Die kosmische Evolution - Zeitreise durch das Universum vom Urknall bis zum Menschen

http://facebook.com/WissensMagazin ... Eine kurze Geschichte des Universums: Die kosmische Evolution - Zeitreise durch das Universum vom Urknall bis zum Menschen. Die evolutionäre Entwicklung des Weltalls.

Der Urknall ist nach dem Standardmodell der Kosmologie der Beginn des Universums. Im Rahmen der Urknalltheorie wird auch das frühe Universum beschrieben, das heißt, die zeitliche Entwicklung des Universums nach dem Urknall.

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Der Urknall ("Big Bang") bezeichnet keine „Explosion" in einem bestehenden Raum, sondern die gemeinsame Entstehung von Materie, Raum und Zeit aus einer ursprünglichen Singularität.

Der Urknall soll den Anfangspunkt der Entstehung von Materie und Raumzeit darstellen. Da physikalische Theorien aber die Existenz von Raum, Zeit und Materie voraussetzen, lässt sich der eigentliche Urknall mit ihnen nicht beschreiben. Nach dem Urknall soll in Phasen die heutige physikalische Welt entstanden sein.

Bestandteil der Theorie ist auch eine dauerhafte Ausdehnung des Universums. Diese von Astronomen beobachtete Expansion des Universums, hat überhaupt erst zur Theorie des Urknalls geführt: Die beobachtete Auseinanderbewegung der Galaxien ergibt zurückgerechnet einen Zeitpunkt, an dem diese auf ein enges Raumgebiet konzentriert waren. Zu jener Zeit muss die Temperatur sehr hoch und der Abstand zwischen allen Objekten sehr gering gewesen sein.

Neben der Expansion kann die Theorie auch das Spektrum der Hintergrundstrahlung des Universums erklären, ebenso die Häufigkeitsverteilung der chemischen Elemente im Weltraum (insbesondere Wasserstoff, Deuterium und die Isotope des Helium), sowie das Fehlen von Sternen, die älter als etwa 13 Milliarden Jahre alt sind: Mit astronomischen Beobachtungen hat man das Alter des Universums -- und somit den Zeitpunkt des Urknalls -- auf etwa 13,7 Milliarden Jahre eingeschätzt.

Das prinzipiell mögliche Gegenstück des Urknalls, ein Kollaps des Universums, wurde von John Archibald Wheeler als Big Crunch bezeichnet. Beobachtungen haben allerdings gezeigt, dass die Massendichte im Universum zu gering sein könnte, als dass sie durch ihre Gravitationswirkung einen derartigen Kollaps herbeiführen könnte. Das Universum wird sich demnach vermutlich unbegrenzt weiter ausdehnen.

Da die bekannten physikalischen Theorien unter den Bedingungen, die zum Zeitpunkt des Urknalls herrschten, nicht gültig sind, gibt es für den Urknall selbst bislang keine akzeptierte Theorie. Verschiedene Zeiträume nach dem Urknall werden als eigenständige Perioden oder Epochen des Universums beschrieben.

Wendet man die bekannten physikalischen Gesetze auf die Situation unmittelbar nach dem Urknall an, so ergibt sich, dass der Kosmos in den ersten Sekundenbruchteilen der Expansion mehrere verschiedene extrem kurze Phasen durchlaufen haben muss. Aufgrund der geringen Abstände und der hohen Geschwindigkeiten der beteiligten Teilchen können sie jedoch durchaus ebenso ereignisreich wie spätere Phasen gewesen sein.

Die hohe Temperatur hatte zur Folge, dass sich ständig verschiedene Teilchensorten ineinander umwandelten. Bei ausreichend hoher Temperatur verlaufen diese Umwandlungsreaktionen gleich häufig in beiden Richtungen ab, so dass sich thermisches Gleichgewicht einstellt. Durch die Expansion des Universums nimmt die Temperatur mit der Zeit ab; dies führt dazu, dass verschiedene Reaktionen „ausfrieren", wenn die Temperatur einen gewissen, für jede Reaktion charakteristischen Schwellenwert unterschreitet.

Dies bedeutet, dass die Reaktion nur noch in einer, nämlich der (nach chemischem Sprachgebrauch) "exothermen" Richtung abläuft, während für die endotherme Rückreaktion die nötige Energie fehlt. Dadurch kommt es nach und nach zum Aussterben vieler höherenergetischer Teilchensorten. Die verschiedenen Phasen in der Geschichte des Universums sind charakterisiert durch den Verlauf der mittleren Temperatur des Universums und damit durch die Art der Teilchenreaktionen, die jeweils stattfinden können.

• http://de.wikipedia.org/wiki/Urknall