Vor dem Urknall….??? Teil 5

 

 

Wolfgang Korsus Dipl.-Ing.NT, Astrophysiker

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Die ersten Teilchen

Eine der bedeutendsten Fragen heißt, wann traten sie in Erscheinung?

Auch darauf möchte ich eine Antwort geben und die lautet:

Jetzt kommt die Urweltblase wieder ins Spiel, denn ihr Medium, das aus seinem falschen in den normalen, viel kühleren aber richtigen Normalzustand zurückfiel setzte dabei enorme Mengen an Energie frei.

Genau dieser Übergang der in einem meiner ersten Beiträge von mir als überhitztes Wasser, dem explosionsartigen Entkommen einer sich ausdehnenden Dampfblase gleichgesetzt wurde, genau dieser führte zu einer äußerst abrupten Expansion. Und genau diese ist die „Inflation“ der Kosmologen.

Das Ganze geschah In einer unvorstellbar kurzen Zeit, in etwa 10³⁴ Sekunden, und einer räumliche Ausdehnung um einen Faktor 10²⁶ ; oder mehr statt..

Vorgang beendet, das System ist schlagartig in den richtigen Normalzustand zurückgefallen. Aber wohl gemerkt, die  dabei erhaltene Energiedifferenz zwischen dem falschen und dem richtigen Normalzustand stand nun im Raum zur Verfügung.

Eins kann man getrost sagen ohne etwas Falsches von sich zu geben. Ein vergleichbarer Augenblick in solcher Kürze und mit solch einer Ausdehnungsrate wird es hier, jetzt und heute nicht geben. Ich schlage vor das einmalige Ereignis in der Geschichte unseres Universums als seine Geburt zu bezeichnen. …..der „Urknall“.

Ich werde dieses Ereignis noch etwas detaillierter beschreiben:

in einem brodelnden Urmedium entsteht eine äußerst geringe Fluktuation der Dichte.

Die Quantenmechanik sagt dazu etwas wichtiges vorher, nämlich, dass eine solche Fluktuation mit einer etwaigen Wahrscheinlichkeit immer wieder vorkommen kann.

In unserem betrachteten Fall erzeugt sie eine Blase, in der das beschriebene System vom falschen in den richtigen Normalzustand übergeht.

Betrachtet man die Blase und stößt zuerst auf die Energiedichte so läßt sich feststellen, innerhalb der Blase ist sie nur noch wenig geringer als die des falschen Zustands sein muß. Noch dehnt sie sich mit einer der vorher beschriebenen heftigen „Urweltrate“ aus. Urplötzlich geschieht etwas, es ist ein Übergang in den Absturz des energetisch niedrigeren „Normalzustands“. Des Weiteren kommt die Ausdehnng fast zu einem Stillstand und man kann jetzt sagen: Die Inflation ist beendet. Das, nämlich unser Universum, ist geboren. Das ist dann der Start in die „Urknall-Kosmologie“ oder wie folgt ausgedrückt, es ist die Entwicklung -nach dem Urknall – .

Wie ich schon darauf hingewiesen habe, geschieht auch etwas Einmaliges. Der Absturz in den Normalzustand läßt plötzlich die Energiedifferenz zu dem „ höheren“ falschen Normalzustand in den Raum  frei. Sie wird quasi in den Raum geschleudert.

Jetzt sind wir beim Multiversum, denkt immer beim Lesen daran. Jetzt zur Urweltblase, aus ihr stammt die freigewordene Energie, die für die Entstehung aller Fragmente der gesamten kommenden Welt zuständig war. Energie wird im leeren Raum deponiert.

Leerer Raum was ist das eigentlich? Lassen wir zur Erklärung die erwähnte dunkle Energie weg, denn sie formt den Raum….aber nicht dessen Inhalt.

Nun um schlauer zu werden,  lassen wir den britischen Physikers Paul Dirac sprechen. Der leere Raum ist nur auf den ersten Blick leer: Er ist ein Meer von virtuellen Teilchen, das Meer aller Teilchen, die noch nicht in die Wirklichkeit gelangen konnten, weil ihnen die Energie dafür fehlte.

Wie kann man sich den leeren Raum vorstellen? Also mit dem Wasser habe ich in Teil 2 begonnen. Ich neige bei einer Beschreibung stark dazu wieder was „Wässriges“zu nehmen. Denn gerade Beschreibungen sollen doch dazu führen, das der Leser schnellstens bereit ist die Vorstellung zu akzeptieren damit ein sinnvolles Weiterlesen möglich wird.

Ich nehme etwas Wässriges, ein Meer. Unter dessen Oberfläche warten alle Arten sich mit Energie an der Oberfläche zu zeigen. Nur dort gibt es eine Wirklichkeit. Die nächste Frage die der Leser sich sicher stellt, heißt :

Was sind Teilchen? Gibt es da bestimmte Arten? – Jetzt starten wir in die Teilchenphysik.

Die heutige Welt sagt und weiß auch, es gibt da diverse Arten, und diese stehen in Wechselwirkung untereinander mit verschiedenen Kräften.

Es sei darauf hingewiesen, das diese Vielfalt sich erst im Laufe der Zeit nach dem Urknall entwickelt hat.

Schaut auf die Lebewesen auch sie haben sich nachweislich aus einfacheren Urformen entwickelt…..Evolution braucht Zeit !

Hier kommt jetzt der typische Physiker ins Bild…..und bitte seid nicht überrascht. Der Physiker liebt es von sogenannten Urteilchen auszugehen. Aber bei Versuchen ist es dabei nur geblieben ? Eine wirklich definitive Lösung läßt noch auf sich warten. Jedoch zwei klare Grundformen gab es bereits nach dem Urknall. Denn sie waren dank der vorhandenen verfügbaren Energie entstanden.

Ich widme mich also gerne diesen Teilchenarten !

                                     

                                        Materieteilchen und Kraftteilchen –

Schauen wir mal in Ruhe auf diese beiden Teilchenarten. Die einen zähle ich zu den Grundbausteinen der Materie, aus denen ist „alles“ wirklich „alles“ aufgebaut. Jetzt jage ich auf die anderen Teilchen los.

Dabei kommt heraus, sie vermitteln die „Wechselwirkung“ zwischen den Ersteren – Sagen wir mal ganz naiv, sie sind also das Klebemittel mit dem alle Grundbausteine der Materie zusammengefügt sind.

Aber diese Teilchen haben noch zusätzlich eine besondere Bedeutung:

Oft werden sie als Kundschafter ausgesandt, wenn zum Beispiel

Materieteichen aufeinanderprallen; quasi als das Signal für solch ein Ereignis.

Gehen wir zurück  zu den Materieteilchen.

Machen wir einfach folgendes, wir zerlegen die Materie in immer kleinere Bestandteile. Was geht beim Zerlegen so in uns vor? Wir erwarten ganz einfach an die Grenze zu stoßen, die sagt:  …“da sind die kleinsten Bausteine der Materie“

Gute Aussage, sie macht aber nur dann einen Sinn, wenn eine weitere Reduktion nicht mehr machbar ist. Es ist also ein Ende der Teilbarkeit erreicht!

Dieses Ende der Teilbarkeit wird heute selbstverständlich auch mit einem neuen Begriff belegt :

                                                   – Die „Quarks“! –

Es muß jetzt ein Name fallen : Lukrez (ein römischer Philosoph)

Er war es, der bereits, man kann es kaum glauben, vor mehr als zweitausend Jahren,

eine grundsätzliche „Annahme“ aufstellte, die da heißt:

„die wirklich letzten Bestandteile der Materie können nie einzeln existieren! Sie sind immer nur ein Teil einer Verbindung. Würde es sie einzeln geben, könnte man wiederum fragen, woraus sie denn bestünden“. Deshalb, so meinte er, könnte ein solches „Urteilchen“ immer nur existieren «als Urbestandteil eines größeren Körpers, von dem keine Kraft es nie trennen kann». Das wäre dann ein logisches Ende der Teilbarkeit.  Ich habe diese Äußerung von Ihm ganz bewußt nur als „Annahme“ bezeichnet. Denn ich bin mir sicher, das ihr Leser nach mehrmaligem Lesen der Zeilen merkt, was diese Annahme für eine großartige Bedeutung hat.

Tatsächlich erfüllen die Quarks diese häufig genannte Lukrez’sche Forderung:

in der Sprache der heutigen Physik, sagen wir „quark confinement“ – und das heißt: -ein Quark kommt niemals allein vor – .

Nukleonen (Teilchenarten des Atomkerns: Protonen und Neutronen ) bestehen aus drei miteinander verkoppelten Quarks, und keine Kraft wird sie je spalten können.

Erfolglose Experimente in der Vergangenheit haben es immer gezeigt. Mittlerweile ist es der Wissenschaft gelungen eine Theorie für die Wechselwirkung der Quarks herzuleiten! Wohin führt diese wohl ? ….Richtig….sie führt auf die Unteilbarkeit !!!!!

Was aber unbedingt zu erwähnen ist, gleich nach dem Urknall hatte man diese Sorgen nicht ?! ?!?! Es gab keinen leeren Raum, gar nichts……..

Jetzt zur Energiebetrachtung, das freigesetzte war dementsprechend groß, dass daraus eine unvorstellbare dichte , also aufgeführte Menge an Teilchen (Quarks) entstand.

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