Hawking: Eine kurze Geschichte der Zeit

Größe: px
Ab Seite anzeigen:

Download "Hawking: Eine kurze Geschichte der Zeit"

Transkript

1 Hawking: Eine kurze Geschichte der Zeit Claus Grupen SS 2008 Universität Siegen EinekurzeGeschichtederZeit p.1/109

2 Übersicht I Unsere Vorstellung vom Universum RaumundZeit Spezielle Relativitätstheorie Allgemeine Relativitätstheorie Das expandierende Universum Die Unschärferelation EinekurzeGeschichtederZeit p.2/109

3 Übersicht II Elementarteilchen und Naturkräfte Schwarze Löcher Ursprung des Universums Der Zeitpfeil Die Vereinheitlichung der Physik Offene Fragen EinekurzeGeschichtederZeit p.3/109

4 Zeit EinekurzeGeschichtederZeit p.4/109

5 PTB Atomuhr genaue Zeit: EinekurzeGeschichtederZeit p.5/109

6 PTB Atomuhr EinekurzeGeschichtederZeit p.6/109

7 Die Erde in der Raumzeit EinekurzeGeschichtederZeit p.7/109

8 Fragen über Fragen WirbewältigenunserenAlltagfastohnedasgeringste Verständnis der Welt Woherkommtdie(geringe)OrdnunginderWelt? WiesokannOrdnungausChaosentstehen? HatGotteineWahlgehabt? GibteseinenAnfangderWelt? Waswardavor? EinekurzeGeschichtederZeit p.8/109

9 Das Weltbild des Ptolemäus EinekurzeGeschichtederZeit p.9/109

10 Frühe Meinungen Aristoteles:derErdschattenaufdemMondistimmer rund! derpolarsternimsüdenstehtniedrigeramhimmel Erdumfang:400000Stadien( 40000km) Kopernikus:HeliozentrischesBild,Kreisbahnen Derevolutionibusorbiumcelestum1543 Kepler:Ellipsen(TychoBrahe) GalileoGalilei:Jupitermonde,Fallgesetze EinekurzeGeschichtederZeit p.10/109

11 Wissenschaftliche Ansätze WerbewegtdieErde?Engel?MagnetischeKräfte? Newton:Philosophiaenaturalisprincipiamathematica 1687 GibtesendlichvieleSterne?Dannmüßtensie zusammenstürzen. AlsogibtesunendlichvieleSterne!? OlbertschesParadoxon HatdieZeiteinenAnfang?Augustinus! EdwinHubble:Expansion EinekurzeGeschichtederZeit p.11/109

12 Augustinus De Civitate Dei EinekurzeGeschichtederZeit p.12/109

13 Lichtkegelphysik EinekurzeGeschichtederZeit p.13/109

14 Spezielle Relativitätstheorie Lorentz-Transformationen: Translation entlang der x-achse mit der Geschwindigkeit v t = γ ( t vx c 2 ) x = γ(x vt) y =y z =z Geschwindigkeitstransformation v rel = v 1+v 2 1+v 1 v 2 /c 2 EinekurzeGeschichtederZeit p.14/109

15 Uhren in verschiedenen Systemen EinekurzeGeschichtederZeit p.15/109

16 Kontraktionen und Dilatationen 1 Lorentzfaktor γ = 1 v 2 /c 2 Massenzunahme m = γ m 0 = m 0 1 v 2 /c 2 Längenkontraktion l =l 0 1 v2 /c 2 Zeitdilatation t = γ t 0 = t 0 1 v 2 /c 2 EinekurzeGeschichtederZeit p.16/109

17 Doppler-Effekt c-signalgeschwindigkeit,v-geschwindigkeitdes Beobachters klassischenäherung BeobachterbewegtsichinBezugaufeineruhende Quelle: ν=ν 0 (1±v/c) FürLichtimRahmenderSRT: ν=ν 0 c+v c v EinekurzeGeschichtederZeit p.17/109

18 Gravitative Frequenzverschiebung c-signalgeschwindigkeit AllgemeineRelativitätstheorie LichtemissionvoneinerMasse z.b.vondererde EnergieverlustdesLichtes E=m γ g h Frequenzerniedrigung UhrenimSchwerefeldgehenlangsamer EinekurzeGeschichtederZeit p.18/109

19 Lichtkegel, Minkowski-Welt EinekurzeGeschichtederZeit p.19/109

20 Das expandierende Universum Fixsterne?Parallaxen Kant:Galaxien DieEntfernungsleiter δ-cepheiden SupernovaealsStandardkerzen Raumwinkelargumente FarbenundTemperaturen Fraunhoferlinien EinekurzeGeschichtederZeit p.20/109

21 Das expandierende Universum Fluchtgeschwindigkeit statischesuniversum1915? kosmologischekonstante Anti-Gravitationskraft Weltmodelle:AlexanderFriedmann1922 IsotropieundHomogenität EdwinHubble1929 EinekurzeGeschichtederZeit p.21/109

22 Big Bang PenziasundWilson GeorgeGamow(α β γtheorie) kritischedichte dieartbrichtamurknallzusammen weildievorhersagefähigkeitdortendet AnfangderZeit akzeptiertvonderkirche:schöpfungsakt HoyleundBondi:SteadyStateTheory EinekurzeGeschichtederZeit p.22/109

23 Big Bang EndstadienvonSternen Supernovae Neutronensterne SchwarzeLöcher Penrose:Singularitäten KosmischerZensor KannmanaufdieSingularitätverzichten? QuanteneffektederGravitation?! EinekurzeGeschichtederZeit p.23/109

24 Der Anfang dieartistunvollständig siekannunsnichtsüberdenanfangdesuniversums mitteilen wenndasuniversumanfangssokleinwar mussmanquanteneffekteberücksichtigen aberwie? Randbemerkung: SchwarzeLöcherhabenkeine Haare EinekurzeGeschichtederZeit p.24/109

25 Unschärferelation MarquisLaPlace:Determinismus? IstauchdasmenschlicheVerhaltendeterminiert? RayleighundJeans:Strahlungsspektren? MaxPlanck!Quantenhypothese Heisenberg: x p h fundamentale,unausweichlicheeigenschaft keineexaktevorhersageinderquantenwelt keineexaktemessunginderquantenwelt EinekurzeGeschichtederZeit p.25/109

26 Rayleigh-Streuung EinekurzeGeschichtederZeit p.26/109

27 Unschärferelation PositionundGeschwindigkeitsindnichtgetrennt wahrnehmbar ElementderZufälligkeit Gottwürfelt! MaxPlanck!Quantenhypothese ProblemderGravitation:bisherkeineQuantentheorie Doppelspalt-Experiment LichtquellewirddurchTeilchenquelleersetzt Interferemzverschwindet,wennmanhinschaut! EinekurzeGeschichtederZeit p.27/109

28 Unschärferelation EinekurzeGeschichtederZeit p.28/109

29 Doppelspalt-Experiment EinekurzeGeschichtederZeit p.29/109

30 Doppelspalt-Experiment EinekurzeGeschichtederZeit p.30/109

31 Doppelspalt-Experiment EinekurzeGeschichtederZeit p.31/109

32 Doppelspalt-Experiment EinekurzeGeschichtederZeit p.32/109

33 Doppelspalt-Experiment EinekurzeGeschichtederZeit p.33/109

34 Interpretation Doppelspalt dieinterfernzstreifenerscheinenauch,wenndie Elektronen einzeln durch die Spalte gehen jedeselektrongehtdurchbeidespalte! dieinterferenzverschwindet,wennmanversucht nachzuschauen, durch welchen Spalt die Elektronen gehen PfadintegralmethodevonFeynman sumoverhistories quantum-mechanics-explained-via-cartoon.html EinekurzeGeschichtederZeit p.34/109

35 Doppelspalt-Experiment EinekurzeGeschichtederZeit p.35/109

36 Fundamentales Problem EinsteinsSRTundARTsind klassischetheorien unddamitunvereinbarmitderquantenphysik! WannbrauchtmanQuantengravitation? WennGravitationeinestarkeKraftwird! woistdas?beimurknallundinschwarzenlöchern EinekurzeGeschichtederZeit p.36/109

37 Elementarteilchen und Naturkräfte DemokritvsAristoteles JohnDalton(1803):H 2 O;CO 2 ;CH 4 ;C 2 H 5 OH Experimentell:BrownscheBewegung(Einstein1905) Zweifel:J.J.Thomson:m Elektron m Proton Rutherford:Streuungvon αteilchenangoldfolien JamesChadwick:Neutron MurrayGell-MannundGeorgesZweig:Quarks(1964) EinekurzeGeschichtederZeit p.37/109

38 Elementarteilchen und Naturkräfte LouisdeBroglie: λ =h/p Beschleuniger:MikroskopederTeilchenphysiker KonzeptdesSpins:Rotationssymmetrie Pauli-Prinzip(1925) Dirac:relativistischeWellengleichung;Antiteilchen (1928) CarlAnderson:Positron(1932) Kräfteteilchen: γundmassiveaustauschteilchen Reichweite EinekurzeGeschichtederZeit p.38/109

39 Teilchen EinekurzeGeschichtederZeit p.39/109

40 Austauschteilchen EinekurzeGeschichtederZeit p.40/109

41 Austauschteilchen EinekurzeGeschichtederZeit p.41/109

42 Elementarteilchen und Naturkräfte Gravitation:immeranziehend! Graviton:Spin2 WarumkenntjederdieGravitationunddieanderen Wechselwirkungen nicht? Salam,GlashowundWeinberg1967 CarloRubbia,SimonvandeMeer1983 Farbe Mesonen,Baryonen,Gluebälle laufendekopplungskonstante:asymptotischefreiheit infrarotesklaverei EinekurzeGeschichtederZeit p.42/109

43 Symmetriebrechung rotierendescheibemitspektralfarbsektoren beihoherenergie(schnellerrotation):weiss beiniedriger Temperatur :Brechungineinzelne Farben oder:roulette:schnellerotation:kreisbewegungen der Kugel langsam:37verschiedenezustände! EinekurzeGeschichtederZeit p.43/109

44 Austauschteilchen EinekurzeGeschichtederZeit p.44/109

45 Vereinigung GUT-GrandUnifiedTheory nichtimlaborüberprüfbar Protonzerfall LeeundYang;MadameWu1956 Symmetrien:CPT CroninundFitch1964 Elektromagnetismus(Σ ±q i =0)vs. Gravitation(ΣM i =viel) EinekurzeGeschichtederZeit p.45/109

46 Schwarze Löcher BegriffvonJohnArchibaldWheeler1969 SchwierigkeitenmitdemWellencharakter JohnMitchell soschwer,dassihmdasLichtnichtentkommen könnte KanonenkugelnundLicht??? KonstanteGeschwindigkeitdesLichtes! EntwicklungvonSternenbiszumSchwarzenLoch EinekurzeGeschichtederZeit p.46/109

47 Gravitationsrotverschiebung EinekurzeGeschichtederZeit p.47/109

48 Schwarze Löcher II BalasubrahmanyanChandrasekharm 1,4M DruckdesentartetenElektronengases weißerzwerg(r 1000km) DruckdesentartetenNeutronengases Neutronenstern(r 15km) m 1,4M SchwarzesLoch Ereignishorizont EinekurzeGeschichtederZeit p.48/109

49 Kippende Lichtkegel Wie sieht ein Lichtkegeldiagramm in der Nähe eines Schwarzen Loches aus? Die Raum-Zeit in der Nähe eines Schwarzen Loches ist gekrümmt. Licht bewegt sich NICHT auf geraden Linien! Deshalb neigen sich die Lichtkegel zum Loch hin. AmEreignishorizonthabensichdieLichtkegelum90 gedreht. Raum und Zeit sind vertauscht! EinekurzeGeschichtederZeit p.49/109

50 Lichtkegel EinekurzeGeschichtederZeit p.50/109

51 Differenzielle Gravitation Spaghettifikation Oblatifikation WarumkannmanSchwarzeLöchernichtsehen? GottverabscheutnackteSingularitäten ErverbirgtsiehintereinemEreignishorizont KosmischerZensor Dante: DieIhrhiereintretet,lassetalleHoffnung fahren. EinekurzeGeschichtederZeit p.51/109

52 Schwarze Löcher Objekt Masseinkg Radiusinm R S inm Atom Mensch Berg Erde , ,01 Sonne Neutronenstern Milchstraße , Universum , , EinekurzeGeschichtederZeit p.52/109

53 Gekrümmter Raum EinekurzeGeschichtederZeit p.53/109

54 Gekrümmter Raum a Geodäten b EinekurzeGeschichtederZeit p.54/109

55 Periheldrehung Merkur Rotation des Perihels Sonne EinekurzeGeschichtederZeit p.55/109

56 Akkretionsscheibe und Jets EinekurzeGeschichtederZeit p.56/109

57 Gravitationslinsen EinekurzeGeschichtederZeit p.57/109

58 Einsteinring EinekurzeGeschichtederZeit p.58/109

59 Einsteinring EinekurzeGeschichtederZeit p.59/109

60 Lichtkegel ct x y z EinekurzeGeschichtederZeit p.60/109

61 Gravitationswellen beschleunigteladungenerzeugen elektromagnetischen Wellen beschleunigtemassenerzeugengravitationswellen PSR Doppelpulsar TaylorundHulse1993 PräzisionstestderAllgemeinenRelativitätstheorie direktemessungschwierig Antenne,Laserinterferometer EinekurzeGeschichtederZeit p.61/109

62 Binärpulsar EinekurzeGeschichtederZeit p.62/109

63 Kollision von Schwarzen Löchern EinekurzeGeschichtederZeit p.63/109

64 Test der ART EinekurzeGeschichtederZeit p.64/109

65 Typen von Schwarzen Löchern sphärische,ruhendeschwarzelöcher rotierendeschwarzelöcher elektrischgeladeneschwarzelöcher SchwarzeLöcherhabenkeineHaare BeiderEntstehungeinesSchwarzenLochesgehteine Menge an Informationen verloren wasistmitderentropiedabei? GibtesdirektereEvidenzenfürSchwarzeLöcher? EinekurzeGeschichtederZeit p.65/109

66 Sagittarius A FliehkraftF 1 = m v2 r GravitationskraftF 2 = γ m M r 2 imgleichgewichtlf 1 =F 2 v = γ M r oderm= r v2 γ M gal.zentrum einigemillionensonnenmassen 3C273:GravitationskollapsderZentralregioneiner Galaxie EinekurzeGeschichtederZeit p.66/109

67 Schwarze Löcher, Centaurus A EinekurzeGeschichtederZeit p.67/109

68 Mahlstrom EinekurzeGeschichtederZeit p.68/109

69 M74 EinekurzeGeschichtederZeit p.69/109

70 Chandra-Aufnahme EinekurzeGeschichtederZeit p.70/109

71 Rotierendes Schwarzes Loch EinekurzeGeschichtederZeit p.71/109

72 Quasar EinekurzeGeschichtederZeit p.72/109

73 Loch auf dem Mars EinekurzeGeschichtederZeit p.73/109

74 Jets und Mini Black Holes RotationvonPlasma Magnetfeld Beschleunigung Jets LebensdauerSchwarzerLöcher? primordialeschwarzelöcher? MiniBlackHoles kleineschwarzelöchersindeinfacherzuentdecken HabenSchwarzeLöchereineTemperatur? EinekurzeGeschichtederZeit p.74/109

75 Schwarze Löcher sind nicht schwarz! Waspassiert,wenneinSternineinSchwarzesLoch fällt? WaspassiertmitderEntropiedesSterns? DasSchwarzeLochwirdgrößer. SeinEreignishorizontwächst. DieFlächedesEreignishorizontesisteinMaßfürdie Entropie. WenneinSchwarzesLochEntropiebesitzt,hatesauch eine Temperatur! WenneseineTemperaturhat,strahltes! EinekurzeGeschichtederZeit p.75/109

76 Schwarze Löcher sind nicht schwarz! Schwarzschild-RadiusR S = 2γ M c 2 JegrößerdieMasse,destokleinerdieTemperatur ds =dq/t;s M PaarerzeugungaußerhalbdesEreignishorizontes Heisenberg:Feld EundÄnderungsrate E t sind komplementär TemperaturvonstellarenSchwarzenLöchern:10 7 K Lebensdauer:10 70 Jahre primordialeminiblackholes EinekurzeGeschichtederZeit p.76/109

77 Schwarze Löcher sind nicht schwarz! EvidenzfürexplodierendeMini-BlackHoles? γ-strahlenhintergrund! Gamma-Ray-Bursts(GRB) NachweisüberLuftschaueroderCherenkov-Effekt KaskadeninderAtmosphäre Auger-ExperimentinArgentinien HiRes-ExperimentinUtah Mini-BlackHoles:GefahrfürdieErde? EinekurzeGeschichtederZeit p.77/109

78 Auger-Experiment EinekurzeGeschichtederZeit p.78/109

79 Fly s Eye Experiment EinekurzeGeschichtederZeit p.79/109

80 Ursprung des Universums? BeimUrknallsinddieGravitationskräftesehrstark QuanteneffektederGravitationmüssenberücksichtigt werden Papst:Urknall=Schöpfung aber:bittedenurknallselbstnichterforschen denn:dasistdaswerkgottes ModelldesheißenUrknalls ErzeugungundVernichtungvonTeilchen ursprünglich: γ s, ν sundelektronen EinekurzeGeschichtederZeit p.80/109

81 Ursprung des Universums ν sund ν svernichtensichnichtgegenseitig primordiale ν swäreneinguterbeweisfürdenurknall γ ssindmitihrenantiteilchenidentisch 100SekundennachdemUrknall(10 9 Grad): ProtonenundNeutronenbildensich 1bis3MinutennachdemUrknall:Elementsynthese α β γtheorie Alpher,BetheundGamov SteadyStateTheorie? EinekurzeGeschichtederZeit p.81/109

82 Ursprung des Universums PenziasundWilson PlanckspektrumderSchwarzkörperstrahlung ±0,001Kelvin Temperaturschwankungen Saat fürgalaxienbildung 336NeutrinosproKubikzentimeter 56vonjedemFlavour T ν =1,9Kelvin keinebekanntetechnik,solche ν szumessen EinekurzeGeschichtederZeit p.82/109

83 Jahre nach dem Urknall EinekurzeGeschichtederZeit p.83/109

84 Jahre nach dem Urknall EinekurzeGeschichtederZeit p.84/109

85 Sternentwicklung LeichteSternelebenlänger Gleichgewicht:GravitationundStrahlungsdruck Supernovae WeisseZwerge Neutronensterne Pulsare Galaxien Quasare kosmischeevolution? EinekurzeGeschichtederZeit p.85/109

86 Fünf kosmologische Fragen WarumwardasfrüheUniversumsoheiß? WarumistdasUniversumsogleichförmig? (IsotropieundUniformität) WarumhatdasUniversumgenaudiekritischeDichte? WarumsinddiephysikalischenParametersofein abgestimmt? WelchenUrsprunghabenprimordiale Dichtefluktuationen? EinekurzeGeschichtederZeit p.86/109

87 Grenzwerte ChaotischeGrenzbedingungen? Multiversum UnserUniversumhatzufälligdierichtigenParameter WirsehendasUniversum,wieesist,weilwir existieren. AnthropischesPrinzip VieleWeltenTheorie EinekurzeGeschichtederZeit p.87/109

88 Parameterwahl Justsixnumbers(MartinRees) Ω=1 ǫ=0,005bindungsverhältnisse 3Raumdimensionen GravitationskonstanteGundSommerfeldkonstante α relativetemperaturfluktuationen kosmologischekonstante Λ WeitereParameter:Quarkmassen Wirkungsquerschnitt3α Kohlenstoff EinekurzeGeschichtederZeit p.88/109

89 Anthropisches Prinzip Schwaches AP:.. wir müssen vorbereitet sein, die Tatsache inbetrachtzuziehen,dassunserortimuniversumindem Sinne notwendig privilegiert ist, dass er mit unserer Existenz als Beobachter vereinbar ist. Starkes AP:.. das Universum(und deswegen die fundamentalen Parameter, von welchen es abhängt) muss derart sein, dass es die Entstehung von Beobachtern in ihm in manchen Phasen erlaubt. EinekurzeGeschichtederZeit p.89/109

90 Viele Welten Theorie Problem der Quantenphysik: Die Quantenphysik beschreibt den Mikrokosmos, aber wir sind im Makrokosmos und werden klassisch beschrieben. Probleme beim Übergang der Quantenphysik zur Messung. Kollaps der Wellenfunktion? Muss der Beobachter oder das Messinstrument nicht auch quantenmechanisch mit einbezogen werden? Objekt und Beobachter bilden ein integrales System. Warum sollen die vielen möglichen Zustände durch die Beobachtung bis auf einen alle verschwinden? Alle Zustände(Zweige) sind real. Die verschiedenen Zustände sind orthogonal zueinander, und können sich nicht wechselseitig beeinflussen. EinekurzeGeschichtederZeit p.90/109

91 Multiversum EinekurzeGeschichtederZeit p.91/109

92 Imaginäre Zeit DasQuadratjederZahlistimmerpositiv. Zahlen,derenQuadratenegativsind,heißenimaginär i 2 =-1 AusbreitungeinerLichtwelleindreiDimensionen: r= x 2 +y 2 +z 2 =c t x 2 +y 2 +z 2 c 2 t 2 =0 ersetzet i t(imaginärezeit) betrachtec t =walsneueraumdimension x 2 +y 2 +z 2 i 2 c 2 t 2 =0 x 2 +y 2 +z 2 +w 2 =0 EinekurzeGeschichtederZeit p.92/109

93 Imaginäre Zeit zweidimensionalerabstand:r= x 2 + y 2 vierdimensionalerraumzeitabstand:r= x2 + y 2 + z 2 + w 2 Analogon:betrachtediezweidinensionaleOberfläche der Erde als Raumzeit wasistnördlichvomnordpol? IndieserRaumzeitmitimaginärerZeitgibteskeine Singularitäten. Eine kurze Geschichte der Zeit p. 93/109

94 Imaginäre Zeit EinekurzeGeschichtederZeit p.94/109

95 Imaginäre Zeit Raum und imaginäre Zeit bilden eine gemeinsame Fläche. Die Geometrie des Keine-Grenzen-Universums wäre der Oberfläche einer Kugel ähnlich(allerdings in vier, statt in zwei Dimensionen). In dieser Analogie mit der imaginären Zeit stellt der Nordpol den Urknall dar. Der Nordpol ist aber keine Singularität. EinekurzeGeschichtederZeit p.95/109

96 Energiefrage kinetischeenergieistpositiv Gravitationsenergieistnegativ zweimassenm 1 undm 2 imabstandahabendie Energie E dieselbenmassenimgrößerenabstandhabenweniger Energie weilmanenergieaufwendenmuss,umsieweiterzu trennen Gravitationsenergieistalsonegativ EinekurzeGeschichtederZeit p.96/109

97 Inflationstheorie DasUniversumistflachundhomogen exponentielleexpansionimfrühstadiumdes Universums dadurchwerdenalleunregelmäßigkeitenausgebügelt esgibtnichtnureineinflationstheorie InflationgarantierteinuniformesUniversum dieinflationwirddurchdiekosmologischekonstante angetrieben ΛentsprichteinerabstoßendenGravitation EinekurzeGeschichtederZeit p.97/109

98 Universum EinekurzeGeschichtederZeit p.98/109

99 Singularitäten und Quantentheorie inderquantentheoriegibteskeinesingularitäten nachheisenbergkannmankeinemasseexakt lokalisieren jederwegistmöglich manmussallemöglichkeitenaufsummieren umdasmathematischdurchführenzukönnen,hat man die imaginäre Zeit eingeführt EinekurzeGeschichtederZeit p.99/109

100 Der Zeitpfeil Newton:absoluteZeit Einstein:Zeitbeobachterabhängig DieNaturgesetzeunterscheidennichtzwischen Vergangenheit und Zukunft. C,P,TSymmetrien Paritätsverletzung CP-Verletzung CPT-Invarianz Eine kurze Geschichte der Zeit p. 100/109

101 Thermodynamischer Zeitpfeil erstdieursache,danndiewirkung reversibleundirreversibleprozesse Entropiebegriff esgibtmehrungeordnetezuständealsgeordnete psychologischezeit:gefühl,dassdiezeitfortschreitet kosmologischezeit:dasuniversumdehntsichausund zieht sich nicht zusammen Eine kurze Geschichte der Zeit p. 101/109

102 Thermodynamischer Zeitpfeil DieUnordnungwächstmitderZeit,weilwirdieZeit in der Richtung messen, in der die Unordnung wächst. AnfangsentropiedesUniversums:geordneteralsjetzt DiemöglicheEntropiewächstmitdemVolumendes Universums auchineinermöglichenkontraktionsphasewürdedie Entropie wachsen. Eine kurze Geschichte der Zeit p. 102/109

103 kosmologischer Zeitpfeil DamitLebenentsteht,mussdieEntropiezunehmen NahrungistgeordneteEnergie NahrungsaufnahmeführtzurEntropievermehrung und letzlich zur Wärme, also einer ungeordneten Form der Energie am2.hauptsatzkommtkeinervorbei Eine kurze Geschichte der Zeit p. 103/109

104 Vereinheitlichung der Physik VierTheorien: starkewechselwirkung elektromagnetischewechselwirkung schwachewechselwirkung Gravitation ElektroschwacheWechselwirkung,GUT Superstringtheorien PlanckSkala Eine kurze Geschichte der Zeit p. 104/109

105 Probleme der Vereinheitlichung AllgemeineRelativitätstheorie:klassischeTheorie Quantenphysik:HeisenbergscheUnschärferelation AnzahlderDimensionen?n=2gehtnicht! AbkürzungdurchzusätzlicheDimensionen? zusätzlichegroßedimensionen??? GravitationsgesetzinhöherenDimensionen? Gravitationskraft 1/r n 1 Begründung:Oberflächeeinesn-dimensionalen Körpers r n 1 Eine kurze Geschichte der Zeit p. 105/109

106 Offene Fragen esgibteinevollständigetheorievonallem?? esgibtkeinevollständigetheorievonallem,sondern nur ein Folge von Theorien, die immer besser werden. esgibtkeinetheoriedesuniversums.ergeignisse können nicht über ein gewisses Maß an Genauigkeit vorhergesagt werden(liegt an Heisenberg). Jenseits dessen herrscht der Zufall. dermathematischeaufwandfürvielteilchensysteme ist enorm. schondasdreikörperproblemistnichtgeschlossen lösbar. Theorienlassensichnichtbeweisen,sondernnur falsifizieren Eine kurze Geschichte der Zeit p. 106/109

107 Gott würfelt Eine kurze Geschichte der Zeit p. 107/109

108 Schlußfolgerungen/Ausblick nureinkleinerteilderbeobachtbarenweltist physikalisch verstanden AllgemeineRelativitätstheorieundQuantenphysik passen nicht zusammen bzgl.derdunklenmateriegibtesideen bzgl.derdunklenenergietappenwirbuchstäblichim Dunklen WarumgibtesdreiGenerationen? GibtesmehralsdreiRaumdimensionen? Eine kurze Geschichte der Zeit p. 108/109

109 Schlußfolgerungen/Ausblick WerhatdieNaturkonstantensoabgestimmt,dass Leben sich entwickeln konnte? anthropischesprinzip? LebenwirineinemMultiversum? HabenwireineChance,GottesPlanzuerkennen? WürdeeinevollständigeTheoriedesUniversumsGott arbeitslos machen? Eine kurze Geschichte der Zeit p. 109/109

Moderne Kosmologie. Sommerakademie Stift Keppel 2008 Claus Grupen. Universität Siegen. Moderne Kosmologie p. 1/103

Moderne Kosmologie. Sommerakademie Stift Keppel 2008 Claus Grupen. Universität Siegen. Moderne Kosmologie p. 1/103 Moderne Kosmologie Sommerakademie Stift Keppel 2008 Claus Grupen Universität Siegen Moderne Kosmologie p. 1/103 Galaxie Moderne Kosmologie p. 2/103 Übersicht I Unsere Vorstellung vom Universum RaumundZeit

Mehr

Schwarze Löcher Staubsauger oder Stargate? Kai Zuber Inst. f. Kern- und Teilchenphysik TU Dresden

Schwarze Löcher Staubsauger oder Stargate? Kai Zuber Inst. f. Kern- und Teilchenphysik TU Dresden Schwarze Löcher Staubsauger oder Stargate? Kai Zuber Inst. f. Kern- und Teilchenphysik TU Dresden 4.12.2010 Das Leben des Albert E. - Relativitätstheorie Das Leben der Sterne Schwarze Löcher Wurmlöcher

Mehr

Extradimensionen und mikroskopische schwarze Löcher am LHC. Anja Vest

Extradimensionen und mikroskopische schwarze Löcher am LHC. Anja Vest Extradimensionen und mikroskopische schwarze Löcher am LHC Anja Vest Fundamentale Naturkräfte Theorie von Allem? Standardmodell elektromagnetische Kraft schwache Kraft starke Kraft Urknall Gravitation

Mehr

RELATIVITÄTSTHEORIE. (Albert Einstein ) spezielle Relativitätstheorie - allgemeine Relativitätstheorie. Spezielle Relativitätstheorie

RELATIVITÄTSTHEORIE. (Albert Einstein ) spezielle Relativitätstheorie - allgemeine Relativitätstheorie. Spezielle Relativitätstheorie RELATIVITÄTSTHEORIE (Albert Einstein 1879-1955) spezielle Relativitätstheorie - allgemeine Relativitätstheorie Spezielle Relativitätstheorie (Albert Einstein 1905) Zeitdilatation - Längenkontraktion =

Mehr

Black Holes. Schwarze Löcher Verlieren die USA ihre Führung in der Hochenergieforschung? Black Holes

Black Holes. Schwarze Löcher Verlieren die USA ihre Führung in der Hochenergieforschung? Black Holes Schwarze Löcher Verlieren die USA ihre Führung in der Hochenergieforschung? Black Holes Will the US lose their leadership in high-energy research? Simuliertes Schwarzes Loch von 10 Sonnenmassen aus 600

Mehr

Würfelt Gott oder würfelt er nicht? p.

Würfelt Gott oder würfelt er nicht? p. Würfelt Gott oder würfelt er nicht? Die Rolle des Zufalls im Weltbild der Physik Claus Grupen Universität Siegen Recklinghausen, 21. Februar 2007 Würfelt Gott oder würfelt er nicht? p. Eine uralte Frage...

Mehr

Divergenz 1-E1. Ma 2 Lubov Vassilevskaya

Divergenz 1-E1. Ma 2 Lubov Vassilevskaya Divergenz 1-E1 1-E2 Vektorfeld: Aufgabe 1 Stellen Sie graphisch folgende Vektorfelder dar x, y = x i y j a) F x, y = x i y j b) F Welcher Unterschied besteht zwischen den beiden Vektorfeldern? 1-A Vektorfeld:

Mehr

Was ist Gravitation?

Was ist Gravitation? Was ist Gravitation? Über die Einheit fundamentaler Wechselwirkungen Hans Peter Nilles Physikalisches Institut Universität Bonn Was ist Gravitation, Stuttgart, November 2010 p. 1/19 Wie gewiss ist Wissen?...die

Mehr

Gigantische Explosionen

Gigantische Explosionen Gigantische Explosionen Gammaastronomie - das Universum bei höchsten Energien Gernot Maier Credit: Stephane Vetter (Nuits sacrees) Kollidierende Galaxien Licht = Elektromagnetische Strahlung Welle Teilchen

Mehr

Wie die Zeit vergeht

Wie die Zeit vergeht Zweiter November der Wissenschaft»Einstein heute«wie die Zeit vergeht Uhren, Zeit und Einstein Hannover, 2. November 2010 Peter Aufmuth Albert-Einstein-Institut Leibniz Universität Hannover Einstein: Vorurteile

Mehr

Physikalischen Gesetze der Informationsverarbeitung

Physikalischen Gesetze der Informationsverarbeitung Physikalischen Gesetze der Informationsverarbeitung Ildar Klassen 4. Juli 2005 Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 2 1.1 Mooresche Gesetzt........................ 2 1.2 Was ist Information/Informationsverarbeitung?........

Mehr

Das Konzept der Raumzeit-Krümmung

Das Konzept der Raumzeit-Krümmung Das Konzept der Raumzeit-Krümmung Franz Embacher Fakultät für Physik der Universität Wien Vortrag auf der Jahrestagung der Wiener Arbeitsgemeinschaft für Astronomie Wien, 14. November 2015 Das Konzept

Mehr

Moderne Physik: Elementarteilchenphysik, Astroteilchenphysik, Kosmologie

Moderne Physik: Elementarteilchenphysik, Astroteilchenphysik, Kosmologie Moderne Physik: Elementarteilchenphysik, Astroteilchenphysik, Kosmologie Ulrich Husemann Humboldt-Universität zu Berlin Sommersemester 2008 Klausur Zeit: Donnerstag, 24.07.08, 9:00 11:00 (s.t.) Ort: dieser

Mehr

Inhaltsverzeichnis Vorwort Einleitung Kapitel 1: Sonnensystem Kapitel 2: Sterne, Galaxien und Strukturen aus Galaxien

Inhaltsverzeichnis Vorwort Einleitung Kapitel 1: Sonnensystem Kapitel 2: Sterne, Galaxien und Strukturen aus Galaxien Inhaltsverzeichnis Vorwort Einleitung Kapitel 1: Sonnensystem Objekte des Sonnensystems Sonne Innere Gesteinsplaneten und deren Monde Asteroidengürtel Äußere Gas- und Eisplaneten und deren Monde Zentauren

Mehr

Urknall im Tunnel: Urknall im Tunnel: das Large Hadron Collider Projekt VDI GMA-Kongress Baden-Baden, 12. Juni 2007 S.Bethke, MPI für Physik, München

Urknall im Tunnel: Urknall im Tunnel: das Large Hadron Collider Projekt VDI GMA-Kongress Baden-Baden, 12. Juni 2007 S.Bethke, MPI für Physik, München Urknall im Tunnel: Urknall im Tunnel: das Large Hadron Collider Projekt VDI GMA-Kongress Baden-Baden, 12. Juni 2007 S.Bethke, MPI für Physik, München 1 Urknall im Tunnel: das Large Hadron Collider Projekt

Mehr

Höhe, Breite, Länge & Zeit -gibt es mehr als diese vier bekannten Dimensionen?

Höhe, Breite, Länge & Zeit -gibt es mehr als diese vier bekannten Dimensionen? Höhe, Breite, Länge & Zeit -gibt es mehr als diese vier bekannten Dimensionen? Betti Hartmann Jacobs University Bremen Schlaues Haus Oldenburg, 11. März 2013 1884, Edwin Abbott: Flächenland eine Romanze

Mehr

Inhalt. I - Raketen und Planeten 1

Inhalt. I - Raketen und Planeten 1 Inhalt Vorwort... V Charaktere... XIII Teilchen... XIV Maße zum Messen... XVI I - Raketen und Planeten 1 Polarlichter Ein anregendes Leuchten für Menschen und Atome......3 Licht Wellen im elektromagnetischen

Mehr

Von Weißen Zwergen, Neutronensternen und Schwarzen Löchern

Von Weißen Zwergen, Neutronensternen und Schwarzen Löchern Von Weißen Zwergen, Neutronensternen und Schwarzen Löchern Was uns die Endstadien der Sterne über die Naturgesetze sagen Franz Embacher http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/ franz.embacher@univie.ac.at

Mehr

Große und kleine Schwarze Löcher

Große und kleine Schwarze Löcher Große und kleine Schwarze Löcher Jahr der Astronomie 2009 Universität Siegen Claus Grupen Schwarze Löcher p. 1/50 Monster: Schwarzes Loch Schwarze Löcher p. 2/50 Übersicht Sternentwicklung Neutronensterne,

Mehr

Mittwochsakademie WS 15/16 Claus Grupen

Mittwochsakademie WS 15/16 Claus Grupen Hatte Gott bei der Erschaffung der Welt eine Wahl? Mittwochsakademie WS 15/16 Claus Grupen Am Anfang schuf Gott Himmel Am Anfang schuf Gott und Erde Himmel und Erde. und die Erde war wüst und leer, Und

Mehr

Das Standardmodell der Elementarteilchen

Das Standardmodell der Elementarteilchen Das Standardmodell der Elementarteilchen Claus Grupen Universität Siegen Ob mir durch Geistes Kraft und Mund nicht manch Geheimnis würde kund... Daß ich erkenne, was die Welt im Innersten zusammenhält,

Mehr

Über die Vergangenheit und Zukunft des Universums

Über die Vergangenheit und Zukunft des Universums Über die Vergangenheit und Zukunft des Universums Jutta Kunz CvO Universität Oldenburg CvO Universität Oldenburg Physics in the City, 10. Dezember 2009 Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Vergangenheit

Mehr

Gravitation und Raumzeitkrümmung

Gravitation und Raumzeitkrümmung Roland Steinbauer Fakultät für Mathematik, Universität Wien ÖAW, Gravitation 2015, Oktober 2015 1 / 36 Die Einsteingleichungen (1) November 1915 Albert Einstein, Zur allgemeinen Relativitätstheorie Die

Mehr

FORTGESCHRITTENE TEILCHENPHYSIK FÜR. Achim Geiser. Caren Hagner. Sommersemester 2007. Universität Hamburg, IExpPh. Teilchenphysik und Kosmologie

FORTGESCHRITTENE TEILCHENPHYSIK FÜR. Achim Geiser. Caren Hagner. Sommersemester 2007. Universität Hamburg, IExpPh. Teilchenphysik und Kosmologie TEILCHENPHYSIK FÜR FORTGESCHRITTENE Teilchenphysik und Kosmologie (teilweise in Anlehnung an Skript R. Klanner/T. Schörner) Caren Hagner Achim Geiser Universität Hamburg, IExpPh Sommersemester 2007 ÜBERBLICK

Mehr

Neues aus Kosmologie und Astrophysik 1.0

Neues aus Kosmologie und Astrophysik 1.0 Neues aus Kosmologie und Astrophysik 1.0 Unser Universum Sterne und Galaxien Hintergrundstrahlung Elemententstehung Das Big-Bang-Modell Prozesse im frühen Universum Fragen und Antworten (?) Dunkle Materie

Mehr

Neutronensterne, Quarksterne und Schwarze Löcher

Neutronensterne, Quarksterne und Schwarze Löcher Neutronensterne, Quarksterne und Schwarze Löcher Schülervorlesung Physikalischer Verein, Frankfurt am Main 29. November 2005 Jürgen Schaffner Bielich Institut für Theoretische Physik/Astrophysik p.1 2005:

Mehr

Einführung in die Physik der Neutronensterne. I. Sagert Institut für Theoretische Physik/ Astrophysik Goethe Universität, Frankfurt am Main

Einführung in die Physik der Neutronensterne. I. Sagert Institut für Theoretische Physik/ Astrophysik Goethe Universität, Frankfurt am Main Einführung in die Physik der Neutronensterne I. Sagert Institut für Theoretische Physik/ Astrophysik Goethe Universität, Frankfurt am Main Leben und Sterben von Sternen Supernova Geburt eines Neutronensterns

Mehr

Der Big Bang Was sagt die Relativitätstheorie über den Anfang unseres Universums?

Der Big Bang Was sagt die Relativitätstheorie über den Anfang unseres Universums? Der Big Bang Was sagt die Relativitätstheorie über den Anfang unseres Universums? Wir leben in einem Universum, das den Gesetzen der von Einstein gegründeten Relativitätstheorie gehorcht. Im letzten Jahrhundert

Mehr

Die Entwicklung des Weltbilds. Manuel Erdin Gym Liestal, 2004

Die Entwicklung des Weltbilds. Manuel Erdin Gym Liestal, 2004 Die Entwicklung des Weltbilds Manuel Erdin Gym Liestal, 2004 Frühe Kulturen Der Mensch als Teil des Kosmos Frühe Kulturen Beobachtungen von Sonnen- und Mondpositionen Himmelscheibe von Nebra (Deutschland)

Mehr

Der Lebensweg der Sterne

Der Lebensweg der Sterne Der Lebensweg der Sterne Wahrscheinlich durch die Überreste einer nahen Supernova konnte sich die Sonne samt Planeten bilden. Nach einem Milliarden Jahre langen Leben bläht sie sich nachdem der Wasserstoff

Mehr

Teilchen, Urknall und theoretische Physik

Teilchen, Urknall und theoretische Physik Vom Little Bang zum Big Bang Teilchen, Urknall und theoretische Physik Hendrik van Hees Fakultät für Physik Universität Bielefeld http://theory.gsi.de/ vanhees/index.html Vom Little Bang zum Big Bang p.

Mehr

Jenseits der Antimaterie

Jenseits der Antimaterie Jenseits der Antimaterie Das Higgs Teilchen eine Suche nach den Grenzen der Physik Peter Schleper Universität Hamburg 17.4.2012 Akademie der Wissenschaften in Hamburg Quantenphysik: kleinste Bausteine

Mehr

Sternentstehung. Von der Molekülwolke zum T-Tauri-Stern. Von Benedict Höger

Sternentstehung. Von der Molekülwolke zum T-Tauri-Stern. Von Benedict Höger Sternentstehung Von der Molekülwolke zum T-Tauri-Stern Von Benedict Höger Inhaltsverzeichnis 1. Unterschied zwischen Stern und Planet 2. Sternentstehung 2.1 Wo entsteht ein Stern? 2.2 Unterschied HI und

Mehr

Suche nach neuer Physik mini schw. Loch: wie gefährlich ist es - ehrlich? weder schwarz noch Loch...

Suche nach neuer Physik mini schw. Loch: wie gefährlich ist es - ehrlich? weder schwarz noch Loch... Schwarze Löcher im Teilchenbeschleuniger LHC? S. Bethke Max-Planck-Institut für Physik Themen: Makrokosmos: Mikrokosmos: Gravitation: Struktur und Aufbau des Universums Teilchen und Kräfte schwach aber

Mehr

Die Natur lässt sich mathematisch beschreiben d.h. es gibt Strukturen und Gesetzmässigkeiten

Die Natur lässt sich mathematisch beschreiben d.h. es gibt Strukturen und Gesetzmässigkeiten Die Natur lässt sich mathematisch beschreiben d.h. es gibt Strukturen und Gesetzmässigkeiten Die Gesetze der Physik gelten im ganzen Universum Physik kann man verstehen d.h. grundsätzlich kann man das

Mehr

Was ist Trägheit und Gravitation wirklich! Thermal-Time-Theorie

Was ist Trägheit und Gravitation wirklich! Thermal-Time-Theorie Was ist Trägheit und Gravitation wirklich! Thermal-Time-Theorie Hypothese Nach der Thermal-Time-Theorie (ttt) ist die Gravitation keine Kraft zwischen zwei Massen, sondern eine Beschleunigung bzw. Kraft,

Mehr

BILDAUSWAHL DER KÜNSTLER / FOTOGRAFEN BEI ASTROFOTO --- www.astrofoto.de ---

BILDAUSWAHL DER KÜNSTLER / FOTOGRAFEN BEI ASTROFOTO --- www.astrofoto.de --- Bildnummer: sg004-02 Sternenhimmel, Milchstraße über Landschaft Bildnummer: sg006-01 Komet am Morgenhimmel über Landschaft. Sternbild Cassiopeia Bildnummer: sg007-02 Winterlandschaft, Sternenhimmel, Milchstraße.

Mehr

String Theorie - Die Suche nach der großen Vereinheitlichung

String Theorie - Die Suche nach der großen Vereinheitlichung String Theorie - Die Suche nach der großen Vereinheitlichung Ralph Blumenhagen Max-Planck-Institut für Physik String Theorie - Die Suche nach der großen Vereinheitlichung p.1 Das Ziel der Theoretischen

Mehr

Westfälische Hochschule - Fachbereich Informatik & Kommunikation - Bereich Angewandte Naturwissenschaften. 7. Anfang und Ende der Welt

Westfälische Hochschule - Fachbereich Informatik & Kommunikation - Bereich Angewandte Naturwissenschaften. 7. Anfang und Ende der Welt Ziele der Vorlesung: 1.) Die Entwicklung des Universums seit dem Urknall, unsere Heimatgalaxie 2.) Entwicklungszyklen von Sternen mit unterschiedlichen Anfangsmassen, unsere Sonne 3.) Unser Planetensystem

Mehr

Grundideen der allgemeinen Relativitätstheorie

Grundideen der allgemeinen Relativitätstheorie Grundideen der allgemeinen Relativitätstheorie David Moch La Villa 2006 Inhalt Newtons Physik und ihr Versagen Einsteins Lösung von Raum und Zeit: Die spezielle Relativitätstheorie Minkowskis Vereinigung

Mehr

Der Jojo-Effekt bei Neutronensternen

Der Jojo-Effekt bei Neutronensternen Der Jojo-Effekt bei Neutronensternen und wie er die Astrophysiker in Aufregung versetzt Irina Sagert Astronomie am Freitag, 25.03.2011 Physikalischer Verein, Frankfurt 8-20 Sonnenmassen Kollaps eines

Mehr

Fundamentale Physik. < Grundfrage der Menschheit: woraus besteht, wie funktioniert alles? Teilchenphysik, Allgemeine Relativitätstheorie, Kosmologie

Fundamentale Physik. < Grundfrage der Menschheit: woraus besteht, wie funktioniert alles? Teilchenphysik, Allgemeine Relativitätstheorie, Kosmologie Fundamentale Physik > < Grundfrage der Menschheit: woraus besteht, wie funktioniert alles? Teilchenphysik, Allgemeine Relativitätstheorie, Kosmologie Phänomene Phänomene Schwerkraft Radiowellen Licht Phänomene

Mehr

Die Entwicklung des Universums vom Urknall bis heute

Die Entwicklung des Universums vom Urknall bis heute Die Entwicklung des Universums vom Urknall bis heute Uwe-Jens Wiese Albert Einstein Center for Fundamental Physics Institut fu r Theoretische Physik, Universita t Bern 100 Jahre Kirche Biberist-Gerlafingen

Mehr

Die Entwicklung des Universums vom Urknall bis heute. Gisela Anton Erlangen, 23. Februar, 2011

Die Entwicklung des Universums vom Urknall bis heute. Gisela Anton Erlangen, 23. Februar, 2011 Die Entwicklung des Universums vom Urknall bis heute Gisela Anton Erlangen, 23. Februar, 2011 Inhalt des Vortrags Beschreibung des heutigen Universums Die Vergangenheit des Universums Ausblick: die Zukunft

Mehr

Neutronensterne, Quarksterne und Schwarze Löcher

Neutronensterne, Quarksterne und Schwarze Löcher p.1 Neutronensterne, Quarksterne und Schwarze Löcher Night of Science Johann Wolfgang Goethe Universität, Frankfurt am Main 29. 30. Juni 2006 Jürgen Schaffner Bielich Institut für Theoretische Physik/Astrophysik

Mehr

Moderne Kosmologie. Michael H Soffel. Lohrmann Observatorium TU Dresden

Moderne Kosmologie. Michael H Soffel. Lohrmann Observatorium TU Dresden Moderne Kosmologie Michael H Soffel Lohrmann Observatorium TU Dresden Die Expansion des Weltalls NGC 1300 1 Nanometer = 1 Millionstel mm ; 10 Å = 1 nm Fraunhofer Spektrum Klar erkennbare Absorptionslinien

Mehr

1 Allgemeines über Schwarze Löcher

1 Allgemeines über Schwarze Löcher 1 Allgemeines über Schwarze Löcher In diesem Kapitel wird langsam die Entstehungsgeschichte von Schwarzen Löchern beschrieben. Angefangen wird hier mit der Definition der Fluchtgeschwindigkeit nach Newton

Mehr

STEPHEN HAWKING. Eine neue Erklärung des Universums gelesen von Ranga Yogeshwar AUDIOBUCH

STEPHEN HAWKING. Eine neue Erklärung des Universums gelesen von Ranga Yogeshwar AUDIOBUCH STEPHEN HAWKING & Leonard Mlodinow DER GROSSE ENTWURF Eine neue Erklärung des Universums gelesen von Ranga Yogeshwar AUDIOBUCH Glossar Anthropisches Prinzip die Überlegung, dass die Schlussfolgerungen,

Mehr

3PbÁTcfPbÁP]STaTÁFXbbT]bRWPUcbV[^bbPaÁ

3PbÁTcfPbÁP]STaTÁFXbbT]bRWPUcbV[^bbPaÁ 8]U^a\PcX^]bQ[Pcc 3PbTcfPbP]STaTFXbbT]bRWPUcbV[^bbPa Natürlich bilde ich mir nicht im Geringsten ein, über diese allgemeinen Dinge irgendetwas Neues oder auch nur Originelles sagen zu können. Albert Einstein

Mehr

Hands on Particle Physics International Masterclasses. WIMP's & Co

Hands on Particle Physics International Masterclasses. WIMP's & Co Hands on Particle Physics International Masterclasses WIMP's & Co Der Dunklen Materie auf der Spur Wiebke Thurow Institut für Kern- und Teilchenphysik TU Dresden Übersicht Was ist Materie? Warum muss es

Mehr

NEUTRONENSTERNE. Eine Reise in die Vergangenheit. Jochen Wambach Institut für Kernphysik TU Darmstadt

NEUTRONENSTERNE. Eine Reise in die Vergangenheit. Jochen Wambach Institut für Kernphysik TU Darmstadt NEUTRONENSTERNE Eine Reise in die Vergangenheit Jochen Wambach Institut für Kernphysik TU Darmstadt NEUTRONENSTERNE Eine Reise in die Vergangenheit Jochen Wambach Institut für Kernphysik TU Darmstadt Was

Mehr

Die Entwicklung der Urknalltheorie. Manuel Erdin Gymnasium Liestal, 2012

Die Entwicklung der Urknalltheorie. Manuel Erdin Gymnasium Liestal, 2012 Die Entwicklung der Urknalltheorie Manuel Erdin Gymnasium Liestal, 2012 William Herschel (1738 1822) Das statische Universum mit einer Galaxie Das Weltbild Herschels Die Position unseres Sonnensystems

Mehr

Spezielle Relativitätstheorie

Spezielle Relativitätstheorie Spezielle Relativitätstheorie Proseminar: Kosmologie und Teilchenphysik von Evangelos Nagel Physik vor dem 20. Jhd. Newton (Principia Mathematica): Der absolute Raum bleibt vermöge seiner Natur und ohne

Mehr

Michelson Interferometer: Aufbau und Anwendungen. 21. Mai 2015

Michelson Interferometer: Aufbau und Anwendungen. 21. Mai 2015 Michelson Interferometer: Aufbau und Anwendungen 1. Mai 015 1 Prinzipieller Aufbau eines Michelson Interferometers Interferenz zweier ebener elektromagnetischer Wellen gleicher Frequenz, aber unterschiedlicher

Mehr

Die Expansion des Kosmos

Die Expansion des Kosmos Die Expansion des Kosmos Mythos und Wirklichkeit Dr. Wolfgang Steinicke MNU-Tagung Freiburg 2012 Eine Auswahl populärer Mythen und Probleme der Kosmologie Der Urknall vor 13,7 Mrd. Jahren war eine Explosion

Mehr

Moderne Physik. von Paul A.Tipler und Ralph A. Liewellyn

Moderne Physik. von Paul A.Tipler und Ralph A. Liewellyn Moderne Physik von Paul A.Tipler und Ralph A. Liewellyn Aus dem Englischen von Dr. Anna Schleitzer Bearbeitet von Prof. Dr. Gerd Czycholl Prof. Dr. Cornelius Noack Prof. Dr. Udo Strohbusch 2., verbesserte

Mehr

Maßarbeit im Universum. Warum ist unser Universum abgestimmt für Leben? Was sind mögliche Erklärungen dafür?

Maßarbeit im Universum. Warum ist unser Universum abgestimmt für Leben? Was sind mögliche Erklärungen dafür? Warum ist unser Universum abgestimmt für Leben? Was sind mögliche Erklärungen dafür? Es existieren mehrere Hinweise, dass unser Universum genau die Eigenschaften hat, dass auch Leben im Universum möglich

Mehr

Einführung in die Quantentheorie der Atome und Photonen

Einführung in die Quantentheorie der Atome und Photonen Einführung in die Quantentheorie der Atome und Photonen 23.04.2005 Jörg Evers Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg Quantenmechanik Was ist das eigentlich? Physikalische Theorie Hauptsächlich

Mehr

Spektren von Himmelskörpern

Spektren von Himmelskörpern Spektren von Himmelskörpern Inkohärente Lichtquellen Tobias Schulte 25.05.2016 1 Gliederung Schwarzkörperstrahlung Spektrum der Sonne Spektralklassen Hertzsprung Russell Diagramm Scheinbare und absolute

Mehr

Semestereinführung WS 2016/2017

Semestereinführung WS 2016/2017 Semestereinführung WS 2016/2017 Grundlagen der Astronomie und Astrophysik Dieter Breitschwerdt http://www-astro.physik.tu-berlin.de/~breitschwerdt Astrophysik: Physik der Extreme! höchste Dichten, Temperaturen,

Mehr

Glossar Dr. Andreas Mücklich, Nachdruck nicht gestattet. 338 Anhang

Glossar Dr. Andreas Mücklich, Nachdruck nicht gestattet. 338 Anhang 338 Anhang Glossar absoluter Nullpunkt siehe Temperaturnullpunkt allgemeine Relativitätstheorie Theorie der Geometrie von Raum, Zeit und Gravitation; Haupteigenschaften: Krümmung von Raum und Zeit durch

Mehr

Urknall und Entwicklung des Universums

Urknall und Entwicklung des Universums Urknall und Entwicklung des Universums Thomas Hebbeker RWTH Aachen University Dies Academicus 11.06.2008 Grundlegende Beobachtungen Das Big-Bang Modell Die Entwicklung des Universums 1.0 Blick ins Universum:

Mehr

Teilchen sichtbar machen

Teilchen sichtbar machen Teilchen sichtbar machen PD Dr. M. Weber Albert Einstein Center for Fundamental Physics Laboratorium für Hochenergiephysik Physikalisches Institut Universität Bern 1 PD Dr. M. Weber Physik Masterclasses

Mehr

Was ist Physik? Peter Schleper Hamburg, 22.10.03

Was ist Physik? Peter Schleper Hamburg, 22.10.03 Hamburg, 22.10.03 Brockhaus: Die Wissenschaft von den Naturvorgängen im Bereich der unbelebten Materie, die experimenteller Erforschung, messender Erfassung & math. Darstellung zugänglich sind und allgemein

Mehr

Offene Fragen: ein Ausblick auf die Physik jenseits des Standardmodells

Offene Fragen: ein Ausblick auf die Physik jenseits des Standardmodells Offene Fragen: ein Ausblick auf die Physik jenseits des Standardmodells Heinrich Päs Masterclasses 2008, TU Dortmund Das Standardmodell Kommen in zwei Helizitäten/Chiralitäten vor: Elektromagnetismus:

Mehr

Quantengravitation und das Problem der Zeit

Quantengravitation und das Problem der Zeit Quantengravitation und das Problem der Zeit Franz Embacher http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/ Fakultät für Physik der Universität Wien Text für die Ausstellung Keine ZEIT G.A.S.-station, 8. Oktober

Mehr

Kai Zuber Institut für Kern- und Teilchenphysik TU Dresden

Kai Zuber Institut für Kern- und Teilchenphysik TU Dresden Kai Zuber Institut für Kern- und Teilchenphysik TU Dresden Historische Einführung Das Alter des Universums Warum eine dunkle Seite? Was ist die dunkle Seite? Wie kann man sie nachweisen? Inka-Kultur Navajo-Indianer

Mehr

DER QUANTENKOSMOS. Von der zeitlosen Welt zum expandierenden Universum. Claus Kiefer. Institut für Theoretische Physik Universität zu Köln

DER QUANTENKOSMOS. Von der zeitlosen Welt zum expandierenden Universum. Claus Kiefer. Institut für Theoretische Physik Universität zu Köln DER QUANTENKOSMOS Von der zeitlosen Welt zum expandierenden Universum Claus Kiefer Institut für Theoretische Physik Universität zu Köln Inhaltsverzeichnis Unser Universum Relativitätstheorie Die Welt der

Mehr

Wie arbeitet ein Teilchenphysiker? Das Standardmodell, Detektoren und Beschleuniger.

Wie arbeitet ein Teilchenphysiker? Das Standardmodell, Detektoren und Beschleuniger. Grafik 2 Vorstellung des Instituts für Kern- und Teilchenphysik Wie arbeitet ein Teilchenphysiker? Das Standardmodell, Detektoren und Beschleuniger. Dipl. Phys. Kathrin Leonhardt 1 Grafik 2 Auf den Spuren

Mehr

Der Welle-Teilchen-Dualismus

Der Welle-Teilchen-Dualismus Quantenphysik Der Welle-Teilchen-Dualismus Welle-Teilchen-Dualismus http://bluesky.blogg.de/2005/05/03/fachbegriffe-der-modernen-physik-ix/ Welle-Teilchen-Dualismus Alles ist gleichzeitig Welle und Teilchen.

Mehr

Standardmodell der Materie und Wechselwirkungen:

Standardmodell der Materie und Wechselwirkungen: Standardmodell der Materie und en: (Quelle: Wikipedia) 1.1. im Standardmodell: sind die kleinsten bekannten Bausteine der Materie. Die meisten Autoren bezeichnen die Teilchen des Standardmodells der Teilchenphysik

Mehr

Urknall und. Entwicklung des Universums. Grundlegende Beobachtungen Das Big-Bang Modell Die Entwicklung des Universums 1.1

Urknall und. Entwicklung des Universums. Grundlegende Beobachtungen Das Big-Bang Modell Die Entwicklung des Universums 1.1 Urknall und Entwicklung des Universums Thomas Hebbeker RWTH Aachen Dies Academicus 08.06.2005 Grundlegende Beobachtungen Das Big-Bang Modell Die Entwicklung des Universums 1.1 Blick ins Universum: Sterne

Mehr

Albert Einstein s Relativitätstheorie für Laien

Albert Einstein s Relativitätstheorie für Laien Albert Einstein s Relativitätstheorie für Laien Ein Versuch der Veranschaulichung von Prof. Dr. Gerd Ganteför Fachbereich Physik Universität Konstanz 1879-1955 Albert Einstein mit 21 Diplom ETH mit 23

Mehr

Gravitationswellen. Der Klang des Universums

Gravitationswellen. Der Klang des Universums Gravitationswellen Der Klang des Universums Schülervorlesung: Einstein und der Kosmos Physikalischer Verein, Frankfurt a.m. 2004 Peter Aufmuth Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut)

Mehr

Die Welt ist fast aus Nichts gemacht

Die Welt ist fast aus Nichts gemacht Die Welt ist fast aus Nichts gemacht Ein Gespräch mit dem Physiker Martinus Veltman beim 58. Nobelpreisträgertreffen in Lindau Am europäischen Kernforschungszentrum in Genf (CERN) wird in den nächsten

Mehr

Inhalt XIII. Vorwort XVII. Danksagung. 1 Die Physik im 20. Jahrhundert 1

Inhalt XIII. Vorwort XVII. Danksagung. 1 Die Physik im 20. Jahrhundert 1 Vorwort XIII Danksagung XVII 1 Die Physik im 20. Jahrhundert 1 Röntgenstrahlung und Radioaktivität 3 Die Entdeckung der Röntgenstrahlen 3 Die Natur der Röntgenstrahlen 6 Röntgenstrahlen heute 8 Wilhelm

Mehr

Was die Welt im Innersten zusammenhält

Was die Welt im Innersten zusammenhält Was die Welt im Innersten zusammenhält V 1.0 Thomas Hebbeker RWTH, III. Phys. Inst. A Masterclasses Aachen 2010 Übersicht: Teilchen und Kräfte Exp. Methoden: Beschleuniger und Detektoren Beschleuniger

Mehr

Sonne, Mond und... Schwarze Löcher

Sonne, Mond und... Schwarze Löcher Eckehard W. Mielke Sonne, Mond und... Schwarze Löcher Ein Streifzug durch die moderne Astrophysik FACETTEN vieweg Inhaltsverzeichnis 1 Himmelsbeobachtung 1 1.1 Von Stonehenge bis zu den Mayas 1 1.2 Die

Mehr

im Zyklus: Experimental Gravitation Burkhard Zink Theoretische Astrophysik Universität Tübingen

im Zyklus: Experimental Gravitation Burkhard Zink Theoretische Astrophysik Universität Tübingen im Zyklus: Experimental Gravitation Burkhard Zink Theoretische Astrophysik Universität Tübingen Verschmelzung von Neutronensternen Verschmelzung Schwarzer Löcher Neutronenstern-Oszillationen Gamma-ray

Mehr

KOSMISCHE HINTERGRUNDSTRAHLUNG (CMB) Philipp Zilske Universität Bielefeld Physikalisches Proseminar

KOSMISCHE HINTERGRUNDSTRAHLUNG (CMB) Philipp Zilske Universität Bielefeld Physikalisches Proseminar KOSMISCHE HINTERGRUNDSTRAHLUNG (CMB) Philipp Zilske Universität Bielefeld Physikalisches Proseminar 26.06.2013 26.06.2013 Philipp Zilske - Kosmische Hintergrundstrahlung 2/23 Übersicht 1. Motivation 2.

Mehr

Kernkollapssuper novae SN Ib, Ic und II. Moritz Fuchs 11.12.2007

Kernkollapssuper novae SN Ib, Ic und II. Moritz Fuchs 11.12.2007 Kernkollapssuper novae SN Ib, Ic und II Moritz Fuchs 11.12.2007 Gliederung Einleitung Leben eines Sterns bis zur Supernova Vorgänge während der Supernova SN 1987 A r-prozesse Was ist interessant an Supernovae?

Mehr

Kai Zuber Institut für Kern- und Teilchenphysik TU Dresden

Kai Zuber Institut für Kern- und Teilchenphysik TU Dresden Kai Zuber Institut für Kern- und Teilchenphysik TU Dresden Historische Einführung Das Alter des Universums Warum eine dunkle Seite? Was ist die dunkle Seite? Wie kann man sie nachweisen? Inka-Kultur Navajo-Indianer

Mehr

Experimentalphysik VI Kern- und Teilchenphysik Prof. Markus Schumacher ALU Freiburg, Sommersemsester 2010

Experimentalphysik VI Kern- und Teilchenphysik Prof. Markus Schumacher ALU Freiburg, Sommersemsester 2010 Experimentalphysik VI Kern- und Teilchenphysik Prof. Markus Schumacher ALU Freiburg, Sommersemsester 2010 Kapitel 11: Einige offene Fragen Obtaining PDF from Histograms Offene Fragen 23 Parameter im SM:

Mehr

Das neue Bild des Universums

Das neue Bild des Universums Das neue Bild des Universums Axel Lindner, DESY Fragen und Antworten (?): Der Aufbau des Universums Das dynamische Universum Wieso ist alles so wie es ist? Warum Astronomie? Anwendungen: Kalender: Vorhersage

Mehr

Spätstadien der Sternentwicklung. Wiederholung: Entwicklung nach dem H-Brennen Altersbestimmung Supernovae Neutronensterne Pulsare Schwarze Löcher

Spätstadien der Sternentwicklung. Wiederholung: Entwicklung nach dem H-Brennen Altersbestimmung Supernovae Neutronensterne Pulsare Schwarze Löcher Spätstadien der Sternentwicklung Wiederholung: Entwicklung nach dem H-Brennen Altersbestimmung Supernovae Neutronensterne Pulsare Schwarze Löcher Wiederholung: Das Brennen nach der Hauptreihe Roter Riese:

Mehr

Die Entstehung der leichten Elemente

Die Entstehung der leichten Elemente Hauptseminar Astroteilchenphysik und Dunkle Materie Sommersemester 2009 Die Entstehung der leichten Elemente Johannes Zeller Universität Karlsruhe (TH) Vortrag am 15.5.2009 1 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung

Mehr

Gravitation und Krümmung der Raum-Zeit - Teil 2

Gravitation und Krümmung der Raum-Zeit - Teil 2 Gravitation und Krümmung der Raum-Zeit - Teil 2 Einsteinsche Gravitationsfeldgleichungen Krümmung der Raumzeit = universelle Konstante x Energie- und Impulsdichte Die Raumzeit wirkt auf die Masse (Energie),

Mehr

Kosmologie. der Allgemeinen Relativitätstheorie. Das expandierende Universum

Kosmologie. der Allgemeinen Relativitätstheorie. Das expandierende Universum Kosmologie der Allgemeinen Relativitätstheorie Das expandierende Universum Historie der Theorie Albert Einstein 1916 Es gibt keinen absoluten Raum im Newtonschen Sinne. Massen bestimmen die Geometrie des

Mehr

Geozentrisches und heliozentrisches Weltbild. Das 1. Gesetz von Kepler. Das 2. Gesetz von Kepler. Das 3. Gesetz von Kepler.

Geozentrisches und heliozentrisches Weltbild. Das 1. Gesetz von Kepler. Das 2. Gesetz von Kepler. Das 3. Gesetz von Kepler. Geozentrisches und heliozentrisches Weltbild Geozentrisches Weltbild: Vertreter Aristoteles, Ptolemäus, Kirche (im Mittelalter) Heliozentrisches Weltbild: Vertreter Aristarch von Samos, Kopernikus, Galilei

Mehr

Quasare Hendrik Gross

Quasare Hendrik Gross Quasare Hendrik Gross Gliederungspunkte 1. Entdeckung und Herkunft 2. Charakteristik eines Quasars 3. Spektroskopie und Rotverschiebung 4. Wie wird ein Quasar erfasst? 5. Funktionsweise eines Radioteleskopes

Mehr

Vom Urknall zur Dunklen Energie

Vom Urknall zur Dunklen Energie Wie ist unser Universum entstanden und wie wird es enden? Wie werden Sterne geboren, leben und sterben dann? Woher kommen die Elemente im Universum? Einleitung Entstehung des Universums vor ungefähr 14

Mehr

http://www.physik.unisiegen.de/didaktik/materialien_offen/fortbildungen/ Oliver Schwarz Institut für Didaktik der Physik / Universitätssternwarte Universität Siegen Quelle: Handbook of Pulsar Astronomy

Mehr

Das Elektron, Wahrheit oder Fiktion

Das Elektron, Wahrheit oder Fiktion Das Elektron, Wahrheit oder Fiktion Seit Tausenden von Jahren stellen sich Menschen die Frage, aus welchen Bausteinen die Welt zusammengesetzt ist und welche Kräfte diese verbinden. Aus was besteht also

Mehr

Dunkle Materie und dunkle Energie

Dunkle Materie und dunkle Energie Dunkle Materie und dunkle Energie Franz Embacher Fakultät für Physik der Universität Wien Vortrag am Vereinsabend von ANTARES NÖ Astronomen St. Pölten, 9. 9. 2011 Die Bestandteile Woraus besteht das Universum?

Mehr

Medienbegleitheft zur DVD 14054 DUNKLE MATERIE UND DUNKLE ENERGIE

Medienbegleitheft zur DVD 14054 DUNKLE MATERIE UND DUNKLE ENERGIE Medienbegleitheft zur DVD 14054 DUNKLE MATERIE UND DUNKLE ENERGIE Medienbegleitheft zur DVD 35 Minuten, Produktionsjahr 2012 Unterrichtsvorschlag Einleitung Den SchülerInnen wird eröffnet, dass der kommende

Mehr

Reise durch das Universum

Reise durch das Universum Reise durch das Universum 1 2 3 10 5 m = 100 km 10 7 m = 10.000 km 4 Jules Vernes, 1867 Reise um den Mond Jules Vernes glaubte, dass nur an einem bestimmten Punkt zwischen Erde und Mond Schwerelosigkeit

Mehr

Schulinterner Lehrplan (Übersichtsraster) des Joseph-Haydn-Gymnasiums Senden zum Kernlehrplan für die gymnasiale Oberstufe. Physik

Schulinterner Lehrplan (Übersichtsraster) des Joseph-Haydn-Gymnasiums Senden zum Kernlehrplan für die gymnasiale Oberstufe. Physik Schulinterner Lehrplan (Übersichtsraster) des Joseph-Haydn-Gymnasiums Senden zum Kernlehrplan für die gymnasiale Oberstufe Physik 1 Die Fachgruppe Physik am JHG Senden Das Joseph-Haydn-Gymnasium ist das

Mehr

Sterne & Kosmos. Vom Big Bang bis zum Ende der Tage. Big Bang vor 13.82 0.05 Gyr. Der Kosmologe Fred Hoyle nannte als erster diesen Prozess Big Bang

Sterne & Kosmos. Vom Big Bang bis zum Ende der Tage. Big Bang vor 13.82 0.05 Gyr. Der Kosmologe Fred Hoyle nannte als erster diesen Prozess Big Bang Sterne & Kosmos Vom Big Bang bis zum Ende der Tage Nach einer Abb. Aus dem Buch von :Cammille Flammarion: L'Atmosphère, Paris 1888 2.1 Big Bang vor 13.82 0.05 Gyr Der Kosmologe Fred Hoyle nannte als erster

Mehr

Die Endstadien der Sterne und wie es die Physik schafft, sie zu beschreiben

Die Endstadien der Sterne und wie es die Physik schafft, sie zu beschreiben Die Endstadien der Sterne und wie es die Physik schafft, sie zu beschreiben Franz Embacher http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/ franz.embacher@univie.ac.at Fakultät für Physik Universität Wien

Mehr

Stacheldraht durchschneiden. Grenzbeamte betäuben. Grenzbeamte bestechen Grenzkontrolle umgehen

Stacheldraht durchschneiden. Grenzbeamte betäuben. Grenzbeamte bestechen Grenzkontrolle umgehen Stacheldraht durchschneiden Grenzbeamte betäuben Grenzbeamte bestechen Grenzkontrolle umgehen Quelle: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/30/container_augsburg.jpg Heizwert Wasserstoff:

Mehr