Physik compact 8, Themenheft

29 5.4 Zeitliche Dimension Zeitliche Dimension Die Abbildungen 29.1 und 29.2 geben einen Über- blick über die Theorie von der Entwicklung des Uni- versums aus der Sicht der Physik. Man kann die weite- re Entwicklung (vereinfacht) weiteren Wissenschaften zuordnen: Physik → Chemie → Biologie → Geschichte A1 Überlege, wo die Übergänge stattfinden (für wel- che Objekte, zu welcher Zeit)! Versuche, einige Punkte nachzuvollziehen: A2 Was bedeutet es, wenn Gravitation quantisiert wird? A3 Bei 10 -35 s ist das Ende der großen Vereinheitli- chung. Welche Kräfte bleiben vereinheitlicht, welche nicht? Welche Wirkung hat diese „Symmetriebre- chung“ auf das Universum? A4 Welche Bedeutung hatte diese „Symmetriebre- chung“ für Materie und Antimaterie im Universum? A5 Was bedeutet „Quark-Confinement“? Welche Be- deutung hat es für Teilchenexperimente? A6 Wann „bricht” die elektroschwache Theorie? Hat dies einen Zusammenhang mit der Masse von deren Kraftteilchen (W-Bosonen, ca. 80 GeV)? A7 Welche Atomkerne sind bei der Nukleosynthese entstanden? Wie sind schwerere Kerne entstanden? A8 Was bedeutet die Entkopplung von Materie und Strahlung? Welchen Effekt können wir heute messen? A9 Informiere dich über Theorien zur Galaxienentste- hung! 5.4 Abb. 29.1 Raum-zeitliche Geschichte des Universums Abb. 29.2 „Thermische“ Geschichte des Universums Planck-Skala allumfassende Theorie 10 10 4 10 7 10 10 10 13 10 16 10 19 10 22 10 25 10 28 10 31 10 -43 10 -33 10 -23 10 -13 10 -3 10 7 10 17 (ein Jahr) ( 10 Jahre) 10 Zeit in Sekunden s Temperatur in K T große vereinheitlichte Theorie (In ation, Ursprung der Materie) Energie pro Teilchen im größten Teilchenbeschleuniger (LHC, Large Hadron Collider) elektroschwacher Übergang Neutrionos lösen sich von der Materie Nukleosynthese im Urknall (Ursprung von Helium-4, Helium-3, Deuterium und Lithium-7) neutrale Atome bilden sich, Photonen und Materie entkoppeln, Ursprung der Hintergrundstrahlung Existenz von Sternen und Galaxien Quarks vereinigen sich zu Neutronen und Protronen heute 10 -45 10 -35 10 -25 10 -15 10 -5 10 5 10 15 10 30 10 25 10 20 10 15 10 10 10 5 Zeit in s t Temperatur in K T 10 s -43 10 -50 10 -30 10 -10 10 10 10 30 10 s -35 1s BildungvonProtosuperclustern undProtogalaxien (SterneerzeugenAtome höhererOrdnungszahl) EntkopplungvonMaterieund Strahlung (Atomeentstehen) Nukleosynthese (Atomkerneentstehen) Quark-Con nement (p,nentstehen) Quark-Elektron-Plasma In ation großeVereinheitlichung derGrundkräfte Quantengravitation Quanten- e ekte TOE Epoche der großen Vereinheitlichung GUT elektroschwache Wechselwirkungen elektromagnetische Wechselwirkungen bis zur Gegenwart Größe des sichtbaren Universums in m R Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv