Wie. ist die Welt entstanden? (und nicht warum) Andreas Müller. 08. Februar MPI für extraterrestrische Physik Garching
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1 Wie (und nicht warum) ist die Welt entstanden? 08. Februar 2007 Evangelisches Bildungswerk Feldkirchen Andreas Müller MPI für extraterrestrische Physik Garching
2 Übersicht Eine Zeitreise an den Anfang Zeugen des Urknalls Dynamischer Kosmos Rotverschiebung Das kosmologische Standardmodell Entstehung der Elemente Sterne und Leben Anregungen zur Diskussion 2
3 Eine Zeitreise an den Anfang Geburt des Universums Geburt der Erde Amphibien Dinosaurier Vorfahren Steinzeit 2003 Mittagsschlaf Vortragsbeginn 3
4 Die Milchstraße Sonne Magellansche Wolken 4
5 Wärmestrahlung am ganzen Himmel (Bild: COBE Website) 5
6 Zeuge 1: kosmische Hintergrundstrahlung Gamov: Vorhersage Wärmestrahlung als Relikt des frühen, heißen Universums Penzias & Wilson: Entdeckung (Nobelpreis 1978) COBE-Team: Entdeckung der Anisotropien 1989/90. (Nobelpreis 2006 für Mather und Smoot) Alter der Strahlung: ~ 13,7 Mrd. Jahre! (Bild: WMAP Website) 6
7 Tiefenfeldbeobachtungen Hubble Deep Field North im Großen Bären: optisch 10 Nächte 276 Einzelbilder (Bild: HST, NASA 1996) 7
8 Zeuge 2: Großräumige Galaxienerteilung bis 2 Mrd. Lichtjahre Entfernung! 8
9 Strukturbildung im Kosmos Millennium Simulation Springel et al. 2005, MPA Teilchen 127 > z > Mpc Kante schwerste der supermassereichen Schwarzen Löcher mit etwa 10 Mrd. Sonnenmassen Zentrum eines Galaxienhaufens 9
10 Zeuge 3: Entfernte Sternexplosionen 10
11 Dynamischer Kosmos 1916: Einstein publiziert die Allgemeine Relativitätstheorie 1917: Einstein führt Λ-Term für statisches Universum ein 1922: Friedmann-Gleichung dynamischer Universen 1929: Hubble & Slipher beobachten Galaxienflucht 1931: Lemaître entdeckt die Geburt des Raums 1931: Λ fällt Einsteins Eselei zum Opfer 1990: Turner erfindet die Dunkle Energie 1998: Renaissance des Λ-Terms 2007: Λ-Universum 11
12 Das Universum expandiert 12
13 Kosmologische Rotverschiebung λ 0 z = (λ beob λ 0 )/λ 0 λ beob gedehntes Licht 13
14 Expansion des Universums beobachtet! (Bild: WMAP Website) 14
15 Drei Methoden eine Kernaussage Ω Λ ~ 70% Ω m ~ 30% (Bild: SCP Website) 15
16 Zusammensetzung des Kosmos ΛCDM 96% unbekannt!?? Wir und alles, was wir kennen! (Daten von WMAP 2006) 16
17 Heißer Ursprung (Bild: CERN) 17
18 Lebenselexier Wasser H 2 O Wasserstoff (H) aus der Frühphase des Universums! Heißer Kosmos als Fusionsreaktor in den ersten drei Minuten nach dem Urknall (primordiale Nukleosynthese) Sauerstoff (O) erst in ersten Sternen und späteren Sterngenerationen, 100 Mio. Jahre nach dem Urknall (CNO- Zyklus, Kohlenstoffbrennen) Bestandteile von Wasser bildeten sich zu sehr unterschiedlichen Epochen! 18
19 Orion Bild: Jacobsstab, Orion Davide de Martin ESA/ESO/NASA Beteigeuze Bellatrix Wir sind Sternenstaub. Jakobsstab Orionnebel Saiph Rigel Bild: ESO 2002
20 Anregungen zur Diskussion Was war vor dem Urknall? Am Anfang war die Quantenfluktuation? Ordnung aus Chaos? erste Ursache Verdrängt Wissenschaft Gott? Theismus, Pantheismus, Atheismus Heisenberg (Quantenphysiker): Der erste Schluck aus dem Becher der Natur führt zum Atheismus, aber auf dem Grund wartet Gott." Ist Intelligent Design/Kreationismus eine Alternative zur Evolutionstheorie? Weshalb stößt Intelligent Design/Kreationismus auf gesellschaftliches Interesse? Wissenschaftliche Methode: Hypothesentests, Beobachtung Falsifizierbarkeit vs. Dogmatismus, Wissen vs. Glaube 20
21 Internet Wissensportal für Astrophysik deutsches Web-Lexikon für Astrophysik, Kosmologie, Relativitätstheorie und Teilchenphysik Artikel zu speziellen Forschungsthemen Essays u.a. zu den Themen Was ist Zeit? Brauchen wir Grundlagenforschung? Alles graue Theorie? 21
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