Hani insan\u2026
\nKendini bir bok sanan\u2026
\nBildi\u011fini esas alan(!)<\/p>\n
Ya bilmediklerini, onlar\u0131 ne etmeli?<\/p>\n
„Inflation und Zyklen im Multiversum<\/p>\n
Autoren
\nLehners, Jean-Luc
\nAbteilungen
\nAbteilung Quantengravitation und Vereinheitlichte Theorien (Hermann Nicolai)
\nZusammenfassung<\/p>\n
Es gibt derzeit zwei Theorien, die sowohl die Homogenit\u00e4t des Universums wie auch die Temperaturschwankungen in der kosmischen Hintergrundstrahlung (im groben) erkl\u00e4ren k\u00f6nnen: die Inflationstheorie und das zyklische Universum. Die detaillierten Vorhersagen beider Modelle sind jedoch unterschiedlich, so dass bessere Daten in n\u00e4chster Zukunft zwischen beiden Modellen unterscheiden werden k\u00f6nnen. Laut String-Theorie koexistieren beide Arten von Universen, was die Frage aufwirft, ob man rein theoretisch schon vorhersagen kann in welchem Universum wir uns befinden m\u00fcssten.
\nDie Grenzen der Urknalltheorie
\nDie wichtigste kosmologische Erkenntnis des letzten Jahrhunderts war zweifellos die Entdeckung der Ausdehnung des Weltalls durch Edwin Hubble im Jahr 1929. Kein anderer Durchbruch hat unser Weltbild so grunds\u00e4tzlich ver\u00e4ndert. Zuvor waren die meisten Wissenschaftler davon \u00fcberzeugt, das Universum verbleibe im groben unver\u00e4ndert und statisch. Die Ausdehnung des Raumes hat dem Universum sozusagen erstmals zu einer Geschichte verholfen.<\/p>\n
Diese Ausdehnung hat dramatische Konsequenzen: Verfolgt man n\u00e4mlich das Universum zur\u00fcck in der Zeit, so zeigt sich, dass das Universum immer kleiner gewesen sein muss und deshalb auch dichter und hei\u00dfer. Georges Lema\u00eetre [1] war der erste, der diese Idee auf die Spitze trieb, indem er die Hypothese des Urknalls vorschlug. Dementsprechend soll das Universum an einem Punkt mit einer gewaltigen Explosion angefangen haben und dieses kleine, hei\u00dfe Universum hat sich seither ausgedehnt und abgek\u00fchlt.<\/p>\n
Kurz nach dem Urknall war die Energiedichte so gro\u00df, dass es nicht einmal Atome gab, sondern nur Elementarteilchen, die st\u00e4ndig aufeinander prallten. Auch Photonen (Lichtteilchen) konnten nur \u00fcber kurze Strecken geradeaus fliegen bis sie wieder mit Elektronen kollidierten. Demzufolge war das Universum zu dieser Zeit v\u00f6llig lichtundurchl\u00e4ssig. Etwa 380.000 Jahre nach dem Urknall war es dann kalt genug, so dass sich die ersten Atome bilden konnten. Da Photonen mit Atomen viel schw\u00e4cher wechselwirken, als zum Beispiel mit frei fliegenden Elektronen, wurde das Universum auf einmal durchsichtig und das Licht, das zu diesem Zeitpunkt zum ersten Mal frei fliegen konnte, durchdringt noch immer unseren Kosmos. Diese „kosmische Hintergrundstrahlung“ im Mikrowellenbereich wurde 1965 zum ersten Mal gemessen (Abb. 1). Sie vermittelt uns sozusagen ein S\u00e4uglingsbild des Universums und zeigt, dass unser Universum \u00fcberall fast die gleiche Temperatur hatte. Leichte Temperaturschwankungen sind durch die verschiedenen Farben dargestellt. Diese kleinen Temperaturunterschiede haben sp\u00e4ter die Verteilung von Galaxien bestimmt. In k\u00e4lteren Regionen war die Materie etwas dichter, und durch den Einfluss der Schwerkraft „verklumpte“ in diesen Gegenden die Materie nach und nach und bildete Sterne und Galaxien. Im Gegensatz dazu waren die etwas w\u00e4rmeren Gegenden auch etwas leerer, und sind mit der Zeit immer leerer geworden, weil nahe gelegene dichtere Regionen die Materie auch noch weiter herausgezogen haben. Auf diese Weise sind die gro\u00dfen Leerr\u00e4ume unseres Weltalls entstanden. Die kosmische Hintergrundstrahlung bietet uns daher einen \u00fcberzeugenden Beweis, dass das Universum (vor fast 14 Milliarden Jahren) dicht und hei\u00df war.<\/p>\n
Die Entdeckung der Hintergrundstrahlung f\u00fchrte zu einer breiten Akzeptanz der Urknallhypothese. Allerdings l\u00e4sst die Urknalltheorie eine ganze Reihe von Fragen offen. Eine solche Frage ist bekannt unter dem Namen „Horizontproblem“. Es ist immer noch unbekannt, wie gro\u00df unser Universum ist, aber es dehnt sich \u00fcber mindestens 14 Milliarden Lichtjahre in jede Richtung aus, denn soweit k\u00f6nnen wir derzeit sehen. Nimmt man diese Ausdehnung und verfolgt sie mithilfe der Gleichungen der Relativit\u00e4tstheorie in die Zeit bis kurz nach dem Urknall zur\u00fcck, so sieht man, wie sich das Universum nicht auf einen Punkt, sondern auf eine gro\u00dfe Fl\u00e4che zusammenzieht. Der Urknall fand also nicht an einem Punkt, sondern auf einer ausgedehnten Fl\u00e4che statt! Doch diese Fl\u00e4che besteht aus etlichen Regionen, die bis zu diesem Zeitpunkt keinen Kontakt miteinander haben konnten, da es ja vor dem Urknall nichts gegeben haben soll. Trotzdem soll der Urknall zur gleichen Zeit an all diesen Orten stattgefunden haben! Diese Hypothese ist nicht vertretbar, wenn man an Ursache und Wirkung glaubt, denn wie soll man unz\u00e4hlige Urknalle synchronisieren, wenn es keine Zeit gibt? Es ist daher viel sinnvoller anzunehmen, dass der Urknall nicht der Anfang war, sondern ein Ereignis in der Geschichte unseres Universums. Doch was war vorher? Was konnte den Urknall ausl\u00f6sen?<\/p>\n
Inflation oder Zyklus?
\nEs gibt zur Zeit nur zwei gute Theorien \u00fcber die Vor-Urknallzeit. Die bekannteste ist die Inflationstheorie [2], nach der es vor dem Urknall eine kurze Phase von \u00e4u\u00dferst schneller Expansion gab. Solch eine Phase bewirkt, dass auch winzige Regionen extrem auseinandergezogen werden und binnen kurzer Zeit \u00fcber gro\u00dfe Gebiete homogen und isotropisch sind (jegliche „Falten“ im Raum werden durch die schnelle Ausdehnung gestrafft). Wenn diese Phase zu Ende geht, wird die Energie der Ausdehnung teilweise in Strahlung und Materie umgewandelt \u2013 dies entspricht dem Urknall. Dies passiert dann auch gleichzeitiig \u00fcber gro\u00dfe Gebiete, da dort \u00fcberall die gleichen Bedingungen herrschen.<\/p>\n
Eine zweite Theorie ist die eines zyklischen Universums [3]. Dieser Theorie nach gab es vor dem Urknall eine Phase der Kontraktion. Es stellt sich heraus, dass eine Phase von langsamer Kontraktion ebenfalls bewirken kann, dass das Universum homogen und isotropisch wird. Deshalb ist der Urknall dieser Theorie zufolge auch \u00fcber gro\u00dfe Gebiete synchron. Hier entspricht der Urknall dem Umschwung von der Kontraktionsphase zur Expansionsphase, wobei wiederum Strahlung und Materie erzeugt werden. Dieser Umschwung stellt derzeit den Aspekt der Theorie dar, der noch am wenigsten erforscht ist. Es scheint jedoch plausibel, dass ein solcher Unschwung stattfinden kann. In diesem Fall k\u00f6nnen sich die Phasen von Kontraktion und Expansion beliebig oft abwechseln, so dass das Universum sich \u00fcber gro\u00dfe Zeitr\u00e4ume hinweg zyklisch verh\u00e4lt.<\/p>\n
Welche dieser beiden Theorien trifft nun auf unser Universum zu? Dies stellt sich vielleicht schon im n\u00e4chsten Jahr heraus. Beide Theorien k\u00f6nnen zwar die Entstehung der Temperaturschwankungen im S\u00e4uglingsbild unseres Universums gleich gut erkl\u00e4ren. Was jedoch die Details dieser Temperaturunterschiede angeht, so machen die beiden Theorien verschiedene Vorhersagen. Zum Beispiel kann die Inflationstheorie derzeit nicht erkl\u00e4ren, weshalb die Temperaturschwankungen die gemessene St\u00e4rke haben. In der Theorie des zyklischen Universums hingegen gibt es Argumente die zeigen, dass die Schwankungen genau so stark sind wie sie es maximal sein k\u00f6nnen [4].<\/p>\n
Der gr\u00f6\u00dfte Unterschied in den Vorhersagen der beiden Theorien betrifft jedoch die Verteilung der Schwankungen in der kosmischen Hintergrundstrahlung, also das Muster in Abbildung 1. Eine Inflationsphase wird von (noch hypothetischen) Teilchen angetrieben, die Inflatone genannt werden und welche sehr geringe Wechselwirkungen untereinander haben (das bedeutet, dass zwei solche Teilchen fast keine Wirkung aufeinander haben). Diese Teilchen sind also praktisch „frei“ und dementsprechend wird auch die statistische Verteilung der Temperaturschwankungen durch eine Gauss\u2018sche Kurve beschrieben [5]. Das zyklische Modell beruht auch auf der Dynamik \u00e4hnlicher Teilchen, diesmal haben jedoch diese starke Wechselwirkungen untereinander. Dies f\u00fchrt zu deutlichen Abweichungen von einer Gauss\u2019schen Kurve, was die Verteilung der Temperaturunterschiede angeht [6].<\/p>\n
Leider sind die derzeitigen Messungen der kosmischen Hintergrundstrahlung noch zu grob. Um zu entscheiden, welche der Theorien plausibler ist, brauchen wir ein noch detaillierteres Bild der Hintergrundstrahlung. Doch genau so ein Bild wird momentan vom europ\u00e4ischen PLANCK Satelliten aufgenommen, und die ersten Resultate werden f\u00fcr das Jahr 2012 mit Spannung erwartet!<\/p>\n
Das Multiversum
\nBeide Theorien lassen jedoch immer noch viele Fragen offen, die nur mithilfe einer Quantentheorie der Gravitation gekl\u00e4rt werden k\u00f6nnen. Obwohl die String-Theorie noch nicht vollst\u00e4ndig entwickelt ist, stellt sie trotzdem den besten Ansatz einer solchen vereinheitlichten Theorie dar. Deshalb lohnt es sich herauszufinden, welche Aussagen sie (in ihrem heutigen, unvollendeten Zustand) schon \u00fcber das Universum liefert. Dabei zeigt sich, dass es nach der String-Theorie sowohl inflation\u00e4re als auch zyklische Universen geben kann. Daneben erlaubt die String-Theorie aber auch noch unz\u00e4hlige andere Universen, von denen manche unserem Universum ganz \u00e4hnlich sind, die meisten jedoch grundverschieden. Dar\u00fcber hinaus sind diese verschiedenen Universen kontinuierlich (\u00fcber die Variation einer ganzen Reihe von Parametern) miteinander verbunden. In diesem sogenannten landscape kann ein neues Universum innerhalb eines schon existierenden Universums entstehen [7]. Dieses neue Universum ist in der Regel verschieden von dem \u00e4lteren. Auf diese Weise entstehen dann unendlich viele Universen und so werden alle theoretisch m\u00f6glichen Universen auch real!<\/p>\n
Falls dieses „Multiversum“ (Abb. 2) der Realit\u00e4t entspricht, wird es die Aufgabe der Kosmologensein, es auch mathematisch zu beschreiben. Dies ist eine schwierige Herausforderung, haupts\u00e4chlich wegen den Unendlichkeiten, die im Multiversum vorhanden sind: Zum einen gibt es eine unendliche Anzahl von Universen, zum anderen sind auch noch viele dieser Universen selbst unendlich gro\u00df! Deshalb ist es nicht verwunderlich, dass die verschiedenen Studien des Multiversums bisher zu verschiedenen Resultaten gef\u00fchrt haben. Viele mathematische Beschreibungen des Multiversums f\u00fchren zu Paradoxen und „irrsinnigen“ Vorhersagen. Nur wenige solche Beschreibungen sind zur Zeit bekannt, die sinnvoller erscheinen. Bisher wurden auch zyklische Universen weitgehend bei diesen Untersuchungen ignoriert, weil sie als unwichtig eingesch\u00e4tzt wurden. K\u00fcrzlich haben Rechnungen jedoch ergeben [8], dass es sich eher umgekehrt verh\u00e4lt: Falls kosmische Zyklen sich beliebig oft wiederholen k\u00f6nnen, ist es tats\u00e4chlich viel wahrscheinlicher, dass wir in einem zyklischen Universum leben und nicht in einem inflation\u00e4ren. (Andernfalls, also falls es nur eine begrenzte Anzahl von Zyklen geben kann, h\u00e4ngt die Wahrscheinlichkeit von noch unbekannten Details der String-Theorie ab.) Dies macht es noch spannender, auf die Resultate von PLANCK zu warten. Falls die Ergebnisse auf ein zyklisches Universum hindeuten, erhalten wir gleichzeitig ein Indiz f\u00fcr die Beschreibung des Multiversums. Falls PLANCK jedoch das Bild eines inflation\u00e4ren Universum zeichnet (was die meisten Kosmologen erwarten), wird es ein neues Paradoxon zu l\u00f6sen geben.“<\/p>\n
DIKKAT ET\u2026 https:\/\/www.mpg.de\/4693329\/Inflation_Zyklen_Multiversum#:~:text=Es%20gibt%20derzeit%20zwei%20Theorien,Inflationstheorie%20und%20das%20zyklische%20Universum.<\/p>\n Neden mi yay\u0131nlad\u0131m bunu? Ve \u0131\u015f\u0131k h\u0131z\u0131ndan daha y\u00fckse\u011fi yok \u00f6yle mi? Hani insan\u2026 Kendini bir bok sanan\u2026 Bildi\u011fini esas alan(!) Ya bilmediklerini, onlar\u0131 ne etmeli? „Inflation und Zyklen im Multiversum Autoren Lehners, Jean-Luc Abteilungen Abteilung Quantengravitation und Vereinheitlichte Theorien (Hermann Nicolai) Zusammenfassung Es gibt derzeit zwei Theorien, die sowohl die Homogenit\u00e4t des Universums wie auch die Temperaturschwankungen in der kosmischen Hintergrundstrahlung (im groben) erkl\u00e4ren k\u00f6nnen: die … <\/p>\n
\nLinke, kayna\u011fa!<\/strong><\/p>\n
\nZaman\u0131 geldi\u011finde!<\/p>\n
\nBildi\u011fini sand\u0131\u011f\u0131n bu\u2026
\nYa bilmediklerin???<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"