Der Urknall
Abb. 1: Die Galaxis Andromeda (eine der mindestens 50 Milliarden Galaxien innerhalb des beobachtbaren Kosmos) ist noch 2,2 Millionen Lichtjahre von unserer Galaxie entfernt. Aber jede Minute, die vergeht, wird der Abstand zwischen ihr und unserer Milchstraße um 13200 km kleiner. In 3 Milliarden Jahren werden beide Galaxien aufeinander treffen. John Dubinski von der Universität von Toronto, Kanada, hat diesen Zusammenstoß an Supercomputern simuliert. Wer interessiert ist zu wissen, was dann in unserer Galaxie vor sich geht, schaue sich bitte folgende Webseite: www.galaxydynamics.org an.
Die Geschichte unseres Planeten Erde hat mit dem Urknall, der laut der Astrophysiker vor 13,7 Milliarden Jahren geschah, zu beginnen. Denn mit diesem Urknall wurde letztendlich die Materie zur Erschaffung unseres Planeten und der verschiedenen Lebensformen produziert. „Am Beginn war das Universum erfüllt von einem ultraheißen, superdichten Gebräu aus Quarks und Gluonen, die wild zusammenstießen. Eine Prise Elektronen, Photonen und andere leichte Elementarteilchen würzten die Mischung. Die Ursuppe war Billionen von Grad heiß, mehr als hunderttausendmal heißer als das Innere der Sonne... Schon nach knapp zehn Mikrosekunden wurden sie allesamt durch die zwischen ihnen wirkende starke Kraft dauerhaft gefesselt. Aus Quarks und Gluonen entstanden Hadronen, das heißt Protonen, Neutronen und andere stark wechselwirkende Teilchen“ (in: Michael Riorden und William A. Zajc: Die ersten millionstel Sekunden, in: Spektrum der Wissenschaft, November 2006, S. 36)
Im Gegensatz zu dem Zeitverständnis, das wir durch unsere relativ kurze Lebensspanne gewohnt sind, haben wir es bei der kosmischen Geschichte mit sehr großen Zeitepochen zu tun. So war unser Universum auch nach dem Urknall nach heutigem Kenntnisstand noch über mehrere Millionen Jahre strukturlos und dunkel.
Denn erst 100 bis 250 Millionen Jahre nach dem Urknall erschienen die ersten Sterne, die sich von unseren heutigen durch ihre enorme Masse, ihre Leuchtkraft, ihre Oberflächentemperatur und ihre Lebensdauer erheblich unterschieden. So betrug ihre Masse das Hundert- bis Tausendfache, ihre Leuchtkraft das Millionenfache und ihre Oberflächentemperatur das Zwanzigfache unserer Sonne. Ihre Lebensdauer war jedoch mit nur drei Millionen Jahren erheblich kürzer als die unserer Sonne mit ihren 10 Milliarden Jahren.
Diese ersten Sterne, die außer Wasserstoff und Helium und ein wenig Lithium noch keine chemischen Elemente enthielten, bildeten Protogalaxien. Durch ihr Sterben in Supernova-Explosionen wurden die in ihnen hierbei produzierten schweren Elemente wie Eisen, Nickel, Kobalt, Sauerstoff, Silizium, Magnesium, Calcium, Titan und Thorium und Uran ins Universum entlassen, die schließlich die Erschaffung von Planeten ermöglichten (Abb. 1). Laut Paul Butler, Astronom vom Carnegie Institut von Washington, gibt es allein in unserer Galaxie, die ungefähr 13 Milliarden Jahre alt ist, Milliarden an Planeten.
Lesetipps:
- Guinevere Kauffmann und Frank van den Bosch: Über den Ursprung der Galaxienarten, S. 54-62, in: Spektrum der Wissenschaft September 09/2002
- Richard B. Larson und Volker Bromm: Die ersten Sterne im Universum, S. 26-33, in: Spektrum der Wissenschaft Februar 02/2002
- Gabriele Veneziano: Die Zeit vor dem Urknall, S. 30-39, in: Spektrum der Wissenschaft August 2004; der Autor geht der Frage nach, ob die Zeit wirklich mit dem Urknall begann oder ob das Universum bereits vor diesem Ereignis existierte: „Noch weiß die Wissenschaft keine endgültige Antwort auf die Frage, wann die Zeit begann. Aber immerhin gibt es zwei vielleicht schon bald überprüfbare Theorien (das Prä-Urknall-Modell und das ekpyrotische Szenario), denen zufolge das Universum - und mit ihm die Zeit - schon lange vor dem Urknall existiert hat. Falls eines dieser Szenarien zutrifft, gab es den Kosmos schon immer - und selbst wenn er eines fernen Tages wieder kollabiert, wird er ewig fortbestehen.“
- Bruce Balick und Adam Frank: Der ungewöhnliche Tod gewöhnlicher Sterne, S. 26-35, in: Spektrum der Wissenschaft September 2004: In rund fünf Milliarden Jahren wird die Sonne in einem spektakulären Finale vergehen. So wie andere Sterne ihrer Größe wird sie sich in eines der schönsten Kunstwerke der Natur verwandeln: einen planetarischen Nebel.
- James M. Cline: Der Ursprung der Materie, S. 32-43, in: Spektrum der Wissenschaft November 2004
- Bart P. Wakker und Philipp Richter: Ewig junge Milchstraße, S. 46-55, in: Spektrum der Wissenschaft April 2004
- Hazel Muir: No place like home, S. 30-40, in: New Scientist vom 14. Mai 2005
- Charles H. Lineweaver and Tamara M. Davis: Der Urknall - Mythos und Wahrheit, S. 38-47, in: Spektrum der Wissenschaft Mai 2005
- Thomas Thiemann und Markus Pössel: Ein Kosmos ohne Anfang?, S. 32-41, in: Spektrum der Wissenschaft Juni 2007
Ein besonderer Lesetipp für all diejenigen, die so ihre Zweifel bezüglich der Theorien der Astrophysiker und Physiker haben: Peter Ripota: Mythen der Wissenschaft – Relativitätstheorien, Urknall & anderer Unsinn. Dieses sehr interessante Buch des Physikers und PM-Magazin-Journalisten Peter Ripota kann direkt beim Autoren per e-mail: ripota@pm-magazin.de bestellt werden.