Urknall 1

»Die Rotverschiebung ist das entscheidende Indiz für die Annahme, daß ein Urknall stattgefunden hat.« Um von Rotverschiebung zu Urknall zu gelangen, genügt es nicht, zwei Buchstaben im Lexikon zu überblättern; es sind eine Reihe anderer Annahmen zu unterstellen.
Edwin P. Hubble (*1889, †1953) entdeckte die sogenannte Rotverschiebung: die Spektrallinien des Lichtes entfernter Sterne sind zum Langwelligen hin verschoben. Je größer der Abstand der Sterne, desto stärker die Rotverschiebung.

Da es nicht möglich ist, Materialproben direkt von der Sonne zu nehmen, von entfernten Sternen ganz zu schweigen, kann man auf deren Zusammensetzung nur durch Analogieschlüsse von Experimenten schließen, die auf der Erde stattgefunden haben. Seit Fraunhofer (*1787, †1826) und Robert Bunsen (*1811, †1899) weiß man, daß leuchtende Gase Licht in charakteristischen Farben abgeben bzw. durchleuchtete Gase diese charakteristischen Farben aus dem eintretenden Licht ausblenden – eine Spektralanalyse des beobachteten Lichtes zeigt diese charakteristischen Farben als Linien (vgl. Abb.). Die charakteristischen  Farben, die wie ein Fingerabdruck das Gas identifizieren, resultieren aus Energieübergängen von Elektronen in den Atomhüllen – für die Berechnung der entsprechenden Farben (bzw. Wellenlängen) ist die Rydberg-Konstante (nach J. Rydberg, *1854, †1919) maßgeblich.
Gasproben auf der Erde (bzw. die Linienspektren solcher Gasproben) wurden mit den Linienspektren der Sonne und anderer Sterne verglichen. Und da die charakteristischen Linien von Wasserstoff und Helium gefunden wurden, kann man darauf schließen, daß auch die Sterne aus Wasserstoff und Helium bestehen.

Christian Doppler (*1803, †1853) fand heraus, daß sich die Tonhöhe ändert, wenn es eine Relativbewegung zwischen Schallquelle und Schallempfänger (z.B. Ohr) gibt. Bewegt sich die Schallquelle auf das Ohr zu (oder das Ohr auf die Schallquelle zu), klingt der Schall höher als bei einem unveränderlichen Abstand oder einer Fortbewegung. Da die Luft nur eine bestimmte Schallgeschwindigkeit zuläßt, kann die Geschwindigkeit der Schallquelle diese Ausbreitungsgeschwindigkeit nicht verändern, stattdessen ändert sich die Form der Schallwelle – sie wird gestaucht (= hoher Ton bei Annäherung) oder gestreckt (= tiefer Ton beim Entfernen).

Albert Einstein (*1879, †1955) legte fest, daß keine Wirkung sich mit einer höheren Geschwindigkeit als der Lichtgeschwindigkeit fortbewegen kann: Licht breitet sich im Vakuum mit einer Geschwindigkeit von ≈300 000 km pro Sekunde aus.

Das Licht der Sterne kann aufgrund der charakteristischen Spektrallinien Wasserstoff- und Heliumatomen zugeordnet werden. Allerdings sind die Linienmuster ins Langwellige verschoben, was aufgrund des Doppler-Effektes auf sich entfernende Lichtquellen (also Sterne) zurückgeführt werden kann. Aus dem Vergleich der Stärke der Rotverschiebung mit Sternenabständen, die z.B. aus der Parallaxenverschiebung ermittelt werden können, läßt sich schließen, daß die Rotverschiebung umso stärker wird, je weiter ein Stern entfernt ist. Übersetzt man diesen Zusammenhang in räumliche Vorstellungen, folgt aus der beobachten Rotverschiebung ein allgemein expandierendes Universum.
Aber vielleicht sollten einige Annahmen hinterfragt werden:

  • Ist der Doppler-Effekt die einzige Erklärung für die Rotverschiebung? Ist er überhaupt die angemessene Erklärung?
  • Darf der wachsende Abstand von Sternen mit einem expandierenden Universum gleichgesetzt werden?
  • Angenommen, das Universum expandiert tatsächlich: Da das Licht entfernter Sterne, das wir heute beobachten, zu einem Zeitpunkt ausgesandt wurde, als das Universum weit weniger expandiert war, stellen sich zumindest zwei weitere Fragen:
    • Ist die Rydberg-Konstante (siehe oben) unabhängig von der Expansion des Universums, also unabhängig von der Raumkrümmung?
    • Ist der Wert der Lichtgeschwindigkeit unabhängig vom Expansionsgrad (also von der Raumkrümmung) des Universums?
  • Darf angesichts des wachsenden Abstandes von Sternen der Zeitstrahl gedanklich einfach umgekehrt werden, was zu einem Zeitpunkt allgemeinen Nullabstands, dem sogenannten Urknall, führt?

Liste populärer Irrtümer

Advertisements

Über ausgesucht

…desillusioniert
Dieser Beitrag wurde unter Erkennen, Kritik, Wissen, zeitlos, Zweifel abgelegt und mit , , , verschlagwortet. Setze ein Lesezeichen auf den Permalink.

6 Antworten zu Urknall 1

  1. yuppidu schreibt:

    Da hast du dir ja einen bunten Haufen verblichener Eierköpfe zusammengefangen, das muss man dir lassen! Ich lasse einmal ein paar Sektkorken knallen und proste dir und ihnen zu und bitte dich, dies stellvertrtend als Urknall gelten zu lassen, Prost! 😉 PS: Ich bin mir sicher, dass sich bei der Lichtgeschwindigkeit noch etwas machen lässt, schließlich habe sogar meinem ersten Moped noch ein paar zusätzliche Km/H abgetrotzt, obwohl dies als unmöglich abgetan wurde.

  2. yuppidu schreibt:

    Der Beitrag gefällt mir wirklich ausgezeichnet, danke! 🙂

  3. Sten Dunkan schreibt:

    „Ist der Doppler-Effekt die einzige Erklärung für die Rotverschiebung? Ist er überhaupt die angemessene Erklärung?“
    Das ist tatsächlich nicht die einzige Erklärung die es gibt. Deine, im Artikel „Photon im g-Feld“ erläuterte Hypothese ist nicht neu und wie ich fürchte deshalb nicht auf deinem Mist zuerst gewachsen (gleichwohl sagt es doch eine Menge über dich aus, da du selbstständig auf diesen Gedanken gekommen bist ^^). Ich habe vor Jahren schon einmal in einem Physikbuch Gleiches gelesen. Die Einzelheiten oder der Name des Urhebers dieser Theorie weiß ich allerdings nicht mehr. Aber es ging auch darum das die Rotverschiebung das Ergebnis einer „Ermüdung“ der Photonen sein könnte. Da sie nicht langsamer werden können, verlieren sie eben einfach Energie, was sich in einer Wellenlängenverschiebung manifestiert.

    „Darf der wachsende Abstand von Sternen mit einem expandierenden Universum gleichgesetzt werden?“
    Darf eine zunehmende Verschiebung eines Sirenensignals eines sich entfernenden Rettungswagens mit dessen anwachsender Beschleunigung gleichgesetzt werden?
    irgendwie werde ich das Gefühl nicht los, das einige aktuell vorherrschende Theorien über die Natur des Universums ein paar entscheidende Lücken aufweisen.
    Das das Universum expandiert macht Sinn, das es mit zunehmendem Abstand immer schneller expandiert – von uns aus gesehen in jeder Richtung – macht meiner Ansicht nach keinen.

    „Angenommen, das Universum expandiert tatsächlich: Da das Licht entfernter Sterne, das wir heute beobachten, zu einem Zeitpunkt ausgesandt wurde, als das Universum weit weniger expandiert war, stellen sich zumindest zwei weitere Fragen:
    Ist die Rydberg-Konstante (siehe oben) unabhängig von der Expansion des Universums, also unabhängig von der Raumkrümmung?
    Ist der Wert der Lichtgeschwindigkeit unabhängig vom Expansionsgrad (also von der Raumkrümmung) des Universums?“
    Zu beiden Fragen stelle jetzt einfach mal eine Hypothese in den (virtuellen) Raum:
    Es gibt keine absoluten Konstanten im Universum.
    Wären die Naturgesetze anders als sie sind, dann würden sie nicht so perfekt ineinander greifen und es gäbe kein Universum das von uns beobachtet werden könnte. So lautet das anthropische Prinzip.
    Was aber wenn das Universum gar keine andere Möglichkeit hat als zu existieren? Was wenn die angeblichen Konstanten sich deshalb auf diesem Wert und dem Gleichgewicht zueinander eingependelt haben, weil es gar nicht anders geht – ähnlich einer Kugel die immer zum tiefsten Punkt einer Ebene (auf einer Welt mit positiver Schwerkraft) rollt? Was wäre wenn die Natur der Wellenfunktion und die Unschärfe der Teilchen der entscheidende Faktor sind, der dieses Einpendeln zu augenscheinlichen Konstanten überhaupt erst ermöglicht? Was wenn die _Wahrscheinlichkeit_ eines Universums wie wir es kennen (nahezu) unausweichlich ist?
    Wäre das nicht überaus elegant und einfach? Und ist diese Einfachheit und Eleganz, die wir immer wieder beobachten können, nicht eine essentielle Eigenschaft der Natur und des Universums?

    „Darf angesichts des wachsenden Abstandes von Sternen der Zeitstrahl gedanklich einfach umgekehrt werden, was zu einem Zeitpunkt allgemeinen Nullabstands, dem sogenannten Urknall, führt?“
    Darf schon .. nur bedeutet das nicht zwangsläufig das es dann auch so war (oder ist).
    Wenn das Universum etwa 13,75 Milliarden Jahre alt ist und die Lichtgeschwindigkeit konstant und nicht überschreitbar ist, wie kann das Universum dann einen Radius von geschätzten 9,8 bis 78 Milliarden LJ besitzen?

    Wie wir es auch drehen und wenden, es gibt da draußen noch ein paar Wahrheiten die sich unserem Verständnis entziehen und uns deshalb ein vollständiges Bild verwehren.
    Und so bleiben wissenschaftliche Theorien das was sie schon immer waren: Erklärungsmodelle für den Einzelfall spezieller Ereignisse, deren Realitätsgrad allerdings nur all zu häufig nicht sehr hoch ist. Etwa wie bei dem Atomschalenmodell das uns im Chemieunterricht so gerne zum näheren Verständnis nahe gebracht wird.
    Unsere modernen Wissenschaften sind einfach noch viel zu jung und unser Beobachtungszeitfenster auf das Universum noch so kurz, das wir so gut wie gar nichts wissen. Es ist so als ob wir den Ausschnitt von einem Polaroidfoto eines Autounfalls sehen und anhand dessen dann den gesamten Unfall rekonstruieren wollen.

    Deine Fragen noch einmal in 1000 Jahren du stellen sollst, junger Padwan. Dann mehr Antworten du erhalten wirst. Die Zeit, sie allein dir den Weg weisen wird ^^

    (Deutsch bei Joda ich gelernt!)

ein Kommentar ist hier möglich:

Trage deine Daten unten ein oder klicke ein Icon um dich einzuloggen:

WordPress.com-Logo

Du kommentierst mit Deinem WordPress.com-Konto. Abmelden / Ändern )

Twitter-Bild

Du kommentierst mit Deinem Twitter-Konto. Abmelden / Ändern )

Facebook-Foto

Du kommentierst mit Deinem Facebook-Konto. Abmelden / Ändern )

Google+ Foto

Du kommentierst mit Deinem Google+-Konto. Abmelden / Ändern )

Verbinde mit %s