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Wilfried Louis  2005

3. Kapitel

DIE GESCHICHTE DER MATERIE
2. Zyklus

Entstehung der ersten Sterne und Galaxien.

Üd.:04.2004

300.000 Jahre später:
Die Materienentwicklung scheint zu stagnieren, doch das neue Universum befindet sich in einer Phase der expandierenden Abkühlung. 
Die Strahlenwolke war zu dieser Zeit auf eine Temperatur von
circa 6000 Grad Kelvin (0 Kelvin =-273°C) gesunken. Dies entspricht der Temperatur der Sonnenoberfläche.
Nun passierte wieder etwas  entscheidendes für unsere Existenz.  Bei dieser Temperatur  fangen die Atomkerne (Protonen und Neutronen) die dazugehörigen Elektroden ein und bilden vollständige Wasserstoff-, Helium- und Lithiumatome.
 
- Das Atomzeitalter hatte seinen Anfang -

In dieser Gaswolke bildeten sich zwischen den Atomen freie Räume, wodurch die Lichtteilchen ungehindert weite Strecken zurücklegen konnten.


- das Universum wurde durchsichtig -

In diesem Urstoff, aus dem sich Millionen Jahre später Sterne und Galaxien bildeten, vollzogen sich Kernverschmelzungen die sich auch heute noch in allen glühenden Sternen in unserem Kosmos ereignen. So auch auf unserer Sonne, die durch diese atomare Energieumwandlung immer weiter abkühlt.
200 Millionen Jahre später:
Aus der Gravitationskraft der Materienwolken strömen Teilchen ins Zentrum der Wolke. Diese Materiekonzentration beschleunigt die Rotation der Wolke, es kommt zu einer Verklumpung von Materie im Inneren. Es entstehen Milliarden von kugeligen Strukturen. Es kommt zu einem Rotationsdruck und  der Verschmelzung von Wasserstoff- und Heliumkerne. Durch diese Kernfusion entstehen die schweren Elemente: Eisen, Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff. Mit der Entwicklung der ersten schweren Elemente war die Voraussetzung für die Entstehung der ersten Planeten und Sterne geschaffen. 
Der Forscher Robert Becker von der University of California in Davis sagt:  Es verging eine lange Zeit der Teilchenverdichtung (rund 900 Millionen Jahre)
bis durch die Gravitation das Gas sich zu Klumpen verdichtete.
Die Temperatur sank auf 18 Kelvin. Die Wasserstoff- und Heliumkerne bildeten Wolken in denen sich die Dichte durch die Gravitationskraft ständig erhöhte. Ab einer bestimmten Massenkonzentration kam es durch die Temperaturerhöhung zur Kernfusion. Dabei verschmelzen die Atomkerne, wobei Bindungsenergie freisetzt, es entstanden die ersten Sterne, die wie unsere Sonne durch ihre Kernfusion  leuchteten.

Bild: © SPIEGEL ONLINE 2001
Blick in die Tiefe des Universums:
Astronomenteam vermessen das Universum 


Blick in den Konusnebel

Nach einer Milliarden Jahre:
Die ersten Spiralnebel, Sternhaufen und Galaxien waren fertig entwickelt und ausgebildet. Dies bestätigen die sichtbaren Galaxien am äußeren Rand des messbaren Weltalls.
Die Ursache dieser rasanten Entwicklung waren innere uns äußere  Gravitationskräfte.  Die verklumpte Materie hielt zum einen die Planeten und Sterne, aus ihrer inneren Anziehungskraft, zusammen und zum anderen werden durch die äußere Schwerkraft, weitere Materie angezogen. Die Folge ist, dass durch sogenannte Fluktuationsenergien kleinere Sterne und Planeten in eine elliptische Umlaufbahn gelenkt werden. Planetensysteme oder Sternansammlungen entwickelten sich im Inneren der Materienwolke, wobei die Planeten und Sterne eine verbundene Umlaufstabilität eingehen. So sind  nach den heutigen wissenschaftlichen Modellen, die inneren und äußeren Gravitationskräfte der Massen dafür verantwortlich, dass  etwa eine Milliarden Jahre nach dem Urknall die ersten Sterne, Galaxien und Planetensysteme entstanden. 
Was veranlasste das Universum zu einer solch plötzlichen Entwicklungsbeschleunigung? 
Die Ursachen sind bis heute noch nicht lückenlos beschrieben. Doch nach den heutigen wissenschaftlichen Daten ist eine plötzlichen Materienverdichtung eine Folge der

  1. Temperaturunterschiede innerhalb der Gaswolke.

  2. Gravitationskräfte der Dunkeln Materie

  3. Dunkeln Energie als Expansionskraft

  4. Die schwachen Wechselbeziehungen der elektromagnetischen Wellen und Teilchen

siehe: Die dunkele Welt der Materie

Unsere Galaxie die Milchstraße entstand vor etwa 11 Milliarden Jahre. Sie bildete ihre Masse durch den Prozess der Verklumpung, innerhalb einer interplanetarischen Staubwolke. Ihr mittlerer Durchmesser beträgt etwa 120.000 Lichtjahre, bei einer Dicke von 3500 Lichtjahre. Unsere Milchstraße zählt zu den Spiralgalaxien und enthält etwa 200 bis 300 Milliarden Sonnen. Im Inneren der Galaxie befindet sich eine unbegrenzt Menge "Dunkler Materie". Die äußere  Materie umkreist die Galaxie mit einer so hohen Umlauf-Geschwindigkeit, dass die Planeten und Sterne eigentlich, durch die Zentrifugalkraft, aus ihrer Umlaufbahn getragen werden müssten. Astrowissenschaftler nehmen deshalb an, dass die "Dunkle Materie" im Inneren der Galaxie mehrere Schwarzes -Löcher enthält. Die gewaltige Anziehungskraft dieser Gravitationszentren, verhindert das Auseinanderdriften der Planeten und Sterne am äußeren Galaxienrand. Erst in jüngster Zeit wurde im Zentrum unserer Milchstraße, das gewaltige schwarze Loch« "Sagittarius A" entdeckt. Es hat eine Masse von circa 3 Millionen Sonnen. Riesige Mengen Gas saugt Sagittarius A unentwegt auf, wobei ein Teil wieder als Plasmajets ausgestoßen wird, die dann als Radiostrahlen (Gammastrahlen) auf irdische Parabolantennen sichtbar sind. So ist der Innenraum unserer Galaxie noch mit vielen Fragezeichen versehen und verbirgt wohl noch viel ungeklärte Phänomene.


   

Fürs das bloße Auge auch mit Hubble-Hilfe kaum sichtbar: Das dunkle Quadrat zeigt das Sternsystem, indem sich der Planet befindet

Der älteste Planet in unserer Milchstraße wurde 2003 vom Hupple-Teleskop entdeckt. Der Planet "Methusalem" mit der zweifachen Masse des Jupiters ist fast 13 Milliarden Jahre alte. Dieser Planet hat sich etwa eine Milliarden Jahre nach dem Urknall gebildet und ist somit fast drei Mal so alt wie unser Sonnensystem. Methusalem befindet sich 5600 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternenhaufen M4 im Sternenbild des Skorpion. Man könnte durch diese Entdeckung davon ausgehen, dass es deutlich mehr Planeten gibt als bisher angenommen.

Bild- und Textquelle:
Zeitschrift CD-TOP Ausgabe 16 .(CD-ROM, Hubble Space Teleskope
Sternbilder:
Die Aufnahme des Hubble Teleskops zeigt die Geburt zahlloser kleiner Sterne, in der Nachbarschaft größerer Sterne, im "Adler - Nebel" M16 , rund 7000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Die ultraviolette Strahlung der nahegelegenen älteren Sterne sorgt dafür, dass die Oberfläche einer interstellaren Gaswolke verdampft und dabei die darunter liegende dichtere Wasserstoffschicht der Wolke freigibt. Für die neuen Sterne ist es überlebenswichtig, dass sie bis zu einer gewissen Größe nicht von der sie schützenden Gasschicht getrennt werden. Einige der Neuen Sterne erzeugen durch Atomexplosionen Hitze und Licht. Die hellsten von ihnen leuchten 100.000 mal stärker als unser Sonne.

Die Spiralgalaxie NGC 1232, aufgenommen von einem der größten und leistungsfähigsten Weltraumteleskope der Welt, dem "Very Large Telescope" der Europäischen Südsternwarte in Chile.

Bildquelle: T-Online - Karriere &  Wissen - http://www.online.de/

Die ungefähr hundert Millionen Lichtjahre entfernte Spiralgalaxie NGC 1232.

Bildquelle: T-Online - Karriere &  Wissen - http://www.online.de/


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