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Geburt des Universums

Wie ist das Universum entstanden? Eine große Frage in unserer heutigen Zeit.
Läufig ist immer noch die Urknalltheorie, was es wohl am einfachsten erklärt, wenn man die sich Ausdehnung des Universums veranschaulicht. Dennoch bleibt die Frage: "Was war vorher?" "Wie kam es dazu, dass es plötzlich einen Knall gegeben hat?" "Was war der Auslöser für diese plötzliche Expansion?"

Generell gehen wir davon aus, dass das Universum einen Anfang hatte. Aber was wäre, wenn es schon die ganze Zeit über existieren würde, was wir uns aufgrund des Idol des Stammes nicht vorstellen können.
Fakt ist aber, dass sich das Universum "ausdehnt", die Galaxien treiben auseinander, Entfernungen werden größer. Mittels Rotverschiebung kann man die Geschwindigkeiten von Galaxien genauestens messen.
Wenn also die Galaxien sich immer voneinander entfernen, müssten sie, rational gesehen, irgendwann vor langer Zeit ziemlich nah, wenn nicht sogar nur in einem Punkt, gewesen sein.

Dieser Punkt ist, nach unserem Physikunterricht in der Schule, ein Ergebnis der Unschärferelation. Zwei Typen der Unschärfe existieren: Unbestimmtheit bezüglich Ort und Impuls. Unbestimmtheit bezüglich Energie und Zeit.
Wichtig für den Beginn des Universums ist die Energie-Zeit-Unschärferelation.
Und nach zugrunde liegenden Annahmen begann die Expansion des Universums zwischen 10-43 Sekunden (Planck-Zeit, Beginn des Universums) und 10-35 Sekunden. Sie dauerte bis zu einem Zeitpunkt zwischen 10-33 Sekunden und 10-30 Sekunden. In dieser Zeit hat sich das Universum exponentiell um einen Faktor zwischen 1030 und 1050 ausgedehnt. (Inflationäres Universum)
Diese überlichtschnelle Ausdehnung steht nicht im Widerspruch zur allgemeinen Relativitätstheorie, da es sich um eine überlichtschnelle Ausdehnung DES Raumes handelt.

Mein Professor erklärte uns die Entstehung deppensicher, und mit Begeisterung.
Er erzählte, dass im CERN schon bis zu 10-34 Sekunden zurückgerechnet werden kann.
Zu dieser Zeit hatte das Universum einen Radius von 10-50cm - zum Vergleich: ein Elektron hat eine Größe von 10-19m.

Man bedenke, dass in diesem absolut unvorstellbaren kleinen Punkt, die Masse des ganzen Universums konzentriert ist. Nach der Friedmann-Gleichung, die die Entwicklung des Universums beschreibt, ist die Lösung der Gleichung der Zeitpunkt, in welchem das Universum keine Ausdehnung hatte und eine gewaltige Dichte und unendlich hohe Temperatur besitzt. Dieser Zeitpunkt wird als Urknall bezeichnet. Es versagen die bekannten physikalischen Gesetze, dennoch folgen nach sehr elementaren Überlegungen, dass die Dichte zu Beginn einen Wert von 1094g*cm-3 und die Temperatur etwa 1032 Kelvin betrug (Planck-Skala).
Insbesondere muss man davon ausgehen, dass die Zeit selbst "vor" der sogenannten Planck-Zeit (vor 5,39121·10-44s, der Einfachheit halber wird meist 10-43s angegeben) ihre Eigenschaften als Kontinuum verlor, so dass Aussagen über einen Zeitraum zwischen einem Zeitpunkt Null und 10-43s sinnlos sind. (Urknall)
Das gleiche gilt für den Raum.

Was die Unschärfe damit zu tun hat:
Woher kam die Energie? Die Masse?
Nach der Energie-Zeit-Unschärferelation war in einer unvorstellbaren kurzen Zeitspanne, ziemlich viel Energie da. (welche Energie das ist, kann ich nicht erklären, das war mir schon im Unterricht zu hoch. xD)
So viel Energie auf einmal wurde durch die Einstein'sche Formel E = mc² zu Materie, das Universum war geboren.
Der Kehrwert der Hubble-Konstanten ist die Hubble-Zeit. Sie gibt an, wie lange das Universum schon existiert. Nachdem die Hubble-Konstante im Jahre 2006 schon relativ genau gemessen ist und nicht mehr so ungenau und schwankend ist wie vorher, geht man heute von einer bisherigen Lebensdauer von 13,3 Milliarden Jahren aus.

Was richtig ist und was nicht, können wir eh nie herausfinden. Schließlich waren wir nicht dabei. Man kann nur rational vorgehen und Theorien aufstellen.
13.1.07 00:15


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