Als Urknall bezeichnet man keine Explosion in einem bestehenden Raum, sondern die gemeinsame Entstehung von Materie, Raum und Zeit aus einer Anfangssingularität – einem unendlich kleinem Punkt. Durch den Urknall vor 13, 7 Milliarden Jahren entstand das Universum. Hinweise für den Urknall gibt es heute zwei: Die kosmische Hintergrundstrahlung und die beobachtbare Expansion des Universums. 

Wikipedia Stichworte: Urknall, Universum, Expansion des Universums, Kosmische Hintergrundstrahlung

Was ist der Urknall?

 

Das Standard- oder Urknallmodell ist eine heute weitgehend anerkannte kosmologische Theorie, die viele beobachtete Phänomene beschreibt und durch einige Modelle mathematisch beschrieben wird.

Darin wird von einem unendlich heißen und dichten Frühzustand des Universums ausgegangen, dem sogenannten Urknall.

Es wird vor allem von drei Beobachtungen bestätigt:

Häufigkeit der Elemente: Diese Beobachtung besagt, dass kurz nach dem Urknall das Universum so heiß war, dass Materie in Quarks und Gluonen aufgelöst war. Durch die Expansion und Abkühlung des Universums entstanden Protonen und Neutronen. Nach ca. 1 Sekunde verschmolzen aus Protonen und Neutronen die Kerne leichter Elemente. Dieser Prozess endete nach etwa 3 Minuten. Es wurden also die relativen Häufigkeiten der Elemente vor der Bildung der ersten Sterne festgelegt.

Kosmische Hintergrundstrahlung: Diese Beobachtung besagt, dass die Hintergrundstrahlung aus der Zeit ca. 300.000 Jahre nach dem Urknall stammt, als das Universum etwa 1/1000 seiner heutigen Größe hatte. Das ist auch der Zeitpunkt, an dem das Weltall transparent wurde; vorher bestand es aus undurchsichtigem ionisiertem Gas.

Expansion des Universums: Hier konnte 1929 Edwin Hubble die Expansion des Weltalls nachweisen, da Galaxien mit wachsender Entfernung eine zunehmende Rotverschiebung in den Spektrallinien zeigen. Wir stehen auch nicht im Mittelpunkt der Expansion – der Raum selbst dehnt sich überall gleichmäßig aus (isotropes Universum). Durch Zurückrechnen der Expansion kann man das Alter des Universums ziemlich genau bestimmen. Dieses liegt bei etwa 13,7 Milliarden Jahren

 

Heute ist die Physik an der Schwelle zu einem völlig neuen Gesamtbild der Natur. Die Zusammenhänge zwischen der Welt im allergrößten – dem Universum – und der Welt des allerkleinsten – den Elementarteilchen – werden immer deutlicher.

Um das große Universum zu erklären, benötigen wir die Physik der kleinsten Teilchen. So kann man heute Elementarteilchen mit Hilfe von Teilchenbeschleunigern zur Kollision bringen und so Zustände herstellen, wie sie kurz nach dem Urknall geherrscht haben.

In Teilchenbeschleunigern kann man diese Prozesse im frühen Universum nachbilden und so seine Entwicklung verstehen.

 

 

Einsteins Relativitätstheorie beschreibt zwar wunderbar den Umlauf der Planeten und Galaxien und die Ausdehnung des Universums, aber sie funktioniert nicht zur Erklärung des Urknalls oder der Zeit unmittelbar danach und schon gar nicht für die Zeit davor, weil im Zustand von unendlicher Dichte und Hitze alle mathematischen Berechnungen kollabieren.

Nun gibt es eine neue Theorie, die vielleicht eine einfache und überprüfbare Erklärung bietet und ein völlig neues Verständnis des Urknalls vermittelt:

Die „Schleifen-Quantengravitation“.http://www.youtube.com/watch?v=e9cBeDkrOXw

Mit Hilfe der Raumzeitatome wird dieser Unendlichkeit jedoch eine Grenze gesetzt. Sie verhindern, dass das Universum im Urknall im Zeitpunkt Null auf die Größe eines Punktes schrumpft und zur Singularität wird. Man gelangte zu der Erkenntnis, dass sich die Raumatome wie ein Schwamm verhalten, der erst Wasser aufsaugt und wenn er voll ist, Wasser abstößt. Auf den Quantenraum bezogen bedeutet das, dass sich ab einer bestimmten endlichen Energiedichte das Wesen der Gravitation verändert.

Statt immer nur anzuziehen, wie überall sonst, stößt sie plötzlich ab. Mit dieser Entdeckung öffnet sich ein Fenster in eine Zeit vor dem Urknall. In dieser negativen Zeit muss es ein anderes Universum gegeben haben, das in sich zusammenfiel, aber nicht zu einem unendlich kleinen Punkt, sondern zu einer Minimalgröße.

Danach gab es einen gewaltigen Rückprall und unser sich ständig ausdehnender Kosmos entstand. Der Urknall war demnach ein „Urprall“. Der theoretische Physiker Abhay Ashketar sagte: „Die größte Überraschung war jedoch, dass es tatsächlich auf der anderen Seite, also vor dem Big Bang, ein anderes Universum gab. Das hatten wir nicht erwartet. Ich war anfangs nicht sicher, ob es sich um einen künstlichen Effekt handelte. Durch Berechnungen konnten wir dann von einem echten physikalischen Effekt ausgehen“.

Mit Hilfe der Mathematik lassen sich noch weitere Vermutungen über die Beschaffenheit der Welt vor dem Urprall anstellen. Eine Hypothese beschreibt diese Welt als Spiegelbild unseres Universums, das sich im Moment des Urpralls wie ein Luftballon von innen nach außen wendete. Was dabei mit der Materie passiert, bleibt jedoch rätselhaft. Die Schleifen-Quantengravitation legt auch ein zyklisches Universum nahe. Der Urknall wäre dann nicht nur mehr ein Anfang, sondern lediglich der Punkt zwischen zwei Universen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Quellen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Kosmologie#Standardmodell

http://www.weltmaschine.de/e158/e78354/

https://www.google.at/search?hl=de&site=imghp&tbm=isch&source=hp&biw=1680&bih=925&q=urknall&oq=urknall&gs_l=img.3..0l10.1781.3155.0.3411.7.5.0.2.2.0.79.310.5.5.0…0.0.0..1ac.1.15.img.Jrthr0WKvOU#facrc=_&imgrc=RKla6xFFSL5GuM%3A%3BlnmANJACLNurlM%3Bhttp%253A%252F%252Fupload.wikimedia.org%252Fwikipedia%252Fcommons%252Fthumb%252F8%252F8d%252FExpansion_des_Universums.png%252F440px-Expansion_des_Universums.png%3Bhttp%253A%252F%252Fde.wikipedia.org%252Fwiki%252FUrknall%3B440%3B313

http://www.sein.de/news/2009/april/neue-theorie-des-universums-doch-kein-urknall.html

http://www.3sat.de/page/?source=/scobel/133879/index.html

(Zusammengestellt von Barbara Buchmann)