Urknalltheorien

Urknalltheorien


Big Bang - Theorie:

Die Urknalltheorie (Big Bang –Theorie) geht davon aus, daß vor ca. 15-20 Milliarden Jahren eine Explosion das gesamte Universum erschütterte, wobei alle Teilchen in verschiedene Richtungen davon stoben. In welchem Zustand sich das Universum vor der Explosion befand, oder warum es überhaupt zu dieser riesigen Explosion kam, kann keiner genau sagen. Anzunehmen ist, daß sich das Universum in einem kompakten Zustand begann und sich seit dem Urknall immer weiter ausbreitet.

Es ist möglich, daß sich für eine millionstel Sekunde die, die starke und schwache Wechselwirkung verbanden und eine sozusagen vier Naturkräfte alias Schwerkraft, elektromagnetische Kraft sowie die beiden Kernkräfte "Superkraft" herrschte. Einige Wissenschaftler diskutieren, daß durch die Wirkung dieser kurzzeitigen Vereinigung die gesamte Materie und Energie, praktisch also das Universum, während des Urknalls entstanden. Die Theorie sagt weiter aus, daß ca. eine Hundertstelsekunde nach dem Big Bang Temperaturen von ungefähr 100 000 Millionen Grad das Universum "erhitzten" und als Folgeerscheinung waren weder Atome noch Atomkerne, sondern nur die Elementarteilchen ihrer Struktur vorhanden. Diese Elementarteilchen (häufig waren es negativ geladene Elektronen, positiv geladene Positronen, ladungslose Neutrinos und Antineutrinos sowie Lichtquanten oder Photonen; Protonen und neutrale Neutronen gab es nur in kleiner Anzahl) wurden aus der reinen Energie geschaffen, doch schon nach kurzer Zeit wieder zerstört. Eine Sekunde nach dem Big Bang herrschte immer noch eine Temperatur von ca. 10 000 Grad. Erste Atomkerne aus Elektronen und Neutronen entstanden bei ca. 900 Millionen Grad nach einer Zeit von 3-4 Minuten. Es waren Kerne des Wasserstoffes Deuterium, die sich aus einem Proton und Neutron zusammensetzten sowie eine gleiche Landung mit verschiedenen Masseanteilen hatten (isotop). Diese Isotope waren der Grundbaustein für das Gas Helium, daß jedoch zwei Protone und Neutrone zur Bildung braucht. Die Abkühlung war nach ca. 700 000 Jahren an dem Punkt angelangt, wo sich vollständige Wasserstoff- und Heliumatome, also ohne isotop, bilden konnten. Daß sich die Temperatur vermindert und wieder einigermaßen normalisiert hatte, lag an dem "auseinander schießen" der Teilchen, die somit die Temperatur auseinander trugen und verteilten. Es kam zu Gasanhäufungen oder zu erhöhter Materiekonzentration aufgrund der Schwerkraft, aus denen viel später durch noch größere Anhäufung der Gase Sterne und Galaxien entstanden. Seit der Entdeckung der Expansion stimmt eine hohe Zahl an Meinungen überein, daß die Erweiterung des sich ausdehnenden Weltalls auch ein Beweis des Urknalls ist. So wird heute relativ häufig angenommen, daß die Ur-Ausdehnung bis zum heutigen tage nicht aufgehört hat. Möglicherweise gibt es irgendwann einen Punkt, an dem die Expansion gestoppt wird und der Umkehreffekt eintritt (Weltall zieht sich wieder zusammen). Dieser ist jedoch noch nicht absehbar.

Diese Theorie begründet sich auf den Begebenheiten, daß im Weltall ein gleichmäßiges Hintergrundrauschen - unabhängig der Richtung oder dem Standpunkt- zu hören ist sowie auf dem Umstand, daß die gesamten Galaxien des Universums mit hoher Geschwindigkeit wie Teile einer Explosion auseinanderfliegen. Die Vertreter dieser Theorie gehen davon aus, daß das Hintergrundrauschen der Rest einer Strahlung ist, die zu Beginn des Universums vorhanden war. Die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung* wurde 1965 durch ein Radioteleskop von den Wissenschaftlern Penzias und Wilson entdeckt und ist eine elektromagnetische Strahlung, die sich mit wellenartigen Variationen nicht glatt in ihrer Verteilung über den Himmel erstreckt und für die ersten Anzeichen einer sich bildenden Struktur im frühen Universum gehalten wird.





Steady-state-Theorie:

Fred Hoyle und seine Mitarbeiter Hermann Bondi und Thomas Gold entwickelten gegen Ende der 40er Jahre eine Theorie zur Entstehung des Universums, der sie den Namen "Steady-state-Theorie" gaben.

Laut ihrer Theorie bliebe das Universum gleich, egal, an welchem Standpunkt der Betrachter stünde. Es entwickeln sich neue, sich fortbewegende Galaxien, doch die Dichte hätte stets die selben Werte, weil sich immer neue Materie (Wasserstoffgas) bildet, die die fehlenden Dichte von sich fortbewegenden Sternen oder Galaxien ausgleicht. Demnach hat das Universum weder ein Anfang noch ein Ende. Das Hauptargument, was diese Theorie hervorbringt, begründet sich auf der Mikrowellen-Hintergrundstrahlung*. Diese sind auf eine Supernova zurückzuführen, bei der schwere Elemente, vor allem Eisen entstehen. Das Metall Eisen tritt in Form langer, dünner Gebilde auf, die Hoyle als "Eisenhaare" bezeichnet. Diese "Haare" entstehen bei der Abkühlung von Metalldämpfen, die in kristallisiertem Zustand Ähnlichkeiten mit Haaren haben und in der Regel dünner als 2 Millionstel Millimeter sind. Für Hoyle ist klar, daß sich im innerstellaren Raum seiner sogenannten "Eisenhaare" infrarote und kurzwellige Radiostrahlen bilden, die sie als Mikrowellen-Strahlen aussenden.

Für die Steady-state-Theorie stellen jedoch Quasare* ein Problem dar, die bei den Verfechtern der anderen Theorie mit dem Urknall erklärt werden. Bei dem "Streitpunkt" um die Quasare geht es darum, daß diese öfter in großer Entfernung auftreten, als in der neueren Zeit. Die allgemeine Urknalltheorie geht davon aus, je weiter die Quasare entfernt sind, desto schneller bewegen sie sich noch weiter weg (Hubbles Gesetz). Mit diesem Gesetz wird auch die Rotverschiebung (eine Bewegung von der erde weg) erklärt. Die angebliche Verbindung zu Galaxien werden als optische Täuschungen (die durch Gravitationslinien entstehen könnten) verstanden. Arp, als ein Vertreter der Steady-state-Theorie, widerspricht ihnen. Er deutet auf näher gelegene Quasare mit großer Rotverschiebung hin, die auf Photografien eine Verbindung zu Galaxien aufweisen. Arp geht davon aus, daß diese Quasare mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßene Materiewolken von Galaxien sind, deren Geschwindigkeit für die Rotverschiebung verantwortlich sein soll. Außerdem schließen die wenigen Meinungsgenossen Arps größtenteils optische Täuschungen aus, da nur die sehr nahen Quasare beobachtet werden und die Täuschungen dann wohl nicht sehr oft vor kommen könnten. Wenn, und davon sind sie überzeugt, sich sichtbare Quasare in relativer Nähe befänden, dann könnten sie auch gleichmäßig im Raum verteilt sein (Steady-state-Theorie) und die Helligkeit wäre nicht mehr nur durch eine riesige Energiequelle erklärbar. Trotzdem wird bei Arps Theorie die Rotverschiebung nicht ausreichend erklärt, denn wenn die näheren Quasare mit Galaxien verbunden wären, müßten diese ebenfalls dieselbe starke Rotverschiebung aufweisen, was jedoch nicht der Fall ist. Außerdem müßte dann ebenso häufig eine Blauverschiebung vorkommen (eine Bewegung auf die Erde zu), was noch nicht entdeckt wurde. Wegen diesen Problemen, die bei der Steady-state-Theorie auftreten, finden die meisten Astronomen die Urknalltheorie durchaus wahrscheinlicher.

(2) Bild eines Quasares:





Wörtererklärung:
kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung: Die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung ist eine elektromagnetische Strahlung, die es im gesamten Universum gibt. Seit der Entdeckung 1964 wird sie als Überrest der Strahlung bei der Entstehung des Weltalls angesehen. Die Hintergrundstrahlung ist carakteristisch für einen "Schwarzkörper", einen Körper, der jede Strahlung aufsaugt, die ihn erreicht. Ihre Strahlung ist unterschiedlich stark (wellenartige Varianten bis zu einem zehnmillionstel Grad wurden entdeckt), jedoch im Mikrowellenbereich am stärksten. Die kosmische Hintergrundstrahlung wird als erstes Anzeichender Strukturen im frühen Universum gedeutet.





Quasare: Quasare sind sternförmige, extragalaktische Objekte mit hoher Leuchtkraft. Strahlt das Quasarlicht durch eine Galaxie zur Erde, entstehen Gavitationslinsen-Effekte.