Urknall und kosmologische Modelle

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Philipp Wehrli, 12. Mai 2007

Die Urknalltheorie ist die Grundidee der modernen Kosmologie. Sie beschreibt nicht, wie das Universum entstand, aber wie es sich seit der Entstehung entwickelt hat. Die Urknalltheorie wird auch von vielen ausgezeichneten Physikern in populärwissenschaftlichen Büchern immer wieder falsch dargestellt. Insbesondere handelt es sich beim Urknall nicht um Explosion in Raum und Zeit, sondern um eine Entwicklung von Raum, Zeit und Materie.

Es gibt fünf Gründe, an die Urknalltheorie zu glauben:

1. Sie ist philosophisch vernünftig, denn sie vermeidet einen unendlichen Regress in der Schöpfung. Die Fragen “Was war vorher?” und “Was ist ausserhalb?” werden durch die Urknalltheorie aufgehoben, weil es kein vorher und kein ausserhalb gibt.
2. Die Urknalltheorie ist eine direkte Folge aus der hervorragend bestätigten allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein.
3. Sie erklärt die Rotverschiebung ferner Galaxien.
4. Sie sagt richtig voraus, welche Teilchen wir im Universum beobachten. Insbesondere sagt sie die kosmische Hintergrundstrahlung richtig vorher.
5. Mit ihr können die Diracschen Zahlen erklärt werden, insbesondere kann die Anzahl Nukleonen im Universum aus der Grösse und der Masse der Nukleonen sehr exakt berechnet werden. Dieser Zusammenhang wäre absolut rätselhaft, wenn unsere Vorstellung vom Universum völlig falsch wäre.

Einsteins Universum

Einsteins allgemeine Relativitätstheorie besagt, dass Raum und Zeit von der Materie gekrümmt werden. Die Gravitation ist eigentlich keine Kraft. Wenn ein Stein von einem Turm fallen gelassen wird, so bewegt er sich auf der geradesten möglichen Kurve durch die Raumzeit, also auf einer Geodäten. Er fällt, weil die Raumzeit gekrümmt ist. Die allgemeine Relativitätstheorie zeigt also, wie eine Masse die Raumzeit krümmt, und sie zeigt, wie Massen durch die gekrümmte Raumzeit bewegt werden.

Als Einstein seine Formeln auf das Universum anwendete, erkannte er, dass das Universum nach seinen Formeln nicht statisch war. Wie ein Stein nicht reglos über dem Erdboden schweben kann, können auch die Galaxien nicht reglos nebeneinander schweben. Entweder müssen sich die Galaxien voneinander entfernen oder sie fallen aufeinander zu.

Spontan dachte Einstein, die Gleichungen seien unvollständig, und er fügte eine zusätzliche ‚kosmologische Konstante’ ein, welche das Universum stabil machten. Später nannte Einstein die kosmologische Konstante die „grösste Eselei“ seines Lebens. Denn weshalb sollte das Universum stabil sein? Einstein hätte mit seiner Theorie die Expansion des Universums vorhersagen können. Aber er hat seiner eigenen Theorie zuwenig vertraut.

Die kosmische Rotverschiebung

Dass das Universum expandiert, entdeckte als erster Edwin Hubble. Hubble mass, wie weit andere Galaxien von uns entfernt sind und wie schnell sie sich von uns fortbewegen. Die Geschwindigkeit eines Sternes relativ zu uns misst man, indem man die Dopplerverschiebung des Lichtes misst. Fliegt der Stern auf uns zu so erscheint uns das Licht mit höherer Frequenz, also zum Blauen hin verschoben. Entfernt er sich von uns, so sehen wir Licht mit kleinerer Frequenz, also ‚rotverschobenes’ Licht. Hubble stellte fest: Alle Galaxien (ausser einigen sehr nahen) erscheinen rotverschoben. Alle Galaxien entfernen sich von uns! Und je weiter ist eine Galaxie von uns entfernt ist, desto schneller bewegt sie sich von uns fort. Wenn wir die Geschwindigkeiten aller Galaxien zurückberechnen, so sehen wir, dass alle Galaxien vor etwa 13,5 Mrd. Jahren genau an einem Punkt waren.

Abbildung 1 Alle Galaxien bewegen sich von uns fort (die Zeit verläuft in der Grafik von unten nach oben, die Abbildung zeigt zwei Dimensionen des Universums zu drei verschiedenen Zeiten). Je weiter eine Galaxie entfernt ist, desto schneller fliegt sie von uns weg, das heisst ferne Galaxien sind umso stärker rotverschoben. Die Grösse der Galaxien ändert sich dabei nicht, weil eine Galaxie von der eigenen Schwerkraft zusammen gehalten wird.

Nach Hubbles Entdeckung war klar, dass das Universum nicht statisch ist. Allerdings stimmt auch Hubbles Interpretation nicht: Die Galaxien sind nicht wegen des Dopplereffektes rotverschoben, sondern weil sich das Universum ausdehnt. Nachdem einmal klar ist, dass das Universum nicht statisch ist, nehmen wir selbstverständlich Einsteins allgemeine Relativitätstheorie zur Beschreibung. Und diese sagt ja eben, dass sich der Raum mit den Galaxien drin ausdehnt.

Man beachte, dass die Galaxien in Abbildung 1 sich relativ zu den Koordinaten nicht bewegen! Alle Galaxien ruhen. Sie scheinen sich voneinander zu entfernen, weil der Raum zwischen ihnen sich ausdehnt. Die Galaxien ruhen, wie die Rosinen in einem Rosinenkuchen sich nicht durch den Kuchen bewegen. Aber wenn der Kuchen im Ofen aufgeht, dann wachsen doch die Abstände zwischen den Rosinen.

Ein gutes Modell für die Expansion des Universums ist ein Ballon, der aufgeblasen wird. Die Galaxien sind wie Ameisen, die auf dem Ballon umherkrabbeln. Sie krabbeln langsam, bewegen sich also praktisch nicht relativ zum Koordinatensystem. Das Licht ist wie eine Welle, die sich über die Ballonoberfläche ausbreitet. Während der Ballon aufgeblasen wird, werden die Wellen ebenfalls in die Länge gezogen.

Wie können wir wissen, dass die Rotverschiebung nicht durch den Dopplereffekt entsteht? Könnte es nicht sein, dass in einer grossen Explosion die gesamte Materie auseinander gesprengt wurde und nun durch den Raum geschleudert wird?

– Nein, das kann nicht sein. Die kosmische Rotverschiebung wird zwar in vielen Büchern auch von hochkarätigen Physikern als Dopplereffekt erklärt, aber das ist falsch. Die Rotverschiebung durch den Dopplereffekt würde anders aussehen, als wir sie beobachten. Für nahe Galaxien ergibt sich kein Unterschied. Aber für ferne Galaxien unterscheiden sich die zwei Modelle. Eine korrekte und ausführliche Erklärung gibt (Har 1).

Abbildung 2 Während sich der Raum ausdehnt, wird die Lichtwelle gedehnt. Dadurch entsteht die kosmische Rotverschiebung. Wenn sich der Radius des Universums verdoppelt, verdoppelt sich auch die Wellenlänge der Lichtwellen, die gerade unterwegs sind.

Wachsen wir, wenn sich der Raum ausdehnt?

Wenn der Raum expandiert, wird eine Lichtwelle gedehnt. Wir sind ja aber auch im Raum. Werden unsere Körper auch gedehnt?

Nein. Das Licht wird gedehnt, weil es keine Kraft gibt, die den Wellenzug zusammenhält. Unsere Körper werden aber durch elektrische Kräfte zusammengehalten. Die Expansion des Universums hat nur eine minimale Schwächung dieser Kräfte zur Folge. Die Gleichgewichtsbedingungen sind deshalb (theoretisch) ein ganz klein wenig anders als sie ohne Expansion wären. Die Abstände sind aber derart klein, dass dies bei weitem nicht messbar ist.

Selbst Galaxien werden nicht durch die Expansion des Universums auseinander gerissen. Die Gravitation hält die Sterne einer Galaxie zusammen, wie ein Wassertropfen auf einer Ballonoberfläche zusammenhält, wenn der Ballon aufgeblasen wird (Abbildung 1).

Am Anfang treiben die Galaxien zwar auseinander. Aber die einzelnen Galaxien werden nicht auseinander gerissen und behalten ihre Grösse. Irgendwann überwiegt die Gravitation sogar zwischen den Galaxien und es bilden sich Galaxienhaufen, die sich nicht mehr weiter ausdehnen (Abbildung 3).

Abbildung 3 Galaxien werden nicht grösser, während das Universum expandiert, denn sie werden durch die Gravitation zusammengehalten. Auch zwischen Galaxien ist die Gravitation stark genug, dass sich Haufen bilden. Vom dritten zum vierten Bild entfernen sich die Galaxien nicht mehr voneinander.

Wo bleibt die Energie?

Wenn eine Lichtwelle gedehnt wird, wird die Wellenlänge grösser, also die Energie kleiner. Das heisst: Die Energie im Universum ist nicht konstant. Nicht nur die Energiedichte nimmt ab, sondern der Energieerhaltungssatz gilt nicht für das Universum als Ganzes! (Sex 3) Die Energie der Strahlung ist umgekehrt proportional zum Radius des Universums.

Die Energie der Materie nimmt weniger stark ab als die von Licht. Zwar kann nach Louis de Broglie auch der Materie eine Wellenlänge zugeordnet werden. Aber für ruhende Teilchen ist diese Wellenlänge unendlich lang, obwohl ruhende Teilchen nach Einsteins Formel E=mc² noch eine Ruheenergie haben. Die Bewegung der Teilchen wird also gebremst, bis die Teilchen praktisch ruhen. Man könnte auch sagen, sie Temperatur der Teilchen sinkt. Wenn sich das Universum ausdehnt, kühlt es ab.

Stellen wir uns nun den folgenden Ablauf vor: Das Universum habe den Radius R₁ und seine Energie bestehe vorwiegend aus Materie. Das Universum expandiere nun zum Radius R₂. Dabei wird die Materie abgebremst, es geht aber kaum Energie verloren. Nun verstrahlt die Materie zu Licht. Das Universum erreicht seinen maximalen Radius und sackt wieder zusammen. Weil nun die Lichtenergie die Materie überwiegt, wird beim Zusammensacken viel mehr Energie gewonnen, als vorher verloren ging. Wenn das Universum wieder den Radius R₁ erreicht, enthält es mehr Energie als es ursprünglich hatte. Wir haben Energie produziert!

Ist dies ein Perpetuum mobile? –Von einem Perpetuum mobile erwarten wir, dass wir den Ablauf wiederholen und so immer noch mehr Energie produzieren können, während sich sonst weder an der Maschine, noch an der Umwelt etwas ändert. Ein Universum, das sich ausdehnt und wieder zusammenzieht, ist beim zweiten Durchgang aber nicht gleich wie beim ersten, sondern seine Entropie hat sich erhöht (Pen 1). Dies hat zur Folge, dass das Universum bei jedem Zyklus ein bisschen grösser wird als beim vorhergehenden (Dav 2). Es handelt sich also nicht wirklich um einen Kreisprozess.

Mehr Druck im Universum bedeutet: Die Expansion wird gebremst!

Wenn man sich den Urknall als Explosion vorstellt, so würde man denken, dass die Sterne umso weiter auseinander geschleudert werden, je grösser am Anfang ihre Energie war. Nach der allgemeinen Relativitätstheorie passiert aber genau das Gegenteil. Bewegungsenergie ist Energie und liefert daher einen Beitrag zur Masse. Je schneller sich die Sterne bewegen, desto grösser ist die Gravitation, die das Universum wieder zusammenzieht.

Das Gleiche geschieht, wenn die Temperatur erhöht wird. Normalerweise, wenn wir die Temperatur erhöhen, erhöht sich der Druck und deswegen dehnt sich der Gegenstand umso mehr aus. Aber auch Wärme ist Energie. Je grösser die Temperatur, desto grösser ist die Bewegungsenergie der Teilchen. Also auch bei höherer Temperatur wird das Universum umso mehr zusammen gezogen.

Ferne Galaxien entfernen sich mit Überlichtgeschwindigkeit

Nach der speziellen Relativitätstheorie kann keine Information schneller als mit Lichtgeschwindigkeit c übermittelt werden. Das heisst im Ballonmodell: Keine Ameise kann schneller über die Ballonoberfläche rennen als mit c, und die c ist die Geschwindigkeit, mit der sich eine Welle auf der Ballonoberfläche ausbreitet. Wenn aber eine Ameise bei A und eine bei B stehen, dann kann sich die Ballonoberfläche sehr wohl so schnell ausdehnen, dass der Abstand zwischen den Ameisen mit mehr als c zunimmt.

Wir können sogar Galaxien sehen, die sich immer mit Überlichtgeschwindigkeit von uns entfernt haben. Wieder sehen wir dies am einfachsten am Ballonmodell. Das Licht bewegt sich mit c über die Ballonoberfläche, während der Ballon aufgeblasen wird. Stellen wir uns vor, eine Galaxie bewege sich immer mit doppelter Lichtgeschwindigkeit 2c von uns weg. Das Licht, das die Galaxie aussendet, bewegt sich anfangs mit c von uns weg. Es ist aber danach weniger weit von uns entfernt als die Galaxie. Der lokale Bereich des Fixsternhimmels, in dem sich das Licht dann befindet, entfernt sich also nicht mehr mit 2c von uns. Das bedeutet, dass sich das Licht sehr bald mit weniger als c von uns entfernt. Irgendwann ist das Licht genau zwischen uns und der Galaxie. Dann bewegt sich der Raum, in dem sich das Licht befindet, mit c von uns weg, das Licht entfernt sich also nicht mehr von uns. Später bewegt sich das Licht auf uns zu und es ist nur eine Frage der Zeit, wann es uns erreicht, obwohl die Galaxie immer noch mit 2c von uns wegfliegt.

Selbstverständlich hängt dies alles davon ab, welches kosmologische Modell gilt. Es ist aber kein Widerspruch zur Relativitätstheorie, wenn wir Galaxien sehen, die sich immer mit Überlichtgeschwindigkeit von uns wegbewegt haben.

Abbildung 4 Obwohl sich die Galaxie A immer mit 2c von B entfernt und obwohl die Ameise nur mit c über die Ballonoberfläche krabbeln kann, kommt die Ameise irgendwann bei B an. Der Grund ist, dass der Boden unter ihr nicht immer mit 2c von B wegbewegt wird. Je weiter sie sich von A entfernt, desto langsamer wird das Abdriften. In der Mitte zwischen A und B ist die Geschwindigkeit der Ameise relativ zu B null. Wenig später nähert sich die Ameise und von da an wird sie relativ zu B immer schneller. Ihre Geschwindigkeit relativ zur Ballonoberfläche ist immer c.

Wie gross ist das sichtbare Universum?

In vielen Büchern findet man die Behauptung, das Universum sei 13,5 Mrd. Jahre alt, das älteste Licht, das wir sehen war also 13,5 Mrd. Jahre unterwegs, es hat also eine Distanz von 13,5 Mrd. Lichtjahren zurückgelegt. Nach dem oben Gesagten ist dies natürlich falsch. Wenn wir eine Galaxie sehen, die sich immer mit doppelter Lichtgeschwindigkeit von uns entfernt hat, dann ist diese heute 27 Mrd. Lichtjahre von uns entfernt. Wie weit wir tatsächlich sehen, hängt stark von der Frage ab, welches kosmologische Modell richtig ist.

Kosmologie und Teilchenphysik

Siehe dazu auch (Wei 1)

Wenn sich der Raum in den letzten 13,5 Mrd. Jahren ausgedehnt hat, waren die Teilchen im Universum früher viel näher beieinander. Wenn es sich wie beschrieben während 13,5 Mrd. Jahren abgekühlt hat, war die Temperatur früher extrem heiss, so heiss, dass zwischen den Teilchen völlig andere Reaktionen möglich waren, als wir sie heute beobachten. George Gamow, ein ehemaliger Student Alexander Friedmanns, kam als erster auf die Idee, die Entwicklung des Universums rückwärts zu verfolgen und zu sehen, wie die Welt früher ausgesehen haben mochte.

Zusammen mit seinem Studenten Ralph Alpher arbeitete er die Idee aus und sie kamen zum Schluss, dass das Universum am Anfang extrem heiss war. Von Teilchenbeschleunigern wissen wir, wie sich Materie verhält, wenn sie extrem heiss ist. Es lässt sich zeigen, dass in diesem heissen Urzustand des Universums genau die Teilchen entstanden wären, die wir heute noch im Universum beobachten. Gamow und Alpher fragten zum Spass den Kernphysiker Hans Bethe, ob er mit ihnen einen Artikel zum Urknall schreiben wolle. Und so erschien im Jahr 1948 ein bahnbrechender Artikel über den Anfang des Universums unter den Namen „Alpher, Bethe, Gamow“, welche an die drei Anfangsbuchstaben des griechischen Alphabets erinnern (Haw 1).

Dieser Artikel begründete die moderne Kosmologie. Seither arbeiten Teilchenphysiker und Kosmologen eng zusammen. Wenn Kosmologen sich überlegen wie schnell sich das Universum ausgedehnt hat, überlegen sie sich immer, nach welchem Modell die richtigen Mengenverhältnisse zwischen den Elementarteilchen entstehen. Und es kann durchaus geschehen, dass man einen Vortrag aus dem Fachbereich Kosmologie besucht und dann erstaunt feststellt, dass während zwei Stunden nur über Teilchenphysik geredet wird.

Wer nicht an den Urknall glaubt, muss eine andere Erklärung finden, wie die Teilchen entstanden sind. Und er muss einen Grund finden, weshalb das Urknallmodell ausgerechnet das richtige Resultat für die Elementarteilchen liefert.

3K Hintergrundstrahlung

Siehe dazu (Wei 1)

Die Teilchensorte, die vom Urknallmodell besonders überzeugend vorhergesagt wird, ist das Licht. Alpher, Gamow und Robert Herman überlegten sich, was von der enormen Hitzestrahlung am Anfang des Universums noch übrig sein müsste. Sie kamen zum Schluss, dass das Licht von damals durch die Expansion des Universums eine extreme kosmische Rotverschiebung erfahren hat. Eine Lichtwelle, die gleich zu Beginn des Universums emittiert worden wäre, hätte heute eine unendliche Wellenlänge.

Das Licht vom allerersten Anfang können wir aber überhaupt nicht sehen. Denn solange die Elementarteilchen noch frei sind, solange es also freie Ladungen im Universum gibt, wird jedes Licht sogleich wieder absorbiert. Erst bei einer Temperatur von etwa 3000 K kombinieren sich Elektronen und Protonen zu Wasserstoffatomen. Und erst nachdem auf diese Weise die meisten elektrischen Ladungen gebunden waren, konnte sich das Licht ausbreiten und das Universum wurde durchsichtig.

Von diesem Moment an sehen wir die Entwicklung des Universums. Das älteste Licht, das wir sehen, hatte also bei der Emission eine Temperatur von 3000 K. Seither hat es sich mit dem Universum gedehnt und seine Wellenlänge ist heute 1000-mal grösser. Alpher, Gamow und Herman berechneten 1948, dass die Strahlung heute eine Temperatur von etwa 5 K haben sollte, also etwa -268°C. Diese theoretische Vorhersage fand aber kaum Echo, bis Arno Penzias und Robert Wilson 1964/65 durch Zufall die Strahlung entdeckten.

Penzias und Wilson wollten das Rauschen messen, das unsere Galaxie, also die Milchstrasse, emittiert. Das Rauschen sollte etwa dem Knistern gleichen, das wir vom Radio kennen. Ihr Problem war, dass elektrische Geräte ständig Rauschen und sie wollten ja sicher sein, dass sie nur das Rauschen der Milchstrasse massen. Deshalb richteten sie das Gerät abwechselnd auf den leeren Weltraum und auf die Milchstrasse, um so den Unterschied festzustellen. Gegen den leeren Weltraum gerichtet sollte das Gerät kein Rauschen zeigen, gegen die Milchstrasse gerichtet aber schon.

Zu ihrem Erstaunen registrierten sie aber auch vom Weltall her Radiowellen mit einer Wellenlänge von 7,35cm, was einer Temperatur von etwa 3K entspricht. Penzias und Wilson versuchten alles, um das unliebsame Rauschen loszuwerden. Unter anderem kämpften sie mit einem Taubenpaar, das sich auf dem Reflektor der Antenne auszuruhen pflegte und den Antennenreflektor mit „einem weissen dielektrischen Material“ überzogen, wie es in Penzias Bericht heisst. Sie fingen die Tauben ein, schickten sie in ein entferntes Forschungslabor, wo man sie freiliess. Doch kurz darauf waren die Tauben wieder an ihrem Platz.

Doch obwohl Penzias und Wilson alle nur denkbaren Einflüsse minuziös ausmerzten, blieb das Rauschen bestehen, unabhängig davon, in welche Richtung des Weltalls sie ihre Antenne richteten. Da hörten sie, dass Robert Dicke angeregt von Gamows Arbeit nach genau so einer Strahlung suchte und sie erkannten, dass sie die kosmlogische Hintergrundstahlung gemessen hatten. Penzias und Wilson erhielten für ihre ausgefeilte Messtechnik im Jahr 1978 den Nobelpreis, Gamow ging leer aus.

Bewegung relativ zur 3K Hintergrundstrahlung

Die kosmische Hintergrundstrahlung ist fast exakt aus allen Richtungen des Weltraums gleich stark und mit derselben Temperatur von 3 Kelvin. Minimale Unterschiede werden heute sehr genau vermessen, denn die Physiker hoffen, daraus Schlussfolgerungen auf Quantenfluktuationen gleich nach dem Urknall ziehen zu können.

Wie kann das sein, dass die Strahlung von allen Seiten gleich ist? Müssten wir nicht irgendwo den Mittelpunkt des Urknalls sehen? -Nein: Der Urknall war überall. Der Raum und die Zeit sind mit dem Urknall entstanden und seither dehnt sich der Raum aus. Überall im Raum war es gleich heiss und überall entstand Hintergrundstrahlung.

Exakt gleich ist die Hintergrundstrahlung aber nur relativ zum Fixsternhimmel. Wenn wir auf der Erde um die Sonne kreisen, sehen wir vor uns die Hintergrundstrahlung durch den Dopplereffekt blauverschoben, also ein bisschen wärmer. Hinter uns erscheint sie rotverschoben, also kühler.

Die Hintergrundstrahlung definiert also für alle Beobachter im Universum objektiv ein Ruhesystem. Dies steht nicht im Widerspruch zur Relativitätstheorie. Die Relativitätstheorie sagt nur, dass im Vakuum alle Inertialsysteme gleichberechtigt sind. Sobald aber Materie oder Strahlung im Universum ist, kann ein Beobachter sich relativ zur Materie bewegen und die Strahlung dopplerverschoben sehen oder nicht.

Das Universum als Mikroskop

Weil das Universum expandiert, erscheinen Bilder, die von weit her kommen, stark vergrössert. Im Extremfall bei der kosmischen Hintergrundstrahlung können wir sogar Quantenfluktuationen wahrnehmen. Es besteht daher eine gewisse Hoffnung, dass wir über die Kosmologie auch mehr über die Elementarteilchen erfahren.

Unendlicher Regress verhindert

Das Urknallmodell löst auch zwei alte philosophische Fragen zum Universum. Schon die alten Griechen fragten sich nämlich: “Was ist ausserhalb des Universums?” – Manche argumentierten, wenn es einen Rand gäbe, so könnten wir ja an diesen Rand gehen und einen Speer hinauswerfen. Deshalb müsse das Universum unendlich gross sein. Die allgemeine Relativitätstheorie zeigt aber, dass dieses Argument nicht richtig ist. Ein Raum kann in sich gekrümmt sein . Ein Raum kann endlich gross sein, ohne einen Rand zu haben, so wie eine Kugel eine endliche Oberfläche hat ohne einen Rand zu haben. Anders als die Kugel braucht das Universum aber nicht einmal einen Aussenraum (siehe Raumkrümmung). Das Universum ist der ganze Raum und dieser Raum ist mit dem Urknall entstanden.

Was war vor dem Urknall? – Ähnlich wie die Frage nach dem Ausserhalb führt auch die Frage nach dem Vorher zu einem unendlichen Regress. Egal, was wir antworten, so scheint es, du kannst immer weiter fragen was davor geschah. Was tat Gott bevor er die Welt erschuf? – Schon der heilige Augustinus erkannte, wie sich der Regress vermeiden lässt und antwortete auf diese Frage: Die Welt ist “mit der Zeit, nicht in der Zeit” erschaffen worden. Die allgemeine Relativitätstheorie liefert nun auch die Grundlage zu dieser Behauptung. Denn sie zeigt, dass die Zeit nicht überall gleich schnell laufen muss. Als am Anfang die gesamte Energie des Universums sehr nahe beieinander war, lief die Zeit viel langsamer. Wenn wir in einem Film die Entwicklung des Universums rückwärts anschauen würden, so würde dieser Film immer langsamer laufen je mehr wir uns dem Urknall nähern. Den Urknall selber würden wir nie sehen, denn bei ihm steht die Zeit still.

Dass in diesen zwei Fragen ein unendlicher Regress vermieden wird, ist für mich der überzeugendste Hinweis, dass wir hier etwas Wahres über die Entstehung der Welt entdeckt haben. Dieses Indiz scheint mir noch wichtiger als die Hintergrundstrahlung und alle anderen Beobachtungen.

Weitere Artikel auf dieser Homepage

Wie ist die Welt entstanden? – Hier erkläre ich, weshalb es überhaupt ein Universum gibt.
Effekte zur allgemeinen Relativitätstheorie
Wie kann der Raum gekrümmt sein?
Diracs grosse Zahlen

Videos

Vorträge an der Universität Tübingen zur `Enträtselung des Universums´. Siehe insbesondere die Vorträge: Viel Lärm um Nichts: Neues von der dunklen Seite des Universums von Wolfgang Hillebrandt und Entwicklung des Kosmos – Ursprung unserer Welt von Matthias Bartelmann.

Prof. Dr. Horst Stöcker erklärt, wie im Labor Antiteilchen hergestellt werden und wie damit der Urknall erforscht wird: Film

Universum ohne Schöpfer? – Zaubereien rund um die Weltformel.  29:57
13.08.2017

Buchpräsentation des Buches ‘Das Universum, das Ich und der liebe Gott’. Anhand ausgeklügelter Zauberkunst demonstriert Philipp Wehrli, wie das Universum aus dem Nichts entstanden sein könnte.  Mitgliederversammlung 2017 der “Skeptiker Schweiz”.

Literatur

Einen hervorragenden Überblick über die Urknalltheorie und über weit verbreitete Missverständnisse gibt (Spe 4).

Harrison Edward R., ‘Kosmologie – Die Wissenschaft vom Universum’, Verlag Darmstädter Blätter, (1990), Darmstadt
Eine sehr ausführliche und sorgfältige Erklärung, was es heisst, dass sich `das Universum ausdehnt´. Mit einfacher Mathematik und vielen verständlichen Grafiken werden die wichtigsten kosmologischen Modelle vorgestellt. Ideal als Einstieg in die Kosmologie für Nichtmathematiker.

Hawking Stephen W., ‘Eine kurze Geschichte der Zeit – Die Suche nach der Urkraft des Universums’, Rowohlt Taschenbuch Verlag GmbH, (1992), Reinbek bei Hamburg
Der Bestseller und eines der berühmtesten populärwissenschaftlichen Bücher überhaupt. Viele Physiker schätzen allerdings andere Bücher als geeigneter ein.

Sexl Roman u. Hannelore, ‘Weisse Zwerge – Schwarze Löcher’, (1979), Vieweg Studium, Braunschweig
Wie alle Bücher von Sexl didaktisch hervorragend und sehr sorgfältig geschrieben. Ideal als erster Kontakt mit der allgemeinen Relativitätstheorie. Verwendet einige einfache mathematische Formeln.

Weinberg Steven: ‘Die ersten drei Minuten – Der Ursprung des Universums’, dtv Deutscher Taschenbuch Verlag GmbH & Co. KG, Sachbuch, (1977), München
Eine spannende und allgemeine Einführung in das Standardmodell der Kosmologie von einem Nobelpreisträger. Ausführlich wird die Entdeckung der Rotverschiebung geschildert. Der Zusammenhang zwischen Teilchenphysik und Urknalltheorie wird verständlich. Allerdings erwähnt Weinberg sein Fachgebiet, Vereinheitlichung der starken und schwachen Wechselwirkung mit der elektromagnetischen Kraft, nur am Rande.

Philip Wehrli, ‘Das Universum, das Ich und der liebe Gott’, (2017), Nibe Verlag,

In diesem Buch präsentiere ich einen Gesamtüberblick über mein Weltbild: Wie ist das Universum entstanden? Wie ist das Leben auf der Erde entstanden? Was ist Bewusstsein und woher kommt es? Braucht es dazu einen Gott?
Viele Artikel dieses Blogs werden in diesem Buch in einen einheitlichen Rahmen gebracht, so dass sich ein (ziemlich) vollständiges Weltbild ergibt.

Leserunde bei Lovelybooks zum Buch ‘Das Universum, das Ich und der liebe Gott’, von Philipp Wehrli (abgeschlossen)

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