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Aus was besteht
unser Universum?
TexPoint Display
Galaxien: Strahlung
Strahlende helle Materie
ist konzentriert in den
Galaxien, der
intergalaktische Raum ist
leer und durchsichtig
-
+
+
NGC 1232
-
Atome, Nukleonen,
Proton, Neutron = Nukleon,
gehört zu den Baryonen
Coma-Haufen 300 Millionen Lichtjahre
~10 000 Galaxien mit jeweils 10 Milliarden Sterne
Im sichbaren Licht
Im Röntgenlicht
95% der Masse des Coma-Haufens ist eine Gaswolke
Coma-Haufen
Warum fliegen die Galaxien nicht auseinander?
Im sichtbaren Licht
Im Röntgenlicht
Dunkle
Materie ?
Masse der Gaswolke reicht nicht, die Bewegung der Galaxien zu erklären.
Rotation von
Dunkle
Galaxien
Materie ?
Faktum
erwartet
Was kompensiert
die Zentrifugalkraft?
Rotation
von
Dunkle
Materie ?
Galaxien
Keine gute
Beschreibung
ohne Annahme
eines Halos
Wie kann man Dunkle Materie
„sehen“?
Einstein
Ringe
Gravitations-Mikrolinsen-Effekt
•
•
•
•
Einsteins persönlicher Ring
mit Schwarzem
Loch vor dem Mund
Gravitationslinsen durch dunkle Materie ?
Dunkle
Materie ?
Grosse und konzentrierte
Massenansammlungen wirken
auf Licht wie Linsen
Sichtbare Materie reicht oft nicht aus, um Linseneffekt zu erzeugen
2006 : Kollision eines kleinen und eines großen
Galaxienhaufens im Ablauf von 2 Millionen
Jahren von links nach rechts
Dunkle u. helle Materie
Helle Materie
Kollision zweier Galaxien im Röntgenlicht (rosa)
und mit Gravitationslinseneffekt (blau).
Erster direkter Nachweis für Dunkle Materie.
Woraus bestehe dunkle Materie ?
Spekulationen auf hohem Niveau
Generelle Ansicht
Entdeckung der Expansion des Universums
H0 = H(t0) = 71 [km/sec Mpc]
Alle Supernovae
Explosionen dieses
Types ( Ia) gleich hell.
Chandrasekhar –Grenze:
p + e-  n + ne
Gemessene Helligkeit ~
wahre Helligkeit / Abstand2
Standardkerzen
• Supernovae Ia haben alle die gleiche
Leuchtkraft
• Von der beobachteten Helligkeit kann man auf
die Entfernung schließen
• Der Vergleich mit der Rotverschiebung der
umgebenden Galaxie erlaubt Schluß auf
Expansion zum Zeitpunkt der Explosion
Helligkeitsvertlg als Fkt Rotversch.
Size of the Universe and its Age as a Function of the
Matter Density and of Dark Energy in Units of the
„Critical Density“
Accelerating
Expansion
Contracting
Universe
Einsteins größte
„Eselei“
[Bei] De Sitter laufen zwei genügend
voneinander entfernte materielle Punkte
beschleunigt auseinander. Wenn schon
keine quasi-statische Welt, dann fort mit
dem kosmologischen Glied.
Seien Sie herzlich gegrüsst von Ihrem
A.Einstein
Ursprung der kosmologischen
Konstante?
(Simon White, MPI München)
Strukturbildung
im Universum:
Verteilung
von
Dunkle Materie:
Weak Lensing
Effekt
Galaxien in Wänden mit leeren Löchern. Simulation
Galaxien erscheinen
vorzugsweise entlang der
Filamente orientiert
Effekt wurde
gefunden
1. Uhren gehen langsamer in GalaxienWänden als in den Löchern (leerer Raum).
GPS (Navigation):
Effekt beim
Navigations.
berücksichtigt
Bewegte Uhren 1mal
langsamer,
Spezielle
Relativitätsth.
Kleineres
Schwerefeld 3mal
schneller,
Allgemeine
Relativitätsth.
Dies führt zur Rotverschiebung
des Lichts von der Sonne.
Anteil der Löcher im Universum f und
Uhrengeschwindigkeit in Löchern (Wiltshire).
Uhr in Löchern/Uhr in Wänden
750 Millionen
Jahre nach Urknall
Prozent Löcher im Universum
Rotverschiebung z: z = 0 heute; z = 1 Bildung
des Sonnensystems vor 5 Milliarden Jahren.
Inhomogene Expansion in
Wänden und Löchern.
Scalefactor a(t)
Mittlere Expan.
In Löchern
In Wänden
Zeit
Urknall
heute Wand Heute Löcher
21*1021 y
14*109 y
Amand Fäßler 10. Kosmologie:
Inflationärees Universum
Ende
5 % Atome, Nukleonen,
Nachgewiesen durch gravitative
Wirkung, vermutlich leichtestes
super-symmetrisches Teilchen, bi
keine Atome, ungeladen: 30%
Erscheint als 65% der Energie des
Universums. „Scheinbar (?)“
beschleunigte Expansion mit
kosmologische Konstante oder
Wänden und Löchern.
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