Hawkings Kosmos einfach erklaert

Hypothesen haben gravierende theoretische Probleme und widersprechen Beobachtungsdaten ebenfalls.
    Dies gilt auch für die Hypothese vom „kalten Urknall“. Ihr zufolge begann das Universum bei niedriger Temperatur, und die Hintergrundstrahlung entstand erst viel später aus dem Licht der ersten Sterne. Yakov Zel’dovich, Robert Dicke, David Layzer und ein paar andere Kosmologen haben diese Hypothese ab den 1960er-Jahren erwogen. Ohne Erfolg.
    Insgesamt steht die Urknall-Theorie also hervorragend da. Und deshalb hat sich die Konkurrenz inzwischen verlagert – hin zu den Urknall-Erklärungen, um die nun Hawking & Co. mit ganz unterschiedlichen Modellen wetteifern.
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    Die Kosmologie ist die wissenschaftliche Beschreibung und Erklärung der Beschaffenheit, Entstehung, Entwicklung und Zukunft des Kosmos – eine nicht nur theoretische, sondern auch empirische naturwissenschaftliche Disziplin. Ihr Name leitet sich ab von griechisch „kosmos“ = Ordnung und „logos“ = Lehre, Wissenschaft. Ihre Wurzeln reichen in die prähistorische Zeit zurück. Denn vermutlich haben Menschen, seit sie zu denken und sprechen begannen, über Ursprung und Aufbau der Welt nachgedacht. Und die Astronomie stand aufgrund der leicht beobachtbaren Regelmäßigkeiten des Himmelsgeschehens am Anfang der Wissenschaft.
    Die moderne Ausformung der Kosmologie begann aber erst 1917, als Albert Einstein mit seiner Allgemeinen Relativitätstheorie das Weltall als Ganzes zu beschreiben versuchte. Er führte auch die bis heute üblichen Annahmen der Homogenität und Isotropie ein, wonach das Universum überall und in allen Richtungen im Großen und Ganzen gleich beschaffen ist. Beobachtungen in den letzten Jahrzehnten haben gezeigt, dass dies für Maßstäbe in der Größenordnung von Milliarden Lichtjahren sehr wahrscheinlich zutrifft.
    Wie jede naturwissenschaftliche Erkenntnis beruht auch die Physikalische Kosmologie auf vier miteinander verflochtenen Quellen: Beobachtung, Experiment, Theorie und neuerdings Computersimulation.
    â€º  Ihre theoretischen Grundlagen sind vor allem die Allgemeine Relativitätstheorie, die Thermodynamik, die Quantenphysik und die damit verknüpfte Hochenergie-Teilchenphysik. Aber auch andere Bereiche, etwa Plasmaphysik und, für Modellrechnungen, Hydrodynamik.
    â€º  Computersimulationen sind zwar ebenfalls „reine Theorie“ – genauer: deren praktische Anwendung. Sie erlauben es jedoch, komplexe Vorgänge zu visualisieren und unter verschiedenen Annahmen durchzuspielen.
    â€º  Zu den Beobachtungen gehören vor allem die Daten der Astronomie und Astrophysik in Wellenlängen von der Radio- bis zur Gammastrahlung. Hinzu kommen teilchenphysikalische Messungen der Kosmischen Strahlung von diversen Quellen sowie künftig die Gravitationswellen-Astronomie, die die „Erschütterungen“ der Raumzeit messen wird, vielleicht sogar einmal vom Urknall selbst.
    â€º  Experimentieren kann man mit dem Urknall selbstverständlich nicht. Doch die Verhältnisse in den ersten Sekundenbruchteilen lassen sich in Teilchenbeschleunigern auf der Erde sehr wohl nachahmen. Diese Daten erlauben Rückschlüsse, die wiederum mit astrophysikalischen Daten verglichen werden.
    ALICE im Wunderland: Zwar liest man immer wieder, dass im Large Hadron Collider (LHC) des Europäischen Kernforschungszentrums CERN bei Genf ein Miniatur-Urknall nach dem anderen erzeugt wird. Doch dies ist eine irreführende Metapher. Der stärkste Teilchenbeschleuniger der Welt kann allerdings Zustände der Materie erzeugen, darunter das Quark-Gluon-Plasma, die in der ersten Milliardstel Sekunde nach dem Urknall überall im Weltraum herrschten. Dies geschieht im LHC durch den gezielten Zusammenstoß superschneller Blei-Atomkerne, deren Kollisionstrümmer unter anderem im 16 Meter hohen ALICE-Detektor (A Large Ion Collider Experiment) nachgewiesen und analysiert werden.
    Vieles in der Kosmologie haben Theoretiker vorausgesagt, lange bevor es gemessen wurde (Expansion des Weltraums, Kosmische Hintergrundstrahlung und deren Temperaturschwankungen, Neutrino-Hintergrund, Dunkle Energie, Kosmische Inflation). Das gibt Kosmologen ein großes Vertrauen in ihr Weltbild und in ihre Methoden. Außerdem sind die Daten inzwischen so zuverlässig und präzise, dass der Urknall heute nicht mehr bloß eine Hypothese ist, sondern eine