Frage von LeeWay, 65

Leicht erklärt: Primordiale Nukleosynthese als Stütze für die Urknalltheorie?

Hallo :) Ich werde nächste Woche ein Referat über Lemaîtres Urknalltheorie halten. Der Vortrag steht soweit, jedoch verstehe ich noch nicht so richtig, warum die primordiale Nukleosynthese eine Stütze für die Urknalltheorie ist. Im Internet ist das immer sehr wissenschaftlich formuliert, könnte mir das bitte jemand für Physik-Laien verständlich erklären? Vielen Dank im Voraus! Schönen Abend noch.

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von OlliBjoern, 32

Ich bin auch kein Physiker (nur Chemiker), ich schildere das mal soweit ich das selber kapiert habe. Also nach der ersten kurzen Zeitspanne nach dem Urknall bildeten sich Protonen und Neutronen. Ihr Verhältnis war erst einmal 1:1 (leuchtet mir soweit ein), dann aber begannen Neutronen allmählich zu zerfallen (auch klar, das freie n hat eine Halbwertszeit im Minutenbereich), so dass das Verhältnis sich immer mehr in Richtung Protonen schob.

Es bildeten sich 25% Heliumkerne neben 75% Protonen (Wasserstoffkerne). Im Heliumkern zerfallen die n dann nicht mehr, 4He ist stabil. Dies passt sehr gut zu den Beobachtungen an sehr alten Sternen (sie haben das Verhältnis von He zu H, was diese Theorie prognostiziert hat, das ist schon mal ein gutes Indiz, dass es stimmen könnte).

Auch außerhalb unserer Milchstraße passt das, es scheint also mehr als nur ein lokaler Effekt gewesen zu sein.

Zwei weitere Punkte scheinen das zu bekräftigen: die Hintergrundstrahlung wurde aufgrund dieser Theorie erst vorhergesagt, und später dann auch nachgewiesen (diese ist eines der wichtigsten Indizien für einen Urknall).

Zudem ist die Theorie der nicht-baryonischen "dunklen Materie" verträglich mit der obigen Theorie. "Nicht-baryonisch" heißt salopp gesagt "nicht aus den Teilchen zusammengesetzt, die wir schon direkt nachgewiesen haben". Die Existenz von solchem Zeug ist wahrscheinlich, da man die Bewegungen von Galaxien anders nicht erklären kann (auch die Korrektur der Gravitationsgleichung kann dies nicht so gut). Der Begriff "dunkel" ist etwas irreführend, natürlich leuchtet sie nicht, aber sie ist auch komplett durchsichtig, so dass es derzeit keine direkte Beobachtungsmöglichkeit gibt (sie existiert derzeit also nur "mathematisch", was aber nicht prinzipiell gegen ihre Existenz spricht). 

Expertenantwort
von Franz1957, Community-Experte für Physik, 38

Die Theorie der primordialen Nukleosynthese sagt für die Materie im Weltall die gemessenen Mengenverhältnisse von Helium und Lithium im Vergleich zum Wasserstoff ziemlich gut voraus. Die gemessenen Mengenverhältnisse stützen also die Theorie, und da die Theorie Teil der Urknalltheorie ist, stützen die Messungen damit auch sie.

Etwas ausführlicher ist das hier erklärt: http://pauli.uni-muenster.de/tp/fileadmin/lehre/teilchen/ws1415/Nukleosynthese.p...

Antwort
von ALEMAN2015, 21

Andere Theorien, wie das Steady-State-Modell, koennen die Haeufigkeit der vorgefundenen Elemente auch erklaeren. Die Nukleosythese ist ein Entstehungsmodell fur Materie, das den Urknall voraussetzt. Man kann nun nicht umgekehrt schliessen, dass es bei Eintreffen einiger Voraussagen dieses Modells(bei Lithium liegt es z.B. voll daneben) zwangslaeufig einen Urknall gegeben haben muss. Insofern sehe ich das auch nicht als Stuetze an.

Kommentar von uteausmuenchen ,

http://arxiv.org/pdf/astro-ph/9410070v1.pdf

"The QSSC is disproved by the same data that disproved the Steady State: counts of brightradio sources. This failure of the QSSC model, and the CMB power problem, were fully explained to both HBN and to the editor of MNRAS in a referee’s report dated July 1993, which included amore extensive version of Figure 3, but HBN proceeded to publish incorrect results"

Das Thema ist also selbst in der modifizierten Version seit über 20 Jahren vom Tisch.

Der F.S. muss nächste Woche ein Referat zum Thema halten. Es ist wirklich nicht hilfreich, ihn mit völlig falschen Aussagen selbsternannter Wissenschaftskritiker zu füttern, die durch keinerlei Beobachtungsdaten zu rechtfertigen wären.

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