Der Urknall
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Hallo alle zusammen, Schreib gard in Deutsch ne kurze Facharbeit zum Thema Urknall und Sternentwicklung, hab jetzt auch den urknall schon durch und wollt mal von euch wissen was ihr davon Halltet.
Ist alles Richtig was da steht?
Versteht es auch eure Mutter, die gar keine ahnung von Physik und Astronomie hat ?
Is es zu einfach ? Was bedarf vl genauerer Erkl?rung?
Was sagt ihr?
Also hier mal der Text:
2. Der Urknall
2.1. Die Urknalltheorie
Der Beginn unseres Universums wird mit Urknall bezeichnet. Genau genommen, beschreibt die Urknalltheorie die zeitliche Entwicklung nach dem Urknall bis zum heutigen Zustand des Universums. Der Ausdruck Urknall (Big Bang) wurde von Sir Fred Hoyle gepr?gt, der als Kritiker der Theorie, diese als unglaubw?rdig erscheinen lassen wollte und sich so dar?ber lustig machte.
Der Urknall selbst ist innerhalb der heute bekannten physikalischen Gesetze nicht beschreibbar. Den Grundstein f?r die Urknalltheorie legte die Allgemeine Relativit?tstheorie von Albert Einstein, diese Gleichungen bieten aber mehrere L?sungen. Die Standart-Urknall-Theorie postuliert den Urknall nicht nur als den Ursprung von Materie, sondern auch von Raum und Zeit. (Nach Stephen W. Hawking hat es nie einen Zeitpunkt eine Sekunde vor dem Urknall gegeben, ebenso wenig wie eine Stelle einen Kilometer n?rdlich vom Nordpol. ([Hawk]) Somit findet der Urknall nicht irgendwo im leeren Raum statt und expandiert, sondern er schafft den mit Materie gef?llten Raum der sich selbst ausdehnt. Einige astronomische Ereignisse (Ph?nomene) lassen sich hervorragend durch den Urknall erkl?ren, und somit auch auf das Alter des Universums schlie?en.
Die Expansion des Universums, und damit die Auseinanderbewegung der Galaxien, welche durch die Rotverschiebung entdeckt wurde, ist eines dieser Ph?nomene. Wenn Licht oder andere Strahlung sich durch den Raum bewegt, w?hrend sich dieser durch die Expansion dehnt, wird auch die Wellenl?nge der Strahlung gedehnt, die sich durch ihn hindurch bewegt, und damit im Farbspektrum rotverschoben. (Der Weltraum Seite 82) entdeckt wurde, ist eines dieser Ph?nomene. Zur?ckgerechnet ergibt diese Bewegung einen Zeitpunkt, an dem die Galaxien, die gesamte Materie, auf einen kleinen Raum bei enorm hohen Temperaturen gedr?ngt gewesen sein muss. Heute gilt 13,7 ? 0,2 Milliarden Jahre als genauerste Alterswert. Da die bekannten physikalischen Gesetze bei einer N?herung an den Zeitpunkt Null, dem Urknall, mehr und mehr an G?ltigkeit verlieren, gibt es f?r den Urknall selbst keine akzeptierte Theorie. Die Zeitr?ume nach dem Urknall sind in Perioden eingeteilt, die die Wissenschaft zu erkl?ren vermag. Je n?her eine Periode am Urknall liegt, desto unzureichender sind die Vorg?nge zu verstehen.
Der Uhrknall erkl?rt folgende Beobachtungen, und wird dadurch in seiner Theorie best?rkt:
? Die Expansion des Universums und damit die Rotverschiebung.
? Das Spektrum der Hintergrundstrahlung.
? Die H?ufigkeit der Elemente im Universum ( Wasserstoff, Helium ...-->Siehe Ende der Strahlungs ?ra)
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2.2. Die Entwicklung des Universums
Das Universum hat sich, laut einiger Theoretiker , in verschiedenen Perioden entwickelt, die in der Folge zuerst aufgelistet und dann erkl?rt werden.
1. Plank-?ra
2. Die Strahlungs-?ra
3. Die Materie-?ra
In der Plank-?ra
Bei der Beschreibung des Urknalles selbst versagen die bekannten physikalischen Gesetze, aus elementaren ?berlegungen l?sst sich jedoch schlie?en, dass die Dichte und die Temperatur zu Beginn des Universums sehr hoch gewesen sein m?ssen. ( Dichte: 10^94 g/cm3; Temperatur 10^32 K)
Man geht davon aus das die Zeit ihre Eigenschaft als Kontinuum vor der sogenannten Plankschen Zeit (10^-43 s) verliert, so dass Aussagen ?ber den Zeitraum zwischen Null und 10^-43 s sinnlos sind. Daher hat die Plank-?ra auch keine reelle Dauer. In diesem ersten Moment jedoch sind alle Grundkr?fte der Natur :
Die Gravitation
Die starke Wechselwirkung(Bindet Atomkerne)
Die Elektromagnetische Wechselwirkung
Die schwache Wechselwirkung (verantwortlich f?r Radioaktivit?t u Kernspaltung)
Zu einer einzigen Urkraft vereint.
Die Plank-?ra endet mit dem Beginn der Expansion und der Abspaltung der Gravitation von der Urkraft als eigenst?ndig wirkende Kraft.
In der Strahlungs-?ra
Die hohe Temperatur hat zur Folge, dass sich nach dem Urknall Teilchen und Energie in Strahlungsform gegenseitig ineinander umwandeln, schaffen und vernichten nach der Beziehung E=mc2. Die Eigenschaften der Teilchen die so kurz nach dem Urknall vorliegen sind unbekannt. Durch eine unverstande Asymmetrie der Urkraft kann sich ein winziger ?berschuss an Materie im Vergleich zu der Antimaterie bilden. Dieser winzige ?berschuss bildete sp?ter die Basis f?r die gesamte Materie, die wir im Universum finden.
Mit der weiteren Abk?hlung auf 10^27K bei einem Alter 10^-35s spaltet sich die Starke Wechselwirkung auch von der Urkraft ab. Dieser Vorgang ist vergleichbar mit dem Phasen?bergang, wenn Wasser zu Eis gefriert. Ein solcher ?bergang setzt Energie frei, sogenannte ?latente W?rme?, weil die Neuordnung der beteiligten Molek?le diese auf einen niedrigeren Energiezustand f?hrt. Versucht man zum Beispiel eine Mischung aus Eis und Wasser auf unter Null Grad abzuk?hlen, so beh?lt diese Mischung exakt Null Grad, solange bis das Wasser komplett gefroren ist. Dieser Effekt gilt auch in umgekehrter Richtung bei Erw?rmung. Durch die Abspaltung erhielt das gesamte Universum einen niedrigeren Zustand als in der vorangehenden Phase als die Urkraft noch eine Einheit bildete. Die dabei freigesetzte latente W?rme setzte die sogenannte Inflation in Gang.
Inflation bezeichnet die pl?tzliche Expansion des Universums um ein enormes Vielfaches. So wurde das Universum von einem Durchmesser kleiner als der eines Protons auf das gesamte heute sichtbare Universum ausgedehnt. Diese enorme Expansion des Kosmos liefert die Erkl?rung f?r viele astronomische Ph?nomene: die globale Homogenit?t des Kosmos, geringe Kr?mmung des Raumes, die gro?r?umigen Strukturen im All.
Im weiteren Verlauf der Expansion und der damit verbundenen Abk?hlung bilden sich Quarks und Antiquarks, die sich, bei weiterer Abk?hlung, zu sogenannten Hadronen vereinigen. Diese zerfallen bei weiter abfallender Temperatur und es bleiben Protonen und Neutronen, sowie ihre Antiteilchen ?brig. Bei einer Temperatur von 1010 K vernichten sich dieselben Protonen, Neutronen und ihre Antiteilchen bis auf den oben erw?hnten ?berschuss. Bei einer Temperatur unterhalb von 109K setzt die primordiale Nukleosyntese, die erste Vereinigung von Protonen und Neutronen durch Kernfusion, ein. Dabei entsteht eine Mischung aus 25% Helium- und 75% Wasserstoffatomkerne, sowie die einiger leichter Elemente. Exakt diese Menge an Elementen l?sst sich auch in den ?ltesten Sternen nachweisen, weswegen man diesen R?ckschluss auf den Urknall machen konnte. Weitere schwere Elemente entstehen erst sp?ter im Inneren der Sterne durch Kernfusion.
In der Materie-?ra
.. entsteht Materie im Universum. Bisher stellte die elektromagnetische Strahlung den Hauptanteil der Energiedichte im Kosmos dar, doch durch den mit der Ausweitung des Raums verbundenen Temperaturr?ckgang nimmt diese ab und die Energiedichte der Materie ?berfl?gelt diese nach etwa 10.000 Jahren der Strahlungs-?ra. Bei einer Temperatur von 6.000 K verbinden sich die Elektronen mit den Atomkernen, die im vorangegangenen Abschnitt beschrieben wurden. Vor dieser Zeit war das Universum mit einem Nebel aus Elektronen erf?llt und die beim Urknall erzeugte Strahlung konnte nicht in den freien Raum entweichen. Dadurch, dass die Elektronen nun aber in Atomen gebunden sind, kann sich die Strahlung, das ?Licht? vom Urknall, ungehindert ausbreiten. Diese Strahlung wird heute, in der Wellenl?nge durch die Expansion des Raums verschoben, als Mikrowellen und Infrarotes Licht wahrgenommen. Diese Mikrowellen, die eine Temperatur von 2,735 K haben, k?nnen ?berall am Himmel wahrgenommen werden; man nennt sie kosmische Hintergrundstrahlung.
Nach der Entkopplung der Strahlung ger?t die Materie mehr unter den Einfluss der Gravitation und durch die Dichtevariation entstehen gro?r?umige Strukturen. Dies konnte nur dadurch passieren, dass vor der Inflation kleinste Unebenheiten (Quantenfluktuation) in der Strahlung vorhanden waren. Diese waren zu klein um Abdr?cke in der Hintergrundstrahlung zu hinterlassen, zogen aber durch eine h?here Massedichte und den Einfluss der Gravitation weitere Masse an, sodass dadurch Sterne und Galaxien entstehen konnten, worauf in Abschnitt 2 dieser Arbeit genauer eingegangen wird.
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2.3. Alternative Theorien
Die im ersten Abschnitt erkl?rte Standard-Urknall-Theorie wird von der Mehrheit der Wissenschaftler akzeptiert und zitiert ([]). Wie schon angef?hrt bildet die Relativit?tstheorie Einsteins eine m?gliche Grundlage f?r diese Urknalltheorie. Doch f?r diese Gleichungen existieren eine Vielzahl andere L?sungsm?glichkeiten, die ebenfalls das Schicksal des Universums beschreiben, jedoch einige Unterschiede aufweisen.
Einstein f?hrt in seinen Gleichungen zur Relativit?tstheorie eine Variable, die sogenannte kosmische Konstante, an, die sich auf die Berechnung der Expansionsgeschwindigkeit auswirkt. Je nachdem welche Werte man einsetzt und auch abh?ngig von anderen Werten dieser Gleichungen, entstehen drei Erkl?rungsm?glichkeiten f?r die Weiterentwicklung des Universums, die anhand eines Ball-Beispiels erkl?rt werden, wobei der Ball f?r den Rand des Universums und die Erde f?r die Masse desselben steht .
1. Unendliche Ausdehnung: Der Ball wird so fest in die Luft geworfen, dass er die Erdanziehungskraft ?berwindet und ewig in den Raum fliegt. Die Expansionsgeschwindigkeit des Universums ist gr??er als die eigene Fluchtgeschwindigkeit, weshalb es unaufhaltsam expandiert.
2. Zusammenziehen: Der Ball wird in die Luft geworfen, ?berwindet jedoch die Erdanziehungskraft nicht und f?llt wieder zu Boden. Das Universum schafft es nicht, seine eigene Fluchtgeschwindigkeit zu ?berwinden, wird zusammengezogen und kollabiert.
3. ?Scheitelfall?: Bei diesem Fall handelt es sich eher um eine ?Kuriosit?t? ([Grib2002], S. 94). Der Ball wird exakt mit der Fluchtgeschwindigkeit in die Luft geworfen. ?[D]ann w?rde er ewig weiterfliegen, aber er w?rde auch ewig langsamer werden, und nach einer sehr langen Zeit w?rde er in unendlicher Entfernung ?ber der Erde schweben, aber niemals zur Erde zur?ckkehren? ([Grib2002], S. 94). Das Universum dehnt sich ewig aus, bis es zum Stillstand kommt.
Als Gegentheorie zum Standard-Urknall-Modell entwickelte Fred Hoyle mit seinen Kollegen 1948 die Steady-State-Theorie die ohne einen Urknall auskam. Diese Theorie besagt das zwischen den auseinander driftenden Galaxien immer neue Materie entsteht, ein Teilchen pro Kubikkilometer pro Jahr, gerade genug das neue Galaxien die L?cken zwischen den Alten f?llen. So s?he das Universum zu jedem beliebigen Zeitpunkt an jedem beliebigen Ort gleich aus. Die Entdeckung der kosmischen Hinteergrundstrahlung 1965 bewies jedoch, dass das Universum fr?her dichter als heute gewesen sein musste. So wurde die Steady-State-Theorie aufgegeben und die Urknall-Theorie als das wahrscheinlichste Model, da es alle Tests bestanden hatte, angenommen. ([Hawk2002], S. 62f)
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3. Die Sterne
3.1. Sterne allgemein
Als Stern versteht man aus Plasma bestehende, selbstleuchtende Himmelsob-jekte. Die im Inneren ablaufende Kernfusion erzeugt einen Gegendruck zu dem nach Innen wirkenden Gravitationsdruck der Masse des Sternes. Durch die Kernfusion, und den enormen Gravitationsdruck steigen die Temperaturen und es entsteht Strahlungsenergie, in Form von Licht, R?ntgen- und Infrarotstrah-lung.
Zur Benennung der Sterne am Nachthimmel wird die Bayer-Bezeichnung he-rangezogen. Der Stern wird mit dem Genitiv des Sternbildes, in dem er sich befindet, benannt, sowie einem vorstehenden griechischen Buchstaben, wel-cher sich auf die Helligkeit des Sterns im Sternbild bezieht. Die meisten Sterne jedoch werden nur durch eine Nummer aus einem Sternkatalog identifiziert. ([Mara2000] S. 30f)
Sterne spielten in nahezu allen Kulturen eine Rolle und wurden zur Kalender-bestimmung und Navigation verwendet. Fr?her wurden auch die Planeten als Wandelsterne betrachtet und der Begriff Fixstern zur Unterscheidung verwen-det. Aber auch die Fixsterne bewegen sich im Raum mit mehreren km/s und umrunden das Zentrum ihrer Galaxien, welche aus mehreren Millionen oder Tausenden Milliarden Sternen bestehen. ([Mara2000] S. 28, 39)
Um m?glichst viel ?ber Sterne herauszufinden, werden zahlreiche Forschungen angestellt:
Den ersten Schritt dabei machte die Messung der Entfernung des betreffenden Sternes zur Erde. Dabei bediente man sich der Methode der Triangulation: Sie beruht auf den geometrischen Gesetzen des Dreiecks. Sind die Grundlinie und die beiden anschlie?enden Winkel eines Dreieckes bekannt, so l?sst sich die Entfernung zum gegen?berliegenden Eckpunkt berechnen. F?r besonders gro-?e Distanzen werden halbj?hrliche Messungen ? dies- und jenseits der Sonne - durchgef?hrt um eine m?glichst gro?e Grundlinie f?r eine h?here Genauigkeit zur Verf?gung zu haben. ([Grib2002] S. 11f)
Eine Untersuchungsmethode, um auf die Zusammensetzung des Sternes schlie?en zu k?nnen, stellt die Spektroskopie dar: Dabei wird das von einem Stern ausgehende Licht durch ein Prisma in seine Spektralfarben zerlegt. Ab-h?ngig von den Elementen, die bei der Entstehung des Lichtes verbrannt wur-den, weisen die Spektralfarben charakteristische Linien (Spektrallinien) auf. Durch Vergleichsversuche auf der Erde wurde ein Katalog der f?r die einzelnen Elemente charakteristischen Spektralfarben angelegt. Durch einen Vergleich mit der Spektroskopie eines Sterns l?sst sich auf dessen Zusammensetzung schlie?en. ([Grib2002] S. 18f)
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3.2. Sternentwicklung
In den meisten Bereichen des Weltalls ist die Materiedichte zu gering um Ster-ne hervor zubringen. Sterne entstehen nicht isoliert im Weltraum, sondern in ?Sterngeburtsregionen?, die mehrere Hunderte oder Tausende sich bildender Sterne enthalten k?nnen. Diese Regionen sind Nebel aus Gas- und Staubwol-ken mit einer Gr??e von mehreren Lichtjahren.
Diese Nebel bestehen aus unterschiedlich dichten Gebieten. Die dichteren Be-reiche beginnen weitere Materie anzuziehen und sich zu gr??eren Klumpen zu verdichten. Je gr??er die Klumpen werden, desto gr??er wird ihre Gravitations-kraft und weitere Materie wird angezogen, bis er unter seiner eigenen Schwer-kraft zusammenbricht und einen sogenannten Protostern bildet. Bei diesem Kol-laps steigt im Inneren des Sterns die Temperatur an und l?sst den Protostern aufleuchten. Bis eine Temperatur von 10 Millionen Grad Celsius erreicht ist, stammt die W?rme des Protosterns ausschlie?lich von der Gravitationsenergie, die w?hrend des Kollaps? freigesetzt wird. Ab dann setzt die Kernfusion ein und beginnt Wasserstoffatome zu Heliumatomen zu verschmelzen. Die Kernfusion setzt nur dann ein, wenn gen?gend Gravitationsmasse vorhanden ist (etwa 1/10 unserer Sonnenmasse). Ist diese Mindestmasse nicht vorhanden, f?llt der Gas-klumpen weiter zusammen, k?hlt ab und entwickelt sich zu einem sogenannten ?Brauen Zwerg?. Die Sterngeburtsregionen beinhalten genug Gas- und Staub-materie f?r die Bildung von Millionen von Sternen. Das Gas besteht zu 75% aus Wasserstoff und knapp unter 25% Helium, welche noch aus der Zeit des Ur-knalls stammen.
Verf?gt der Stern ?ber ausreichend Masse, werden vier Wasserstoffkerne in einem Kernfusionsprozess zu neuen Heliumkernen verbunden. Dabei geht ein Teil der Masse verloren, welcher ? nach Albert Einsteins ber?hmter Formel E=mc2 - in reine Energie umgewandelt wird. Die dabei freigesetzte W?rme-energie erzeugt einen Gegendruck zur Gravitation und verhindert so eine weite-re Kontraktion des Sterns. Auf diese Weise entsteht ein Gleichgewicht zwischen Gravitation und dem nach au?en wirkenden Druck. Diese Stabilit?t bleibt solan-ge erhalten, wie der nukleare Brennstoff anh?lt.
Das folgende Diagramm zeigt den Zusammenhang zwischen absoluter Hellig-keit und der Oberfl?chentemperatur der Sterne. Die meisten Sterne folgen einer einfachen Regel, n?mlich, dass mit der Oberfl?chentemperatur auch die Hellig-keit eines Sterns zunimmt. Die meisten sichtbaren Sterne liegen auf einem Streifen des Diagramms, der sich von links oben nach rechts unten erstreckt, und Hauptreihe genannt wird. Alle diese Sterne wandeln wie unsere Sonne Wasserstoff zu Helium um.
[Diagramm - hier kommt ein HerzsprungRusselDiagramm hin]
Auf massereichere Sterne wirkt eine gr??ere Gravitation. Um zu verhindern, dass er unter seinem eigenen Gewicht zusammenbricht, muss er durch erh?hte Kernfusion mehr Gegendruck aufbringen. Dies bedeutet aber auch, dass er seine Brennstoffvorr?te schneller verbraucht und mehr Energie in Form von Licht und W?rme abstrahlt.
Unter den extremen Bedingungen im Inneren eines Sterne (die Temperatur betr?gt ?ber 15 Millionen Kelvin) l?sen sich die Elektronen von ihren Atomen, sodass sich die Kerne frei fortbewegen und miteinander kollidieren k?nnen. Verschmelzen so Atomkerne, entstehen neue Atomkerne und somit neue Ele-mente. Diesen Prozess nennt man stellare Nukleosynthese. Den ersten Schritt des Prozesses stellt die Umwandlung von Wasserstoff zu Helium dar, die be-reits zu einem gro?en Teil w?hrend des Urknalls geschah.
Reicht die Energie der Wasserstoff ? Helium Fusion nicht mehr aus um der Gravitation des Sterns entgegenzuwirken, beginnt er zu kollabieren. Die dabei freigesetzte Gravitationsenergie f?hrt zu einem erneuten Temperaturanstieg welcher dazu f?hrt, dass sich die Heliumkerne schnell genug bewegen und bei ihren Zusammenst??en zu Kohlenstoff verschmelzen. Die bei der Fusion frei-gesetzte Energie (E=mc2) verz?gert den Kollaps bis auch der Heliumvorrat auf-gebraucht ist. Dann f?llt der Stern weiter zusammen und erneut wird Gravitati-onsenergie freigesetzt, die den Kern f?r eine weitere Kernfusionswelle aufheizt. Diesmal entstehen Sauerstoffatome. In weiteren Schritten, wenn die Masse des Sterns ausreicht, entstehen die Elemente Neon, Magnesium und Silizium. Die-se Fusionskette endet, wenn zwei Siliziumkerne (Si28) zu Eisen (Fe56) und ver-wandten Elementen wie Kobalt (Co56) und Nickel (Ni 56) verbinden. Ab diesem Schritt der Fusionskette wird keine Energie mehr freigesetzt, es m?sste Energie zugef?hrt werden um schwerere Elemente zu erzeugen. Nat?rlich existieren noch schwere Elemente als Eisen wie zum Beispiel Gold, Blei und Uran. Diese sind bei noch gewaltigeren Vorg?ngen entstanden, f?r die stellare Nukleo-synthese hingegen bildet Eisen die Obergrenze.
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3.3. Endstadien der Sterne
Die enormen Kernreaktionen im Inneren des Sternes lassen sich auch von Au-?en beobachten. Ist der nukleare Brennstoff fast vollst?ndig aufgebraucht und die Kernfusion bietet der Gravitation nicht genug Widerstand f?llt das Innere eines Sternes zusammen und wird hei?er, gleichzeitig bl?ht der Stern seine ?u?ere H?lle zu einem sogenannten ?Roten Riesen? auf wodurch er schneller abk?hlt. ?Rote Riesen? k?nnen etwa die 10-fache Masse unserer Sonne und einen 100 mal gr??eren Durchmesser aufwei?en. Solange der Rote Riese 1,4 Sonnenmassen oder weniger hat sto?t er anschlie?end seine Au?enh?lle ab und ein ?Wei?er Zwerg? aus schweren Elementen wie Eisen und Kohlenstoff bleibt zur?ck. Die Restw?rme des Sterns kann den etwa Erdgro?en ?Wei?en Zwerg? mit einer 0,5 ? 1-fachen Sonnenmasse noch 10 Millionen Jahre auf ei-ner Au?entemperatur von 10.000 Millionen Grad Kelvin halten. Ist auch diese Energie verbraucht, verblasst er und wird zu einem ?schwarzen Zwerg?. Einen ?Roten Riesen? mit einer Masse von 1,4 ? 3,2 Sonnenmassen ereilt ein gewalti-geres Ende: Wenn er das letzte Mal kollabiert, verdichtet sich sein innerer Kern zu einem Neutronenstern, w?hrend er seine ?u?ere H?lle mit einer gewaltigen, energiereichen Explosion ? der Typ I Supernova ? ins All schleudert.
Die Materie eines solchen Neutronensterns ist so fest zusammengepresst, dass sie der Dichte eines Atomkernes entspricht welcher einen Durchmesser von 20 ? 25 km besitzt. Ein Kubikzentimeter dieser Neutronensternmaterie w?rde un-gef?hr 100 Millionen Tonnen wiegen.
Typ I Supernovae liefern gewaltige Mengen an Energie, sodass der Kernfusion die n?tige Energie zugef?hrt werden kann, um schwerere Elemente als Eisen zu erzeugen und anschlie?end im Weltraum zu verteilen.
Mehr als die H?lfte aller Sterne existieren in einem Doppelsternsystem. So kann auch ein ?Wei?er Zwerg? durch Materieabsorption von seinem Begleitstern ? einem ?Roten Riesen? ? neue Masse auf seiner Oberfl?che dazugewinnen. Die-ser so gewonnene Wasserstoff kann in einer ?Nova? explodieren oder bei gr?-?erer Aufstauung sich in einer ?Supernova? entladen, was wieder einen Neutro-nenstern und neue Elemente zur Folge hat.
Typ II Supernovae ereignen sich in massereichen, jungen Sternen (etwa ab 5 Sonnenmassen). Solche Sterne verbrennen ihren Brennstoff so rapide, dass pl?tzlich keine Energiequelle mehr f?r die Erzeugung des Drucks vorhanden ist, den der Stern ben?tigt, um seiner eigenen Gravitation entgegen zu wirken. Da-her kollabiert er und verwandelt die gesamte Gravitationsenergie in W?rme, wodurch die Temperatur so hoch ansteigt, dass die schweren Atomkerne aus-einanderrei?en, sich die Elektronen mit Protonen verbinden und im Inneren ein Neutronenstern entsteht. Bei einer Typ II Supernova werden noch gewaltigere Energien freigesetzt als bei einer Typ I Supernova, dies aber nicht nur in Form von schweren Elementen und Strahlung, sondern auch in Form von Neutrinos.
Ist nach einer solchen Explosion noch genug Masse vorhanden, um die Materie des Sterns so stark zu verdichten, dass das Volumen den f?r diese Masse kriti-schen Grenzradius, den sogenannten Schwarzschildradius, unterschreitet, kol-labiert die Masse zu einer Singularit?t und hinterl?sst ein ?Schwarzes Loch? mit genau diesem Radius der nun Ereignishorizont genannt wird und das finale En-de f?r die Sternentwicklung bedeutet.
Schwarze L?cher saugen jegliche Materie in ihrer Umgebung auf, so das sich eine Materiescheibe um das Loch bildet. St?rzt Materie in ein Schwarzes Loch wird Gravitationsenergie frei, welche die Scheibe so sehr erhitzt, dass diese R?ntgenstrahlen und Licht aussendet. Man geht davon aus das im Zentrum von Galaxien supermassive Schwarze L?cher befinden mit einer Masse von mehren Millionen Sonnen. Diese sog. Quasare leuchten heller als alle restlichen Sterne der Galaxie zusammen w?hrend das Loch pro Jahr eine Sonnenmasse an Ma-terie verschlingt.
Beitrag ge?ndert am 7.01 16:08 von loric
Beitrag ge?ndert am 8.01 00:27 von loric
Beitrag ge?ndert am 8.01 00:28 von loric -
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Halllo intereseirt sich hier keiner f?r Kosmologie? Astronomie?
W?rd gern wissn was ihr davon haltet, n Feed back w?re super!
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Was ist die "Rotverschiebung"?
was genau sprichst du damit alles an:
? Das Spektrum der Hintergrundstrahlung.
? Die H?ufigkeit der Elemente im Universum ( Wasserstoff, Helium ...)
Dichte und die Temperatur zu Beginn des Universums sehr hoch gewesen sein m?ssen. ( Dichte: 1094 g/cm3; Temperatur 1032 K)
--> Vergleichswerte? Kann sich keiner was drunter vorstellen!
Zu einer einzigen Urkraft vereint.
--> Theorien: Wie k?nnte diese gewirkt haben, wie kann man sie sich vostellen? Einfach Expansionsdrang, gegenseitiges absto?en, anziehungskr?fte?
Die Plank-?ra endet mit dem Beginn der Expansion und der Abspaltung der Gravitation von der Urkraft als eigenst?ndig wirkende Kraft.
--> Das solltest du nochmal nachschauen, denn der Urknall beschreibt ja die Theorie, dass alles aus einem Punkt entstanden ist, das w?rde hei?en, dass die Expansion AB dem Urknall stattgefunden hat und bis zur Zusammenballung des Universums anh?lt!
eine unverstanden Asymmetrie
-> unverstandene
Argh, verklickt, es geht noch weiter!
Beitrag ge?ndert am 7.01 13:36 von geekago
Mit der weiteren Abk?hlung auf 10^27K bei einem Alter 10^-35s spaltet sich die Starke Wechselwirkung auch von der Urkraft ab.
--> Ich bezweifle das meine Mutter damit was anfangen kann ;) starke Wechselwirkung:was gemeint? 10^-35s = was?
beteiligten Molek?le diese auf einen niedrigeren Zustand f?hrt.
--> in welcher Hinsicht? --> Energie!
K?hlt man zum Beispiel eine Mischung aus Eis und Wasser auf unter Null Grad ab, so beh?lt diese Mischung exakt Null Grad, solange bis das Wasser komplett gefroren ist.
--> Widerspruch: Du kannst nichts unter eine Temperatur abk?hlen, auf der es sich danach noch befindet?!? --> ander Formulierung: versucht man ....
die globale Homogenit?t des Kosmos, geringe Kr?mmung des Raumes, die gro?r?umigen Strukturen im All.
--> ?h, ja.... wenn ich nciht auch Hawkins B?cher gelesen h?tte w?rde ich da nichts von verstehen...
Temperatur unterhalb von 109K
--> Vergleichswert in ?C?
Helium- und 75% Wasserstoffatomkerne, sowie die einiger leichter Elemente
--> Helium- und 75% Wasserstoffatomkernen, sowie der einiger leichter(er?) Elemente
.. entsteht Materie im Universum. Bisher stellte die elektromagnetische Strahlung den Hauptanteil der Energiedichte im Kosmos dar, doch durch den mit der Ausweitung des Raums verbundenen Temperaturr?ckgang nimmt diese ab und diese Energiedichte der Materie ?berfl?gelt diese nach etwa 10.000 Jahren der Strahlungs-?ra.
--> entweder bin ich doof, oder der Satz ist falsch formuliert..
6.000 K, 2,735 K ---> welche Schreibweise nun und mglst. wieder C- Werte!
Die Entdeckung der kosmischen Hinteergrundstrahlung 1965 bewies jedoch, dass das Universum fr?her dichter als heute gewesen sein musste.
--> Wie bewies sie das?
Beitrag ge?ndert am 7.01 13:53 von geekago -
Das mit der Rotverschiebung is erg?nzt:
Wenn Licht oder andere Strahlung sich durch den Raum bewegt, w?hrend sich dieser durch die Expansion dehnt, wird auch die Wellenl?nge der Strahlung gedehnt, die sich durch ihn hindurch bewegt, und damit im Farbspektrum rotverschoben.
Vergleichswerte Kelvin und Celsius werd ich ins Glossar packen weil 10^32 K sowieso nicht vorstellbar sind ... oder soll ich hinschreiben im sommer hats 305K im Schatten wenns Hei? ist ?
Bei der Urkraft wei? ich nicht ob ich die genauer erleuteren will, aber vl schreib ich rein das man bei sehr Enrgiereichen / hohen Temperaturen keinen unterschied zw Elektrom. Wechselw und der Schwachen WW feststellt und bei nochh?hren auch keinen zur starken WW. also nimmt man an dass zum hei?esten Zeipunkt auch die Gravitation dazu geh?rte.... Glossar ?
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Die Plank-?ra endet mit dem Beginn der Expansion und der Abspaltung der Gravitation von der Urkraft als eigenst?ndig wirkende Kraft.
--> Das solltest du nochmal nachschauen, denn der Urknall beschreibt ja die Theorie, dass alles aus einem Punkt entstanden ist, das w?rde hei?en, dass die Expansion AB dem Urknall stattgefunden hat und bis zur Zusammenballung des Universums anh?lt!
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Ja aber eine Aussage ?ber die Zeit vor Plankzeit also innerhalb der Plank?ra sind sinnlos, das universum hat zu diesem Zeitpunkt vermutlich die Plankgr??e ( also Kubik von der Plank L?nge) ?ber etwas kleiners l?st sich nicht reden, und somit setzt da die Expansion an. Aber ich verstehe deinen Einspruch durchaus, und werds mir ?berlegen ob ich die Expansion aus diesem Satz rausnehme.
Die vielen Formulierungs Fehler hab ich jetzt mal zum gro?teil ausgebessert.
....die globale Homogenit?t des Kosmos, geringe Kr?mmung des Raumes, die gro?r?umigen Strukturen im All.
--> ?h, ja.... wenn ich nciht auch Hawkins B?cher gelesen h?tte w?rde ich da nichts von verstehen...
gut, da wei? ich jetzt auch nicht wie ich das ohne zu weit auszuholen noch schreibe, aber die Homogenit?t und die gro?r?umigen Struckturen kann ich bestimmt noch irgendwie bei/mit der Hintergrundstahlung erkl?ren.
Aufjedenfall sag ich mal danke f?r dein feedback und deine Verbsserungsvorschl?ge. Hab wohl noch einiges an arbeit vor mir.
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Dann ist gut wenns was geholfen hat.. schade, dass nicht mehr Leute bereit sind mal einen l?ngeren text zu lesen... :-/
Ansonsten viel Erfolg mit deiner Arbeit und ich hoffe mal das du die nicht irgendwie vortragen musst oder so, denn ich bin mir sicher, dass sich kaum einer, der "nur" zuh?rt, oder wie beim Normalsch?ler nur halb zuh?rt, auch nur die H?lfte davon merken kann *g* -
So hab jetzt auch den Teil ?ber die Sternentwicklungen mal als erste Version Fertig.
Nene Vortragen muss ich ned, is nur zum lesen. :)
aber deine Antwort hat auf alle f?lle was gebracht, und vl liests ja auch noch wer andes. -
Ich w?rd mich nur ma so fragen ... wo die gesamte energie herkommt f?r den urknall und warum gerade zu dem einen Zeitpunkt??
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hast du nichtmal den ersten Abschnitt gelesen ? hast du irgend was schon mal zu dem thema gelesen ? Sieht nicht so aus, ....
Ich w?rd mich nur ma so fragen ... wo die gesamte energie herkommt f?r den urknall und warum gerade zu dem einen Zeitpunkt??
Aslo ich versteh nicht was du mit Zeitpunkt meinst ? welcher Zeitpunkt da gibts doch gar keinen.
Und wo die ganze Energie f?r den urknall herkommt... der Urknall w?rd ich mal sagen brauchte keine Enrgie, er schuf die enrgie!
Durch den Urknall wurde sozusagen die Zeit, der Raum , die Materie = Energie existent. es gibt also keine Zeit Enrgie etc vorher! also is er auch ned zu nem bestimmten Zeitpunkt losgegangen.
obwohls jetzt wieder paar theorien gibt das zumindest die Zeit schon vor dem urknall existent war .... aber was solls
Bitte alles lesen und erst dann fragen stellen oder kritik ablassen! -
Worin soll die Ursache des Urknalls bestehen? - in der regel gibt es immer etwas vor dem anfang, wenn man so will etwas das den anfang schuf... verstehst du was ich mit diesem vielleicht paradoxon meine? (darauf wollte ich eigentlich damit hinaus!)
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Entschuldigung, dass was Du geschrieben (oder irgendwoher kopiert
) hast ist ja der totale Unfug.
Ich selbst war dabei und ich k?nnte Dir jetzt die Wahrheit sagen, aber so was, ... neeeee.
So, nun mal im Ernst:
NIEMAND kann Dir sagen, ob das, was Du dar?ber schreibst (ich lese mir den Roman nicht durch) wirklich Wahheit ist.
Bestenfalls ist es solange "richtig", wie jemand was anderes behauptet und es besser belegen / beweisen kann als die aktuelle Theorie.
Daher:
Wenn es sich gut anh?rt und schinbar so logisch sein k?nnte: ok.
Aber erwarte doch von niemanden, dass er Dir das "best?tigt". -
So wie es einen Thread vor diesem Thread gegeben hat
(http://www.lima-city.de/boards?m=thread&id=15415),
gab es auch irgendwas vor dem Urknall. Eine Theorie bestand darin, dass das Universum pulsiert, also irgendwann die Expansion aufh?rt, das Universum sich wieder "zusammenzieht", bis es sich auf einen unendlich kleinen Punkt konzentriert und danach der n?chste Urknall kommt, also wieder eine Expansion folgt, usw.
Inzwischen hat aber die String-Theorie eine sch?ne neue Erkl?rung f?r die Entstehung von "Urknallen", die quasi st?ndig in einer Art "?beruniversum" von statten gehen, wenn sich zwei "Branes" gegenseitig durchdringen ...
(Schade, dass es hier keinen Klugschei?-Smiley gibt
)
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Branes, ?beruniversum??? - *gr?bel* - aber selbst solche m??ten doch irgendwie entstanden sein - einzige schlussfolgerung die darauf eine erkl?rung liefern w?rden, w?re das die Zeit nicht wirklich vollkommen linear w?re.
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Mal ein bisschen Web-Futter zum Thema:
(D-)Branes:
http://de.wikipedia.org/wiki/D-branes
Stringtheorie:
http://de.wikipedia.org/wiki/String-Theorie
Warpantrieb:
http://de.wikipedia.org/wiki/Warpantrieb
(Geh?rt zwar nicht wirklich hier her, enth?lt aber auch Infos zum Urknall, und tauchte bei der Google-Suche nach "brane" als erstes auf)
Die Frage, wann das alles entstanden ist, was wir Welt, Universum oder sonstwie nennen, d?rfte allenfalls rein philosopisch zu beantworten sein. Der Mensch kann nunmal nicht akzeptieren, dass es etwas auch ohne Anfang oder Ende, oder ohne f?r ihn ersichtlichen Ausl?ser (== Ursache) Ereignisse stattfinden k?nnen/konnten/k?nnen werden.
Gute Nacht! -
Sorry, ich bin ein "Nichts" im Universum und so wie ich "Nichts" bin wird dies auch nicht geh?rt (gelesen).
Aber, eine der Ursprungsfragen war:
"Versteht es auch eure Mutter, die gar keine ahnung von Physik und Astronomie hat ?"
Eine interessante Frage...
Haben den hier alle M?tter die sich in Astronomie auskennen?
Also mein Mutter ist nicht auf dem Kopf gefallen und die, die ich sonst noch kenne (ca. 20) auch nicht! Aber vielleicht reichen daf?r Real- und Gymnasiumabschl??e nicht und alle die hier eine Kommentar abgegeben haben, haben M?tter die eine Doktorarbeit ?ber das Universum abgeliefert haben.
Also, meine Mutter (Vater, zum Teil Bekannte) wusten nur zum Beispiel, nichts mit dem Begriff "Rotverschiebung" oder "Bayer-Bezeichnung" anzufangen (w?rden dir ?brigens 500 Euro bei "Genial daneben" auf Sat1 bringen
), geschweige den mit "10^32 K, 10^94 g/cm3 oder Mikrowellen, die eine Temperatur von 2,735 K haben"!
Soviel zur Verst?ndlichkeit und "?berausarbeitung"
Einen Punkt (der ja nur zu gerne in solchen Foren beiseite gelassen wird) habe ich doch bei den ganzen Kommentaren sehr vermi?t und da schlie?e ich mich gerne "alopex" an: "(Schade, dass es hier keinen Klugschei?-Smiley gibt), NIEMAND (auch du nicht), ist auf das Ph?nomen
der stetigen Beschleunigung der Geschindigkeit der Expansion eingegangen.
Eine Pistolenkugel wird nach dem Abschu? (Explosion der Treibladung) langsamer aber das Universum beschleunigt zunehmend, je weiter es sich aus dehnt!
Was ist mit diesem Punkt? Ist er so unwichtig, das sich die hier gemeldeten K?pfe dar?ber nicht den selbigen zebrechen m??en?
(Zu diesem Abschnitt: So w?rden es alle M?tter verstehen.)
Zu deinen anderen Fragen:
1. So schlecht ist die Ausarbeitung nicht.
2. "Is es zu einfach ?" - Kommt darauf an WEM du diese Frage stellst!
3. F?r Personen die sich mit diesem Thema nicht auseinander setzten, ist der Text zu schwer zu lesen und damit "Uninteressant", du gehst Teilweise zu viel ins Detail.
4. Verweise auf Seiten "([Hawk2002], S. 62f), ([Mara2000] S. 30f) oder ([Grib2002] S. 11f)" machen sich nicht gut, beschreib es lieber Vorort.
Aber was ist schon eine "Kerze" in unserem Universum?
MfG Andi
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Hmmm also meine Schwester hats beim 3 mal verstanden ... mein Vater sowieso ( kennt sich da auch aus) und ich finds pers?nlich eigentlich einfach erkl?rt.
Das es nicht wircklich jede Mutter versteht ist mir schon klar. Aber mit nem AHS abschluss sollte das alles schon verstanden werden.
Die Expansionsbeschleunigung ist in etwa so wichtig wie die 'Kritische Dichte', (ja eigentlich komplet vernachl?ssigbar ;) iehe Lambda) Die Expansion hab ich leicht bei der Rotverschiebung angeschnitten und is dann auch noch mal im Glossar sollte also reichen.
""
Also, meine Mutter (Vater, zum Teil Bekannte) wusten nur zum Beispiel, nichts mit dem Begriff "Rotverschiebung" oder "Bayer-Bezeichnung" anzufangen
"""
die Beiden Begriffe werden doch in der Arbeit erkl?rt ... oder?
Die Rotverschiebung is dann sogar nochmal im Glossar.
1. So schlecht ist die Ausarbeitung nicht.
2. "Is es zu einfach ?" - Kommt darauf an WEM du diese Frage stellst!
3. F?r Personen die sich mit diesem Thema nicht auseinander setzten, ist der Text zu schwer zu lesen und damit "Uninteressant", du gehst Teilweise zu viel ins Detail.
4. Verweise auf Seiten "([Hawk2002], S. 62f), ([Mara2000] S. 30f) oder ([Grib2002] S. 11f)" machen sich nicht gut, beschreib es lieber Vorort.
-> 1 : gut ;)
-> 2 : nen Person mit dem wissenstand von AHS 8 klasse also matura ..(Abi in D-land)
-> 3 : ja die lesen sichs gar ned durch ;) naja auser meine professorin
-> 4 : Was soll ich vor ort beschreiben ? das sind keine Verweise, das sind Quellangaben wie sie in ne Wissenschaftliche Arbeit nun mal rein geh?ren ....
Danke trotzdem f?r deine R?ckmeldung, werd noch bissal dran rumm feilen. -
Noch eine Anmerkung, wenn du schon am Verbessern bist:
Nicht die physikalischen Gesetze versagen oder versagten, sondern das, was wir (oder die Herren und Damen Physiker/Astronomen/etc) dar?ber zu wissen glauben/glaubten.
Nur weil wir nicht wissen, wie etwas funktioniert, hei?t das nicht, dass es nicht doch nach Gesetzm??igkeiten funktioniert. -
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