisenberg)  bestätigt: Danach kann das Universum von Beginn an nicht vollkommen Homogen gewesen sein. Diese Abweichung der gleichförmigen Dichte vergrößerte sich mit der Zunahme der Expansion (s.a. Chaostheorie)


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Fortsetzung:2.Zyklus

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