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Alles zum Thema Wissenschaft und Forschung.

THEMA: Ein neues Modell vom Ursprung des Universums

Ein neues Modell vom Ursprung des Universums 24 Apr 2002 23:05 #22


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Erste Zweifel am Urknall - Physiker entwickeln neue Theorien und ernten
Kritik von ihren Kollegen.
Von Joachim Laukenmann

<p>Im Anfang war der Urknall. Diese erstmals 1947 formulierte These konnte in
den vergangenen 50 Jahren immer besser ausformuliert und durch astronomische
Beobachtungen gestützt werden. Doch jetzt scheint die Urknallhypothese
Konkurrenz zu erhalten.
<p>"Unser Modell schreibt die Geschichte der ersten Momente des Universums
neu", sagt Paul Steinhardt von der Princeton-Universität in den USA.
Gemeinsam mit drei Kollegen von Princeton und den Universitäten Pennsylvania
und Cambridge hat er das Modell entworfen, das auf einer viel versprechenden,
elfdimensionalen Theorie aufbaut, der so genannten M-Theorie. In diesem
vieldimensionalen Raum können gleichzeitig mehrere Paralleluniversen
existieren. Sterne und Galaxien unseres Universums sind laut der neuen Theorie
entstanden, als sich Energie aus einem anderen, unsichtbaren Paralleluniversum näherte
und in unseren Raum eindrang. Bei der Kollision unseres Universums mit der Fläche
(Membran), die diese Energie transportierte, entstand ein heisses Bad aus
Strahlung und Materie, aus dem sich anschliessend das Universum bildete, wie es
die Astronomen heute mit ihren Teleskopen sehen.
<p>Offenbar philosophisch gelehrt, haben die vier Physiker ihr Modell "Ekpyrotisches
Universum" genannt, nach dem griechischen Wort "pyrosis" für
Feuer. Dieser Ausdruck bezieht sich auf ein Modell von antiken Philosophen,
demzufolge der Kosmos regelmässig durch Feuer vernichtet und aus den Flammen
wieder neu geboren wird.
<h5>Probleme mit dem Urknall</h5>
<p>"Das Ekpyrotische Universum stellt eine neue Lösung mehrerer Probleme
dar, unter der die Urknalltheorie leidet", sagt Steinhardt. Zum Beispiel
erklärt das Urknallmodell nur mit Schwierigkeiten, weshalb jeder Winkel des
Weltalls nahezu identisch ist, obwohl verschiedene Bereiche des Alls nach diesem
Modell nie in Kontakt standen. Das ist, als hätten zwei Maler, die auf
getrennten Kontinenten leben und nie voneinander gehört haben, exakt dasselbe
Bild angefertigt. So etwas riecht nach geheimer Absprache. Und so eine Absprache
muss auch im Kosmos stattgefunden haben. Nur wie?
<p>"Das Ekpyrotische Universum ist so homogen, da die Kollision und der Übergang
in die Urknallphase im gesamten Raum unseres Universums fast gleichzeitig
stattgefunden hat", sagt Steinhardt. So herrschten überall dieselben
Anfangsbedingungen, auch in Regionen, die unerreichbar weit auseinander lagen.
Folglich sieht das Weltall auch heute überall nahezu gleich aus.
<p>Ebenso gelingt es angeblich mit dem neuen Modell zu erklären, wie winzig
kleine Dichteschwankungen in der Ursuppe nach der Kollision später die Galaxien
hervorbringen.
<p>"Mehrere Jahrzehnte dachte man, dass ein so genanntes inflationäres
Universum die einzige Lösung dieser Probleme darstellt", sagt Burt Ovrut
von der Universität Pennsylvania. Laut Inflationstheorie, die Alan Guth Anfang
der Achtzigerjahre aufgestellt hat, durchlief das Universum kurz nach dem
Urknall eine Phase enorm schneller Expansion, bei der alle Inhomogenitäten
schlicht und einfach weggeblasen wurden. "Mit dem Ekpyrotischen Universum können
wir die Probleme ohne Inflation lösen", behauptet Ovrut.
<h5>Werbekampagne wie für Coca-Cola</h5>
<p>Manche Kollegen sehen das anders. "Gegenwärtig sehe ich keinen Hinweis,
dass das Ekpyrotische Universum eine brauchbare Alternative zur Inflation
darstellt", kritisiert Andrei Linde von der renommierten Stanford-Universität
in den USA. Linde hält auch die aggressive Öffentlichkeitsarbeit seiner
Konkurrenten für fehl am Platze: "Ich und viele meiner Kollegen sind über
die gewaltige Werbekampagne für dieses Modell unangenehm überrascht. Die
verkaufen doch kein Coca-Cola."
<p>Die Forscher um Steinhardt haben ihr Modell zwar bei einer Fachzeitschrift
eingereicht, bislang aber nur in einem Internetarchiv veröffentlicht. Im
gleichen Archiv haben Linde und zwei Kollegen bereits eine vernichtende Kritik
über das Ekpyrotische Universum präsentiert. "Wir sind der Meinung, dass
diese Leute einen zentralen Punkt missverstanden haben", sagt Linde.
"Dadurch haben sie unserem Universum Eigenschaften zugesprochen, die
eigentlich nur im Paralleluniversum vorliegen sollten." Linde und seine
Kollegen haben das korrigiert und gezeigt, dass ein völlig unbrauchbares Bild
des Universums resultiert, das statt zu expandieren in sich zusammenstürzt.
Ausserdem würde die laut Linde korrekte Version des Ekpyrotischen Universums
das Problem mit der Homogenität des Universums nicht lösen, sondern noch
verschlimmern.
<p>Die Verfechter des neuen Modells wollen davon nichts wissen. "Die Veröffentlichung
von Linde und Kollegen macht grobe Falschaussagen", sagt Steinhardt, der
selbst bei der Ausarbeitung der Inflationstheorie mitgewirkt hat. Steinhardt
gesteht allerdings ein, dass das Inflationsmodell ausgereifter und besser
verstanden ist als die noch junge Idee vom Ekpyrotischen Universum, die auf noch
unbewiesenen Ideen der so genannten String-Theorie beruht. "Unser Modell
ist weit davon entfernt, vollständig zu sein", meint auch Neil Turok von
der Universität Cambridge.
<h5>Eine ungemütliche Beobachtung</h5>
<p>Vielleicht lässt sich der Disput in Zukunft durch eine höhere Instanz lösen:
das Experiment. "Die beiden Modelle machen unterschiedliche Vorhersagen bezüglich
des Spektrums von Gravitationswellen", sagt Steinhardt. Deren Untersuchung
könnte demnach zeigen, ob die Verfechter der Inflation oder des Ekpyrotischen
Universums Recht haben - oder ob sich beide Parteien täuschen. Derzeit sind
mehrere Experimente im Bau oder geplant, um erstmals solche Gravitationswellen
direkt nachzuweisen.
<p>Eine ungemütliche Beobachtung könnte die definitive Bestätigung des
Ekpyrotischen Universums liefern. "Es ist nicht ausgeschlossen, dass es in
Zukunft eine weitere Kollision mit einem Paralleluniversum gibt", sagt
Turok. Dadurch würde unser Universum der antiken Philosophie gerecht: Der
Weltuntergang käme im Feuer und der Neuanfang in einer heissen Ursuppe wie nach
dem ersten Crash. Doch dafür gibt es im Moment keinerlei Anzeichen. "Wenn
es eine neue Kollision geben sollte", sagt Burt Ovrut, "dann nur in
fernster Zukunft."</font> <!--Zwischentitel-->
<!-- Verlinkter Artikel -->
<br>
<hr align=""center"">
<font class=""lauf"" face=""Verdana,Geneva,Arial"" size=""1"">
<h5>STICHWORT</h5>
<h3>M-Theorie</h3>
<p>Die M-Theorie, die mehrere der so genannten Superstring-Theorien
zusammenfasst, gilt als heisser Kandidat für eine vereinheitlichte Theorie:
Alle Kräfte der Natur, sowohl die Gravitation als auch die Kernkräfte und die
elektromagnetische Kraft, sollen darin unisono zum Ausdruck kommen.
<p>Das Universum, auf dem Steinhardts Vorstellung fusst, besitzt effektiv fünf
Dimensionen. Neben den drei Raumkoordinaten und der Zeit gibt es eine fünfte
Dimension, die für uns allerdings nicht sichtbar ist, weil sich Licht und
andere Naturkräfte nur entlang den drei Raumdimensionen ausbreiten. Das ist
auch der Grund, warum Paralleluniversen für uns nicht sichtbar sind.
<p>Wenn die Vorstellung vom Ekpyrotischen Universum stimmt, dann kann sich aus
einem verborgenen Universum Energie lösen und sich auf unseren Raum zubewegen.
Mit dem Crash beginnt die heisse Geschichte vom Anfang unseres Kosmos.
<p>Es gibt eine Vielzahl von Modellen dieser Art, die im Rahmen der M-Theorie
konstruiert wurden. Das Ekpyrotische Universum ist nur eines davon - vielleicht
aber eines mit Zukunft. (jl)
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Ein neues Modell vom Ursprung des Universums 28 Mär 2014 15:11 #118


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"Gregi meint: <br>
So wie wir heute die Eingeschränktheit der Weltanschauungen vergangener Jahrhunderte (Erde ist flach, Sonne kreist um die Erde, etc.) zu erkennen vermögen und belächeln, so werden unsere Nachfahren eines Tages die heutigen neuesten Erkenntnisse (aus unserer Sicht oftmals als ultimative Realitäten empfunden) als beschränkt erkennen - und belächeln. <br>
(Wenn wir uns nicht vorher selber vernichten...) "
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Ein neues Modell vom Ursprung des Universums 28 Mär 2014 19:57 #308


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Urknall war in Wirklichkeit ein Urbrummen

de.news.yahoo.com/031029/286/t/3q10x.html

de.news.yahoo.com/031029/286/t/3q10x.html

London (AFP)

Das Universum ist nach neuesten Erkenntnissen eher mit einem
Urbrummen als mit einem Urknall entstanden. Der Physiker John Cramer
von der Washingtoner Universität in Seattle rekonstruierte die Tonfrequenzen
der Explosion, die vor 13,7 Milliarden Jahren die Welt erschuf, wie die
britische Fachzeitschrift "New Scientist" berichtet. "Das Geräusch
ähnelt dem eines großen Flugzeugs, das mitten in der Nacht in 30 Metern Höhe
über unser Haus fliegt", beschrieb Cramer den Ton.</p>
<p>Der Urknall habe gigantische Energiewellen und glühende heiße Materie
freigesetzt. Tonwellen hätten verdichtete Regionen aufgeheizt und dünne abgekühlt
und so winzige Temperaturunterschiede hinterlassen, die auch heute noch im All
messbar seien. Cramer verwendete für seine Rekonstruktion die
Temperaturmessungen eines NASA-Satelliten. Seine Berechnungen basieren auf den
Frequenzen, die in den ersten 760.000 Jahren nach Entstehung des Alls dort
unterwegs waren.</p>
<p>Da die Töne zu leise für das menschliche Ohr waren, machte Cramer sie am
Computer 100.000 Milliarden Milliarden mal lauter. Das Brummen werde immer
tiefer, weil die Tonwellen auf ihrem Weg durch das größer werdende Universum länger
würden, erklärte er. Das Urbrummen kann unter der Adresse www.npl.washington.edu/AV/BigBangSound_2.wav angehört werden.
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Ein neues Modell vom Ursprung des Universums 28 Mär 2014 19:57 #309


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"Der wohl älteste Rock N' Roll... ;-) <br><br>
Als nächstes werden dann wohl noch die Gerüche/Düfte bei der Entstehung des Universums rekonstruiert... *grins*"
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Ein neues Modell vom Ursprung des Universums 28 Mär 2014 19:58 #310


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"ZB. könnte der Geruch bei der Entstehung des Universums einem Kuhfurz entsprechen... <br>
Da der herrliche Ur-Duft zu schwach für die menschliche Nase wäre, Cramer würde ihn am Computer 100.000 Milliarden Milliarden mal stinkiger machen... <br> ;-)"
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Astrophysik: Flug durch ein Schwarzes Loch (P.M. Magazin 12/2003) 28 Mär 2014 20:00 #311


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Astrophysik: Flug durch ein Schwarzes Loch (P.M. Magazin 12/2003)
P.M. Magazin<p>12/2003

Schwarze Löcher galten bisher als kosmische Ungeheuer, denen sich nichts nähern
kann, ohne verschlungen zu werden. Ganz neue Erkenntnisse aber zeigen: Es ist
doch möglich, in sie einzutauchen – und zu überleben. P.M.-Redakteur Joseph
Scheppach hat Professor Igor Novikov im Zentrum für Astrophysik in Kopenhagen
besucht und ist mit ihm »auf die Reise« durch ein Schwarzes Loch gegangen. Was
geschieht bei einem solchen Trip? Und welche Welten tun sich im Inneren und
jenseits von Schwarzen Löchern auf?<br>
<br>
<b>Bevor Sie diesen</b> Satz zu Ende gelesen haben, hat das gefräßige Monster
schon wieder eine Mahlzeit vom Gewicht der Erde verspeist. Und noch bevor Sie am
Ende dieses ersten Absatzes angelangt sind, hat der kosmische Kannibale so viel
Materie verschluckt, dass er ein Bäuerchen machen muss. Dann entweichen Rülpser
aus Licht, die heller strahlen als Milliarden Sonnen. Fans der Serie »Raumschiff
Enterprise« haben wohl schon erraten, wovon hier die Rede ist: von einem
Schwarzen Loch. Für die »Enterprise«-Besatzung war so ein kosmisches Ungeheuer
nichts Ungewöhnliches: Ein Schwarzes Loch konnte als Pforte genutzt werden, um
in ein anderes Universum zu reisen. Seriöse Wissenschaftler hielten dies bislang
für völligen Unsinn. Jeder Astronaut, der solch einem kosmischen Staubsauger zu
nahe käme, würde von den gewaltigen Kräften, die dort herrschen, bizarr verformt
– oder, wie es der berühmte Astrophysiker Stephen Hawking einmal formulierte,
»zu Spaghettis verarbeitet«. Jetzt aber hat ein nicht weniger renommierter
Kosmologe mithilfe modernster Hochleistungscomputer ausgerechnet, dass es eine
ganze andere Alternative zu diesem Szenarium gibt. »Unter bestimmten Umständen«,
erklärt Professor Igor Novikov, »kann man in einem Schwarzen Loch überleben und
es gefahrlos durchqueren.« Und dabei, so der Leiter des Zentrums für
Theoretische Astrophysik an der Universität Kopenhagen, erlebt man derart
Fantastisches, dass es sogar die wildesten Spekulationen von
Sciencefiction-Autoren übertrifft.<br>
<br>
<b>Diese neue Sicht</b> hat damit zu tun, dass sich unsere Vorstellung von
Schwarzen Löchern in den letzten Jahren komplett geändert hat. Bislang galten
sie als seltene Exoten im All. Ein Kuriosum, zu nichts weiter nütze als für
abgehobene theoretische Überlegungen. Doch inzwischen wissen wir, dass es
mindestens 400 Millionen unentdeckte Schwarze Löcher im All gibt. Ein Weltall
voller Löcher? In der Tat ist heutzutage das Universum ohne Schwarze Löcher gar
nicht mehr vorstellbar. Und alles deutet darauf hin, dass sie sogar das Modell
für die Entstehungsgeschichte unseres Weltalls liefern. Man stellt sich den
Urknall ja so vor: Ein früheres Weltall mag in sich zusammengestürzt sein. Statt
immer weiter auseinander zu driften, wie wir es heute beobachten können,
bewegten sich Galaxien und Sonnen immer mehr auf eine gemeinsame Mitte zu. Die
Gravitation wurde stärker und stärker, der Sog nach innen ebenfalls. Der
Rücksturz beschleunigte sich, die Gravitation nahm noch mehr zu, bis eine
»Singularität« entstand – jener einzigartige Zustand, in dem es möglich ist, die
gesamte Masse des Weltalls in einer Kugel von den Ausmaßen unserer Erde
zusammenzudrängen, vielleicht sogar in einer Kugel von der Größe eines Fußballs
oder, wie manche meinen, auf der Spitze einer Nadel. Alle Maßstäbe werden
ohnehin bedeutungslos, weil innerhalb des erd-, fußball- oder nadelspitzengroßen
Gebildes der Zustand der Singularität erreicht wird, was heißt, dass der Raum
gegen »unendlich klein« zusammenschnurrt; oder anders ausgedrückt, sich Null
nähert. Wohlgemerkt: nähert! Die Ausdehnung der Singularität ist also nicht
gleich Null! Aus solch einer schier unendlich dichten Anfangssingularität trat
das Universum ins Sein und begann explosionsartig zu expandieren. So könnte der
Urknall stattgefunden haben.


Autor(in): Joseph Scheppach</body></html
P.M. Magazin 12/2003
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