Der UrknallDie Schöpfung unseres Universums

Physik im Gespräch mit Kunst, Religion und Mythos

Dieter Schwabe: Sternenexplosion, Sandbild

Bensheim, 24.9.2014 – 50plus aktiv an der Bergstraße – Themenkreis Naturwissenschaft und Technik, Walter Tydecks

Max Ernst – Das Floß der Medusa, 1953

"Als ich intensiv auf die so (Frottage) gewonnenen Zeichnungen starrte, (...) da war ich

überrascht von der plötzlichen Intensivierung meiner visionären Fähigkeiten. Da taten

sich vor meinen Augen auf: Erdbeben, seismische Pflanzen, das Rad des Lichtes etc." (Max Ernst)

Carinanebel, Molekülwolken

Molekülwolken

„Molekülwolken sind interstellare Gaswolken, deren Größe, Dichte und Temperatur

die Bildung von Molekülen erlaubt.

Hauptbestandteil einer solchen Wolke ist molekularer Wasserstoff. Inzwischen sind

über 150 unterschiedliche Moleküle in Molekülwolken entdeckt worden, wie z.B.

Wasser, aber auch giftige Substanzen wie Blausäure und sogar Alkohol.

Die Masse sehr großer Molekülwolken beträgt etwa 10.000 bis 10.000.000

Sonnenmassen.Es wird angenommen, dass sich diese Molekülwolke durch

gravitative Instabilitäten aus noch größeren molekularen Gasreservoirs in den

Spiralarmen bilden.

Teilbereiche einer solchen Molekülwolke kollabieren durch Eigengravitation und

bilden so fortlaufend neue Sterne“ (Wikipedia)

Carinanebel, „Der Fingerzeig Gottes“

Den Urknall verstehen

Niemand kennt das Universum:

72% sind Dunkle Energie (Turner 1998)

23% sind Dunkle Materie (Zwicky 1933, Rubin 1960)

Alle Aussagen sind theoretisch und hypothetisch

Niemand hat den Urknall gesehen oder simuliert.

Daher bleibt die Frage:

Wie ist die Denkweise der Astrophysiker zu verstehen,

die dennoch Antworten geben?

Wie kam es zum Urknall und wann war er vorbei?

Weltweite Ausgaben für Weltraumaktivitäten 2012

226 Mrd Dollar für privatwirtschaftliche Dienstleistungen und Einrichtungen

(Rundfunk, Kommunikation, Erdbeobachtung,

Bodenstationen, Satelliten, Startanlagen)

18 Mrd Dollar NASA Weltraumprogramm

27 Mrd Dollar US Verteidigungsministerium

5 Mrd Dollar europäisches Weltraumprogramm ESA

9 Mrd Dollar militärische Forschung außerhalb von USA insgesamt

über 300 Mrd Dollar insgesamt

Zum Vergleich:

2.900 Mrd Dollar Weltmaschinenmarkt 2012

821 Mrd Dollar Weltpharmamarkt 2012

433 Mrd Dollar Umsatz der 10 größten Lebensmittelkonzerne 2011/12

93 Mrd Dollar Weltumsatz Photovoltaik-Anlagen 2011

74 Mrd Dollar Weltumsatz Big Data (Produkte und Dienstleistungen) 2014

1 Mrd Dollar CERN Teilchenphysik

Warum wird die Weltraum-Forschung gefördert?

Kosten und Nutzen stehen in keinem sehr günstigen Verhältnis

Was wird dennoch erwartet?

Hoffnung auf große theoretische Durchbrüche

Anspruch, die technologische Führung zu behalten

Antwort auf religiöse Fragen und Bedürfnisse:

Was ist die Welt?

Wo kommen wir her?

Olbers 1824: Warum ist es nachts dunkel?

Mit bloßem Auge sind bei besten Bedingungen 3.000 Sterne zu sehen.

Alle anderen Sterne sind zu weit weg, zu spät entstanden oder bereits gestorben.

Warum ist es nachts dunkel?

Mythos: Die Sonne muss sich erholen und neu auftanken (Nachtmeerfahrt)

Der gesunde Menschenverstand: Die Sonne ist untergegangen

Andere Antworten:

Es gibt Materie im Weltraum, die die Sicht versperrt

(diese Materie müsste auch zum Aufleuchten gebracht werden)

Die Augen sind zu schwach

Ein großer Teil der Sterne ist zu kurzlebig

Olbers folgerte: Dies ist der negative Beweis, dass das Weltall endlich ist

→ Das ist bis heute das wichtigste Argumente für den Urknall

Wenn das Weltall endlich ist, kann es einen Anfang gehabt haben

Die Astrophysiker stimmen überein, dass Olbers mit dieser Art zu fragen, die moderne

Naturwissenschaft begründet hat. Es wird wohl nie eine abschließende Antwort geben.

Die Physiker sind bereit, ständig ihre Theorien zu prüfen und wenn notwendig völlig zu ändern.

Bewegung im Raum, Bewegung des Raums

Nicht das Weltall dehnt sich im Raum aus, sondern der Raum selbst dehnt sich aus,

oder: Nicht das Weltall hat im Urknall seinen Anfang, sondern die Zeit selbst.

Daher sind Überlichtgeschwindigkeit möglich und theoretisch auch Zeitreisen

Rosinenkuchen

Rosinen bewegen sich im Kuchen.

Beim Backen geht der Kuchen im Ofen auf. Der Kuchen selbst dehnt sich aus.

Alle Rosinen entfernen sich voneinander, wenn der Kuchen aufgeht.

Zeitreise im Gödel-Universum

Gödel hat bewiesen, dass Zeitreisen denkbar sind, wenn auf paradoxe Weise

mal von der Bewegung im Raum und mal von der Bewegung des Raums gesprochen wird

Salvador Dali, die verfließende Uhr

Auf einer Uhr sitzt eine Fliege, die symbolisieren soll, wie die Zeit verfliegt.

Eine andere wird von Ameisen zerfressen, sinnbildlich für die Vergänglichkeit und den Verfall.

In der Mitte des Bildes zerrinnt eine Uhr auf einem abstrahierten Gesicht des Künstlers

Gödel an seine Mutter, 1961

"Liebste Mama!

... Was ich theologische Weltanschauung nenne, ist die Vorstellung, dass die Welt u.

alles in ihr Sinn u. Vernunft hat, u. zwar einen guten u. zweifellosen Sinn. Daraus folgt

unmittelbar, dass unser Erdendasein, da es an sich höchstens einen sehr zweifelhaften

Sinn hat, nur Mittel zum Zweck für eine andere Existenz sein kann. Die Vorstellung,

dass alles in der Welt einen Sinn hat, ist übrigens genau analog dem Prinzip, dass

alles eine Ursache hat, worauf die ganze Wissenschaft beruht.

Mit tausend Bussis immer dein Kurt."

Lemaître über den unsichtbaren Gott

"Soweit ich sehen kann, bleibt eine solche Theorie ganz und gar außerhalb jeder

metaphysischer oder religiöser Fragen. Sie lässt dem Materialisten die Freiheit, die

Existenz eines jeden transzendenten Wesens zu verneinen. [...] Für den Gläubigen

verhindert sie jeden Ansatz zur Vertraulichkeit mit Gott. [...] Sie ist vereinbar mit dem

Wort Jesajas vom verborgenen Gott, verborgen sogar am Beginn der Schöpfung.

Damit möchte ich allerdings nicht sagen, dass die Kosmologie keinerlei Bedeutung für

die Philosophie hätte." (Jesaja 45,15: "Fürwahr, du bist ein verborgener Gott, du Gott

Israels, der Heiland".)

Wie kam es zum Urknall – 3 Antworten

● Schöpfung aus dem Nichts

● Zyklische Bewegung

● Unendlich oft Würfeln: 10 hoch 10 hoch 123 mal

Wann war der Urknall vorbei

Doppelte Bedeutung von „Urknall“:

Ein Ereignis wie der Blitz oder wie eine Explosion

Der Nachhall eines Ereignisses, ein Donner

Die Geschichte des Kosmos wird in 5 Phasen aufgeteilt

Auf den Urknall folgt die Inflation (Ausdehnung).

Am Ende der Inflation entsteht die Hintergrundstrahlung (der Nachhall)

Ihre Entdeckung hat dazu geführt, dass sich die Urknall-Theorie durchgesetzt hat

Für den Übergang vom Urknall zur Inflation sind nur Bilder (Metaphern) möglich:

Die Materie hat ihren Zustand verändert.

Durch die Zustandsveränderung wurde Symmetrie gebrochen, Entropie erhöht und

Energie frei, die sich in der Inflation entladen hat,

so wie beim Kochen von Wasser Wärme frei wird und aus Flüssigkeit Dampf wird.

Vom Urknall bis heute

Takashi Murakami: Arhat, Los Angeles 2013

Mit diesem Bild wollte ich schließen. Es regt an darüber nachzudenken:

Was geschieht auf dem Spielfeld (so etwas wie ein Go-Spiel)

Und was geschieht innerhalb der Spielfläche (angedeutet mit den Totenköpfen)

3D DruckerDie Fabrik der Zukunft:

Kommt die Fabrik nachhause?

Mittwoch, 22. Oktober 2014

Druck einer Zahnbrücke mit dem Lasersinterverfahren