Kosmologie

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Mit Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie und Hubbles Entdeckung der kosmischen Rotverschiebung begann die Ära der modernen Kosmologie. Der Nachweis des Mikrowellen-Hintergrundes bestätigte die Urknalltheorie, die beschleunigte Expansion des Kosmos weist auf eine rätselhafte dunkle Energie hin. Nicht zuletzt liefert die immer präzisere Analyse der Hintergrundstrahlung neue und überraschende Erkenntnisse über unser Universum als Ganzes, zuletzt durch Planck und BICEP2.

Artikel

Linsen im Kosmos

Die gravitative Lichtablenkung ist zu einem unverzichtbaren Werkzeug der Kosmologie geworden.

  • Peter Schneider
  • 06 / 2015 Seite: 45
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Lichtstrahlen folgen den Nullgeodäten der Metrik und werden daher im Schwerefeld abgelenkt. Dieser Effekt besitzt wichtige astrophysikalische Anwendungen: Wenn das Licht einer entfernten Quelle durch eine Massenkonzentration („Gravitationslinse“) zwischen uns und der Quelle abgelenkt wird, lässt sich daraus viel lernen – sowohl über die Massenverteilung der Linse als auch über die Eigenschaften der Quelle und die des Raums dazwischen. Der Gravitationslinsen­effekt ist inzwischen als zentrales...

Das Universum aus Sicht des Neutrons

Experimente mit Neutronen ergänzen Hochenergieexperimente an Beschleunigern, um Rätsel aus dem frühen Universum zu lösen.

  • Stephan Paul
  • 05 / 2015 Seite: 23
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Unser heutiges Wissen über die Entwicklung des Universums ist geprägt durch das Standardmodell der Kosmologie und der Teilchenphysik. Neben Experimenten an Beschleunigeranlagen bzw. in Untergrundlaboren dienen vor allem Präzisionsexperimente bei sehr niedrigen Energien dazu, Aussagen zu Vorgängen im frühen Universum zu treffen. Hierbei spielt das Neutron aufgrund seiner Eigenschaften eine wichtige Rolle...

Das Universum nach Einstein

Von der kosmologischen Konstante zur Dunklen Energie.

  • Norbert Straumann
  • 03 / 2015 Seite: 45
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Mit seiner Allgemeinen Relativitätstheorie entwickelte Einstein vor hundert Jahren eine völlig neue Sicht auf Raum, Zeit und Gravitation. Bereits zwei Jahre danach schlug er ein kosmologisches Modell vor, das zwar nach einem Jahrzehnt überholt war, jedoch ­unerwartete Entwicklungen aus­löste. Insbesondere zeigte sich, dass Raum und Zeit unweigerlich an der kosmischen Dynamik betei­ligt sind. Mit dieser sind tiefliegende Rätsel zu Tage getreten, die für die Kosmo­logie und die Grundlagenphysik...

Wellen der Inflation

  • Dominik Schwarz
  • 05 / 2014 Seite: 16
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Das BICEP2-Teleskop am Südpol findet erste Hinweise auf Quantengravitation und eine neue Energieskala.

Plancks rätselhafter Hintergrund

  • Dominik Schwarz
  • 05 / 2013 Seite: 18
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Ergebnisse der europäischen Satellitenmission festigen das Standardmodell der Kosmologie, korrigieren ­jedoch einige seiner Parameter und zeigen rätselhafte Anomalien.

Eins-a-Vermessung des Universums

Für die Entdeckung der beschleunigten Expansion des Universums erhalten Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt und Adam G. Riess den Nobelpreis für Physik 2011.

  • Bruno Leibundgut
  • 12 / 2011 Seite: 27
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Walter Baade und Fritz Zwicky, ein deutscher und ein schweizer Astrophysiker, die in Kalifornien forschten, prägten 1934 den Begriff „Supernova“ für gigan­tische Sternexplosionen. Diese erstrahlen so hell, dass sie über weite Bereiche des Universums zu beobachten sind. Baade und Zwicky identifizierten zwei Hauptgruppen von Supernovae – solche mit Wasserstofflinien in ihren Spektren (als Typ II bezeichnet) und solche ohne Wasserstoff (Typ I) – und schlugen bereits vor, dass sich...

Spuren des frühen Universums

Die Inflationstheorie erklärt erfolgreich die großräumigen Eigenschaften unseres Universums.

  • Jens Niemeyer
  • 10 / 2011 Seite: 27
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Die Tatsache, dass unser Universum so gleichförmig ist, lässt sich damit erklären, dass es sich kurz nach seiner Entstehung innerhalb eines winzigen Zeitraums gewaltig ausdehnte. Anders als in der klassischen Urknalltheorie bildet diese „Inflationsphase“ den Auftakt zum „heißen Urknall“. Der „Fingerabdruck“ der Inflation könnte sich in den Fluktuationen des kosmischen Mikrowellenhintergrunds verbergen, die sich dank neuer Satellitenmissionen immer präziser messen lassen.

Vordergründige Strahlung

  • Dominik Schwarz
  • 10 / 2011 Seite: 20
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Gut zwei Jahre nach dem Start des Planck-Satelliten liegen nun erste Ergebnisse vor, welche die Vordergrundstrahlung genau analysieren.

Alles aus dem Nichts

Wie nach der Schleifenquantengravitation aus dem absoluten Vakuum die Raumzeit entsteht.

  • Martin Bojowald
  • 03 / 2011 Seite: 37
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Eine Quantentheorie der Gravitation ist ein noch unerreichtes Ziel der Physik. Ein Ansatz ist die so genannte Schleifenquantengravitation. Diese startet von einer absoluten Leere und versucht sich an der mathematischen Konstruktion des gesamten Universums. Konkrete kosmologische Testmöglichkeiten sind in den letzten Jahren in Reichweite gerückt.

Das Ende des dunklen Zeitalters

  • Volker Bromm
  • 04 / 2008 Seite: 29

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In jüngster Zeit ist es den Kosmologen gelungen, die grundlegenden Parameter unseres Weltmodells mit hoher Präzision festzulegen. Noch hat unser Weltbild aber eine entscheidende Lücke: Wann und wie haben sich die ersten Sterne und Galaxien gebildet? Deren Entstehung während der ersten Milliarde Jahre nach dem Urknall hatte dramatische Konsequenzen, führte sie doch zu einem kosmischen Phasenübergang von einem neutralen und kalten zu einem fast vollständig...

Der Nachhall des Urknalls

  • Torsten A. Enßlin
  • 12 / 2006 Seite: 24

Der Nachhall des Urknalls

  • Gerhard Börner
  • 02 / 2005 Seite: 21

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Die kosmische Mikrowellenstrahlung ist das älteste Relikt aus der Frühzeit des Universums. Diese etwa 400000 Jahre nach dem Urknall entstandene Wärmestrahlung mit einer Temperatur von etwa 3 Kelvin ist für Astrophysiker eine wahre Schatzkammer. Ihre Gleichförmigkeit weist auf ein ebenso gleichförmiges Universum hin. Der Satellit WMAP hat es ermöglicht, die sehr kleinen Schwankungen oder Variationen der Temperatur in verschiedenen Richtungen genau zu analysieren und dadurch das kosmologische...

Quintessenz - die fünfte Kraft

  • Christof Wetterich
  • 12 / 2004 Seite: 43

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Eine uralte Frage lautet: Woraus besteht unser Universum? Diese Frage stellt sich erneut, denn eine dunkle Energie dominiert unser Universum - und wir wissen nicht, was sie ist und welchen Platz sie im Gebäude der Physik einnehmen könnte. Vielleicht ist sie die von Einstein erfundene und wieder verworfene kosmologische Konstante - oder aber ein dynamisches Quantenfeld, die ''Quintessenz''. Quintessenz war schon immer geheimnisumwittert: Die Griechen der Antike sahen in diesem Äther ein im...

Die Entwicklung von Galaxien auf kosmologischen Zeitskalen

  • Uta Fritze-von Alvensleben
  • 07 / 2003 Seite: 73

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Eine der fundamentalen Fragen der heutigen Astrophysik ist, wie aus dem außerordentlich homogenen, isotropen und einfachen Urplasma die heute beobachtete wunderbare Vielfalt von Galaxien entstehen konnte. Angesichts der kosmologischen Zeitskalen, auf denen sich Galaxien entwickeln, sind alle Beobachtungen Momentaufnahmen. Daher lassen sich nur im detaillierten Vergleich zwischen Beobachtungen und numerischen Modellen Entwicklungszusammenhänge verstehen und z. B. auf sog. tiefen Belichtungen...

Die Entstehung der Galaxien

  • Volker Springel
  • 06 / 2003 Seite: 31

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Die Anfangsbedingungen für die Galaxienentstehung im Universum sind heute im Prinzip bekannt. Dadurch wird es möglich, mit analytischen und numerischen Methoden detaillierte theoretische Modelle für die Geschichte der Galaxienentstehung zu entwickeln. Durch den Vergleich dieser Voraussagen mit den enorm verbesserten Beobachtungsdaten, die Großteleskope in jüngster Zeit ermöglicht haben, gelang es, die wichtigsten Prozesse der Galaxienentstehung im kosmologischen Standardmodell aufzuklären und...

News

Planck macht Abgang

Die ESA sendet den letzten Befehl an die erfolgreiche Planck-Sonde, die den kosmischen Mikrowellenhintergrund untersuchte.

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Einsteins kosmischer Rechenfehler

Albert Einstein hat sich mit einem Steady-State-Modell befasst, fast zwei Jahrzehnte vor Fred Hoyle.

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Links

Einstein Online: Kosmologie

Diese Seiten des Max-Planck-Instituts für Gravitations-Physik bieten vertiefende Artikel zu den wichtigsten kosmologischen Themen.

Welt der Physik: Kosmologie

Allgemeinverständliche Einführungen und Nachrichten zur Kosmologie.

Die Planck-Mission

ESA-Website zum Planck-Sateilliten, der bis 2012 den kosmische Mikrowellenhintergrund vermessen hat.

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Anomalien von Wasser

Ursprung des Lebens

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2017 deutsch / eng­lisch
2018 deutsch / englisch

Webinar

Warum reale akustische Systeme nur multiphysikalisch simuliert werden können

  • 02. November 2017

In diesem Webi­nar wird ge­zeigt, warum man bei­spiels­weise schon bei der Simu­la­tion eines „ein­fachen“ Laut­spre­chers auf multi­phy­si­ka­li­sche Kopp­lung an­ge­wie­sen sein kann, wenn man ex­pe­ri­men­tel­le Er­geb­nis­se kor­rekt re­pro­du­zie­ren will.

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