Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Das frühe
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Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Das frühe Universum Jutta Kunz Institut für Physik CvO Universität Oldenburg Tagung Urknall oder Schöpfung 4./5. November 2006 Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 1 / 46 Inhalt Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 2 / 46 Inhalt Beobachtungen zur Kosmologie Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 2 / 46 Inhalt Beobachtungen zur Kosmologie Theorie der Kosmologie Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 2 / 46 Inhalt Beobachtungen zur Kosmologie Theorie der Kosmologie Das frühe Universum Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 2 / 46 Inhalt Beobachtungen zur Kosmologie Theorie der Kosmologie Das frühe Universum Die Zukunft des Universums Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 2 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Inhalt Beobachtungen zur Kosmologie Theorie der Kosmologie Das frühe Universum Die Zukunft des Universums Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 3 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Größen und Distanzen in der Astronomie Erde Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 4 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Größen und Distanzen in der Astronomie Sonnensystem Abstand Erde – Sonne: 150 Millionen km = 8 Lichtminuten Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 4 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Größen und Distanzen in der Astronomie Die nächsten Sterne Abstand Sonne – Proxima Centauri: 4 Lichtjahre Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 4 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Größen und Distanzen in der Astronomie Die Umgebung der Sonne Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 4 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Größen und Distanzen in der Astronomie Die Milchstraße Durchmesser etwa 100000 Lichtjahre Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 4 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Größen und Distanzen in der Astronomie Nächste Galaxien Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 4 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Größen und Distanzen in der Astronomie Die lokale Gruppe Abstand Milchstrasse – Andromeda: ca. 2,5 Millionen Lichtjahre Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 4 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Größen und Distanzen in der Astronomie Das lokale Supercluster Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 4 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Größen und Distanzen in der Astronomie Die nächsten Supercluster Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 4 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Größen und Distanzen in der Astronomie Filamente Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 4 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Größen und Distanzen in der Astronomie Die entferntesten sichtbaren Strukturen – Hubble deep field Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 4 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Das Universum auf großen Skalen “Das Universum sieht für jeden überall gleich aus” Symmetrieannahmen sind wesentlich Auf großen Skalen ist das Universum glatt und gleichförmig (großräumige Glattheit) Skala: Hunderte Mpc Erläuterung Einheit: 2dFGRS: ausgemessene Region Jutta Kunz (Universität Oldenburg) 1 Parsec = 1 Parallaxensekunde = Abstand, in dem der mittlere Erde-Sonne Abstand d.h. der mittlere Erdbahnradius (≈ 150 Millionen km) einer Bogensekunde entspricht = 3.261 Lichtjahre Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 5 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Das Universum auf großen Skalen “Das Universum sieht für jeden überall gleich aus” Symmetrieannahmen sind wesentlich Auf großen Skalen ist das Universum glatt und gleichförmig (großräumige Glattheit) Skala: Hunderte Mpc Erläuterung Einheit: 2dFGRS: Seitenansicht Jutta Kunz (Universität Oldenburg) 1 Parsec = 1 Parallaxensekunde = Abstand, in dem der mittlere Erde-Sonne Abstand d.h. der mittlere Erdbahnradius (≈ 150 Millionen km) einer Bogensekunde entspricht = 3.261 Lichtjahre Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 5 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Das Universum auf großen Skalen “Das Universum sieht für jeden überall gleich aus” Symmetrieannahmen sind wesentlich Auf großen Skalen ist das Universum glatt und gleichförmig (großräumige Glattheit) Skala: Hunderte Mpc Erläuterung Einheit: 2dFGRS: Draufsicht Jutta Kunz (Universität Oldenburg) 1 Parsec = 1 Parallaxensekunde = Abstand, in dem der mittlere Erde-Sonne Abstand d.h. der mittlere Erdbahnradius (≈ 150 Millionen km) einer Bogensekunde entspricht = 3.261 Lichtjahre Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 5 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Das Universum auf großen Skalen “Das Universum sieht für jeden überall gleich aus” Symmetrieannahmen sind wesentlich Auf großen Skalen ist das Universum glatt und gleichförmig (großräumige Glattheit) Skala: Hunderte Mpc Erläuterung Einheit: 2dFGRS: “Nah”aufnahme Jutta Kunz (Universität Oldenburg) 1 Parsec = 1 Parallaxensekunde = Abstand, in dem der mittlere Erde-Sonne Abstand d.h. der mittlere Erdbahnradius (≈ 150 Millionen km) einer Bogensekunde entspricht = 3.261 Lichtjahre Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 5 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Das kosmologische Prinzip Kopernikus: Die Erde steht nicht im Mittelpunkt des Sonnensystems Das Sonnensystem steht an keiner ausgezeichneten Stelle des Universums Kein Beoabachter stehe an einer ausgezeichneten Stelle des Universums ⇒ Das Universum muß um jeden Punkt herum richtungs unabhängig sein Es darf keinen Mittelpunkt/ausgezeichneten Punkt geben Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 6 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Das elektromagnetische Spektrum Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 7 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Die kosmische Hintergrundstrahlung Jugendbilder des Universums Zeit des Ursprungs der CMBR: ca. 380 000 Jahre nach dem Urknall Die Hintergrundstrahlung ist sehr gleichförmig in allen Richtungen Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 8 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Die kosmische Hintergrundstrahlung Jugendbilder des Universums Zeit des Ursprungs der CMBR: ca. 380 000 Jahre nach dem Urknall Die kosmische Hintergrundstrahlung hat die Form der Strahlung eines schwarzen Körpers Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 8 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Die kosmische Hintergrundstrahlung Jugendbilder des Universums Zeit des Ursprungs der CMBR: ca. 380 000 Jahre nach dem Urknall Temperatur T = 2.73 K, Temperaturschwankung Jutta Kunz (Universität Oldenburg) ∆T ≈ 10−5 T Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 8 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Die kosmische Hintergrundstrahlung Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 9 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Die kosmische Hintergrundstrahlung Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 9 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Die Expansion des Universums Das Hubble–Gesetz v i = H ri In einem expandierenden Universum ist zu jeder beliebigen Zeit die radiale Fluchtgeschwindigkeit einer Galaxis von einem gegebenen Punkt proportional zum Abstand von diesem Punkt. Edwin P. Hubble 1889 – 1953 Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 10 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Die Expansion des Universums Das Hubble–Gesetz v i = H ri In einem expandierenden Universum ist zu jeder beliebigen Zeit die radiale Fluchtgeschwindigkeit einer Galaxis von einem gegebenen Punkt proportional zum Abstand von diesem Punkt. Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Orignaldaten von Hubble 1929 Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 10 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Die Expansion des Universums Das Hubble–Gesetz v i = H ri In einem expandierenden Universum ist zu jeder beliebigen Zeit die radiale Fluchtgeschwindigkeit einer Galaxis von einem gegebenen Punkt proportional zum Abstand von diesem Punkt. Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht heutige Kurve Kloster Wennigsen 4.11.2006 10 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Die Expansion des Universums Das Hubble–Gesetz v i = H ri In einem expandierenden Universum ist zu jeder beliebigen Zeit die radiale Fluchtgeschwindigkeit einer Galaxis von einem gegebenen Punkt proportional zum Abstand von diesem Punkt. Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Luftballon-Analogie Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 10 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Die Expansion des Universums Das Hubble–Gesetz v i = H ri In einem expandierenden Universum ist zu jeder beliebigen Zeit die radiale Fluchtgeschwindigkeit einer Galaxis von einem gegebenen Punkt proportional zum Abstand von diesem Punkt. Ausdehnung eines flachen Universums Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 10 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Die Expansion des Universums t Die Ausdehnung eines flachen Universums Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 11 / 46 Beobachtungen zur Kosmologie Das dynamische Universum Das Universum ist dynamisch und nicht statisch Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 12 / 46 Theorie der Kosmologie Inhalt Beobachtungen zur Kosmologie Theorie der Kosmologie Das frühe Universum Die Zukunft des Universums Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 13 / 46 Theorie der Kosmologie Grundlegende Annahmen: Gesetze der Physik Die physikalischen Gesetze, wie sie hier und heute gelten, gelten überall und zu allen Zeiten. Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 14 / 46 Theorie der Kosmologie Grundlegende Annahmen: ART Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 15 / 46 Theorie der Kosmologie Grundlegende Annahmen: ART Albert Einstein 1879 – 1955 Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 15 / 46 Theorie der Kosmologie Grundlegende Annahmen: ART Die Materie bestimmt die Geometrie von Raum und Zeit Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 15 / 46 Theorie der Kosmologie Grundlegende Annahmen: Naturkonstanten Die fundamentalen Konstanten haben überall und zu allen Zeiten die Werte, die wir hier und heute messen. Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 16 / 46 Theorie der Kosmologie Grundlegende Annahmen: Kosmologisches Prinzip Das Universum sieht für jeden Beobachter im Universum gleich aus Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 17 / 46 Theorie der Kosmologie Dynamik des Universums Friedmann–Lemaı̂tre Gleichung: Radius oder Skalenfaktor des Universums a(t) Krümmungsparameter des Universums K Alexander Friedmann 1888–1925 Georges Lemaı̂tre 1894–1966 Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 18 / 46 Theorie der Kosmologie Dynamik des Universums Friedmann–Lemaı̂tre Gleichung: Radius oder Skalenfaktor des Universums a(t) Krümmungsparameter des Universums K Alexander Friedmann 1888–1925 Georges Lemaı̂tre 1894–1966 Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 18 / 46 Theorie der Kosmologie Dynamik des Universums Friedmann–Lemaı̂tre Gleichung: Radius oder Skalenfaktor des Universums a(t) Krümmungsparameter des Universums K Alexander Friedmann 1888–1925 Georges Lemaı̂tre 1894–1966 Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 18 / 46 Theorie der Kosmologie Dynamik des Universums Friedmann–Lemaı̂tre–Lösungen (Λ = 0) In der Vergangenheit gab es notwendigerweise einen Urknall a K = −1 K=0 Die Gravitation wirkt immer anziehend ⇒ Das Universum dehnt sich immer langsamer aus (und kollabiert wieder, wenn genügend Materie vorhanden ist) K = +1 t Stimmt das wirklich? Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 19 / 46 Theorie der Kosmologie Die beschleunigte Expansion des Universums Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 20 / 46 Theorie der Kosmologie Die beschleunigte Expansion des Universums Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 20 / 46 Theorie der Kosmologie Die beschleunigte Expansion des Universums Friedmann–Lemaı̂tre–Lösungen (Λ = 0 und Λ 6= 0) Alter des Universums 13,7 Milliarden Jahre Die kosmologische Konstante wirkt abstoßend Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 21 / 46 Theorie der Kosmologie Energie und Materie im Universum Das Unversum besteht zu 96% aus dunkler Materie und dunkler Energie Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 22 / 46 Das frühe Universum Inhalt Beobachtungen zur Kosmologie Theorie der Kosmologie Das frühe Universum Die Zukunft des Universums Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 23 / 46 Das frühe Universum Kleine zeitliche Übersicht Ära der Spekulationen t ≈ 10−43 s, T ≈ 1019 GeV Planck Ära: Quantengravitation Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 24 / 46 Das frühe Universum Kleine zeitliche Übersicht Ära der Spekulationen 10−43 < t < 10−34 s Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 25 / 46 Das frühe Universum Kleine zeitliche Übersicht Ära der Spekulationen t ≈ 10−34 s Inflationäre Phase des Universums? Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 26 / 46 Das frühe Universum Kleine zeitliche Übersicht Ära der Spekulationen t ≈ 10−34 s BAU: mehr Materie als Antimaterie? im frühen Universum sind Teilchen und Antiteilchen in großen Mengen vorhanden für jede Milliarde (109 ) Antiteilchen existieren (109 +1) Teilchen diesem winzigen Überschuß von Teilchen verdanken wir unsere Existenz Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 27 / 46 Das frühe Universum Kleine zeitliche Übersicht Ära der Teilchenphysik t ≈ 10−12 s die Ursuppe besteht aus den bekannten Elementarteilchen Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 28 / 46 Das frühe Universum Kleine zeitliche Übersicht Ära der Teilchenphysik t ≈ 10−5 s Kernbausteine Proton und Neutron entstehen Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 29 / 46 Das frühe Universum Kleine zeitliche Übersicht Ära der Kernphysik 10−2 < t < 102 s Periodensystem Im Urknall werden die leichten Elemente gebildet: D , 3 He , 4 He , 7 Li Die schweren Elemente werden später in Sternen gebildet Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 30 / 46 Das frühe Universum Kleine zeitliche Übersicht Ära der Atomphysik t ≈ 1013 s ≈ 380000 Jahre Materie und Strahlung entkoppeln Elektronen und Protonen bilden neutralen Wasserstoff die Energie der Photonen reicht nicht mehr zur Ionisation das Universum wird durchsichtig Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 31 / 46 Das frühe Universum Kleine zeitliche Übersicht Ära der Atomphysik t ≈ 1013 s ≈ 380000 Jahre Materie und Strahlung entkoppeln das Universum wird durchsichtig Hintergrundstrahlung bleibt als Relikt: COBE, WMAP Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 32 / 46 Das frühe Universum Kleine zeitliche Übersicht Ära der Sternbildung t ≈ 1016 s ≈ einige Hunderttausend Jahre erste Sterngeneration: keine schweren Elemente Entstehung der schweren Elemente Riesen–Protostern Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 33 / 46 Das frühe Universum Kleine zeitliche Übersicht Ära der Sternbildung t ≥ 1016 s ≈ einige Hunderttausend Jahre erste Sterngeneration: keine schweren Elemente Entstehung der schweren Elemente Sonne: Alter 5 Milliarden Jahre Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 33 / 46 Das frühe Universum Das Anthropische Prinzip Das Anthropische Prinzip Das Universum, das wir beobachten, muss für die Entwicklung intelligenten Lebens geeignet sein, da wir sonst nicht hier sein, es beobachten und physikalisch beschreiben könnten. Die Gesetze der Physik und die Werte der Naturkonstanten müssen Kohlenstoff–basierte Beobachter zulassen. Dies stellt eine starke Einschränkung an die physikalischen Gesetze und die Werte der Naturkonstanten dar. Brandon Carter *1942 Beispiel Nukleosynthese 4 4 He +8 Be He + 12 C → 12 C → 16 O Damit in den Sternen genügend 12 C gebildet und das nicht alles weiter in 16 O umgewandelt wird, kann die Stärke der elektrischen Kraft nur in einem kleinen Bereich liegen. Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Fred Hoyle 1915 — 2001 Kloster Wennigsen 4.11.2006 34 / 46 Die Zukunft des Universums Inhalt Beobachtungen zur Kosmologie Theorie der Kosmologie Das frühe Universum Die Zukunft des Universums Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 35 / 46 Die Zukunft des Universums Sternentwicklung Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 36 / 46 Die Zukunft des Universums Ende des Lebens auf der Erde In etwa 5 Milliarden Jahren wird die Sonne zu einem roten Riesen Zerstörung: Planeten Vergrößerung des Sternradius Erhöhung der Temperatur durch Ausdehnung des Sternplasma Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 37 / 46 Die Zukunft des Universums Ära der Sternbildung Heute: Etwa 1010 Jahre, also 10 Milliarden Jahre heute sind wir noch am Anfang der Ära der Sternbildung die normale Sternbildungsphase endet nach 1014 Jahren d.h. nach 100 Billionen Jahren Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 38 / 46 Die Zukunft des Universums Ära der Sternbildung Sternbildung aus Sternen Ursache Kollisionen von Sternen und Galaxien Ende der Stern- und Galaxieevolution Sterne mit 0.08M⊙ − 0.25M⊙ am häufigsten, ihre Lebenszeit ist am längsten: → Zeitskala für Wasserstoffverbrennung abhängig von Masse des Sterns → Sternbildung und -verbrennung zur Zeit 1014 Jahren abgeschlossen → Keine neuen Rohstoffe, um Sterne zu bilden → Galaxien verblassen Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 39 / 46 Die Zukunft des Universums Sternbildung nach der Ära der Sternbildung Endprodukte, wenn die normale Sternevolution aufgehört hat: braune Zwerge, weiße Zwerge, Neutronensterne, schwarze Löcher Stöße zwischen braunen Zwergen Stöße zwischen weißen Zwergen Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 40 / 46 Die Zukunft des Universums Zerfall der Galaxien 1015 − 1030 Jahre Mechanismen des Zerfalls Kollisionlose Zusammenstöße: Sterne verlassen Galaxis Energieverlust durch Gravitationswellen: → Ansammlung der gesamten Masse im zentralen schwarzen Loch Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 41 / 46 Die Zukunft des Universums Zerfall der Galaxiencluster Zerfall der Galaxiencluster durch Bildung von noch größeren schwarzen Löchern, massiv wie ganze Galaxien Zusammenstöße von schwarzen Löchern und stellaren Objekten wirft Objekte aus den Superclustersystemen (Abkopplung) Resultat Übrig bleiben einige supermassive schwarze Löcher, umgeben von umherwandernden toten Sternen Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 42 / 46 Die Zukunft des Universums Das Zeitalter der Schwarzen Löcher Zerfall von stellaren Objekten Auflösung stellarer Objekte (Neutronensterne, braune und weiße Zwerge, Planeten) durch Zerfall der Nukleonen Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 43 / 46 Die Zukunft des Universums Das Zeitalter der Schwarzen Löcher Auflösung der Schwarzen Löcher Auflösung durch Hawkingstrahlung Zeitskala: 1098 Jahre für M = 1011 M⊙ Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 44 / 46 Die Zukunft des Universums Das dunkle Universum “Leere” Um 10100 Jahre: Universum besteht im Wesentlichen aus Photonen mit immenser Wellenlänge Elektronen Positronen Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 45 / 46 Die Zukunft des Universums Nach 100.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000. 000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000. 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Das Ende des Universums Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 46 / 46 Die Zukunft des Universums Nach 100.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000. 000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000. 000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000. 000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000. 000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 Jahren: Das Ende des Universums Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 46 / 46 Die Zukunft des Universums Nach 100.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000. 000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000. 000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000. 000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000. 000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 Jahren: Das Ende des Universums Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 46 / 46 Die Zukunft des Universums Nach 100.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000. 000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000. 000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000. 000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000. 000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 Jahren: Das Ende des Universums Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 46 / 46 Die Zukunft des Universums Nach 100.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000. 000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000. 000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000. 000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000. 000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 Jahren: Das Ende des Universums Jutta Kunz (Universität Oldenburg) Die Schöpfung aus physikalischer Sicht Kloster Wennigsen 4.11.2006 46 / 46 Die Zukunft des Universums Nach 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