durch Betrachten von Supernovae

Handout: Der Nobelpreis Physik 2011
„Die Entdeckung der beschleunigten Expansion des Universums
durch Betrachten von Supernovae“
Die Entdeckung der beschleunigten Expansion des Universums wurde 1998 von Saul Perlmutter und ebenso von Adam
Riess und Brian P. Schmidt veröffentlicht.
Der Vorgang wurde an stark rotverschobenen Supernovae des Typs 1a beobachtet:
Supernovae 1a:
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Supernovae des Typs 1a entstehen, wenn ein weißer Zwerg die Gasatmosphäre eines Nachbarsterns
aufsaugt. Bei 1,4 Erdmassen sind die Gravitationskräfte so stark, dass der Stern unter Aussenden von Licht
zerreißt (explodiert)
•
Supernovae 1a sind nur für wenige Monate zu beobachten und senden so viel Licht wie eine ganze
Galaxie aus => lassen sich noch auf große Entfernungen/ für große Rotverschiebungen beobachten (Bspw. 1
Milliarde Lichtjahre/Rotv. Über 1)
Die Expansion des Universums:
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Alle Punkte im Universum entfernen sich mit einer sich auf Dauer verändernden Fluchtgeschwindigkeit
voneinander, ähnlich dem Prozess beim aufblasen eines Luftballons
•
Materie,z.B. Ein Stern, dehnt sich nicht aus, sondern "schwimmt" mit dem sich vergrößerndem Raum mit
(Hubblefluss)
•
Die Geschwindigkeit, mit der sich das Universum ausdehnt, verändert sich mit der Zeit
=> weit entfernte Objekte, z.B. Sterne bewegen sich mit einer anderen Fluchtgeschwindigkeit, da das Licht z.B.
bereits Milliarden Jahre zu uns unterwegs war, die Konstante sich also in dieser Zeit ändert
=>ihre Entfernung kann daher nicht linear über das Hubblegesetz
bestimmt werden, denn H0 (die
Expansionsrate) ändert sich bei großen z (Rotverschiebungen)
Entdeckungen der Forscher:
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Weit entfernte Supernovae des Typs 1a leuchten schwächer als erwartet (bei einer linear berechneten
Entfernung)
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Die Leuchtkraft nimmt mit der Entfernung ab, d.h. die Supernova ist weiter weg als erwartet, hat sich also
schneller entfernt als früher
=> Die Fluchtgeschwindigkeit des Universums ist für große Distanzen größer als bei kurzen Distanzen
=> Die Fluchtgeschwindigkeit wird größer, das Universum dehnt sich also mit immer größer werdenden
Geschwindigkeit aus
Theorien:
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Die Masse im Universum (Sterne, Gas etc.) übt eine Gravitationskraft nach innen aus
=> Es muss eine antigravitative Kraft existieren, die der Gravitationskraft entgegenwirkt
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Man glaubt, sog. "Dunkle Energie" stellt die erforderliche Energie,
also auch Masse, um diese Kraft zu erzeugen. Ist dies der Fall, besteht
etwa 70% des Universums aus "dunkler Energie"
Von Max Pätzold