Ende des Universums...Was sind Astrophysikalische Prozesse genau?

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6 Antworten

Das wird noch eine Reihe von Jahrmillionen auf sich warten lassen, bis sich das Schiksal des Universums entscheiden wird.

Der Lebenszyklus von Sternen ist dafür nicht ausschlaggebend.
Astrophysikalisch verfügt ein Stern über eine Sonnemasse x (Brennstoffvorrat). Ist der verbraucht ist es vorbei mit dem Stern oder einem anderen und es bilden sich neue, an irgendeiner anderen Stelle im Universum, mal größere, mal kleinere. Hunderte Sonnemassen und mehr sind dabei keine Seltenheit.

Theorien über das Ende des Universums gibt es mehr als eine.
Eine davon beschreibt einen Big Bounce (Loop).
Das Universum expandiert, bis es schließlich wieder zusammenfällt, eine Schleife durchläuft und es rumst erneut, der nächste Urknall.

Allen Theorien gemeinsam ist (Big Crunsh, Big Freeze, Big Bounce), dass die Menschheit es nicht erfahren wird, welche es denn letztlich sein wird.
Schlicht, weil hier in 5 Milliarden Jahren Schluß mit lustig sein wird, wenn es mit unserer Sonne ihrem Ende entgegen gehen wird.

Eventuell auch früher, wenn uns, auch ein astrophysikalisches Ereigniss, ein Gammablitz treffen würde und uns hier die Lebenslichter ausbläst.
Etwa Eta Carianae, ein Doppelstern in 7500 Lichtjahren Entfernung, der fusioniert. Am Ende dieser Fusion würde sich ein Jet ausbilden und einen Gammablitz in Richtung Erde absenden.
Nur wissen wir das nicht. Das Ereignis könnte bereits vor 5000 Jahren oder auch vor 1000 Jahren bereits erfolgt sein.
Wenn wir ihn sehen würden, würde es bereits zu spät sein. Das wäre wahrlich das Letzte was wir sehen würden.

Hmm wo fängt man da an? Also mit einem Referat zu dem Thema wird man locker eine Stunde füllen können, aber machen wir mal eins nach dem anderen:

DIE VON STERNEN ERZEUGTE ENERGIE FÜR ASTROPHYSIKALISCHE PROZESSE VERANTWORTLICH.

Sterne haben tatsächlich einen gewaltigen Einfluss auf das Universum. Ohne einen Stern, gäbe es uns nicht - nicht mal die Erde. Erst ein solcher musste sterben. Klingt nach wahnsinn, oder? Ist vielleicht sogar ein etwas romantischer Gedanke. Wir, gemacht aus Sternen? Ist so, aber dafür muss man vielleicht wissen was ein Stern überhaupt zu einen Stern macht und dazu gehen wir am besten mal ganz weit zurück. Nämlich bis zum Urknall bzw. kurz danach.

Man muss nämlich wissen, dass es zu anbeginn der Zeit keine schweren Elemente gab. Aus Elementarteilchen (also Teilchen, wo mir meinen, dass sie nicht weiter teilbar sind) enstanden die ersten Atome bzw. Elemente. Es bildete sich aber fast nur Wasserstoff und durch primordiale Nukleosynthese eine geringe Menge Helium und nicht nennenswerte Mengen Lithium und Beryllium. Das war es. Kein Sauerstoff, kein Kohlenstoff, kein Eisen und erst recht kein Blei oder Gold. Wenn man sich das Periodensystem der Elemente dann ansieht, dann erkennt man, dass Wasserstoff an erster Stelle steht und das ist kein Zufall. Die Position im Periodensystem hängt mit der Anzahl der Protonen im Atomkern zusammen (der sogenannten Kernladungszahl). Je mehr Protonen im Kern sind, desto weiter hinten finden wir das Element. Da das dazu auch noch den Großteil der Masse eines Atoms aus macht, sind entsprechend die schwersten Elemente besonders weit hinten. So viel zu den Grundlagen, aber wie bekommen wir jetzt bitte die anderen Elemente?

Masse hat eine tolle Eigenschaft: Gravitation oder wie wir es nennen: Schwerkraft! Salopp gesagt: Je mehr man wiegt, desto anziehender ist man. Das soll jetzt aber keine Aufforderung sein sich fett zu fressen um attraktiv zu sein - nicht verwechseln! :D Deswegen kreisen übrigens leichte Objekte um schwere (Mond um die Erde, Erde um die Sonne, Sonne um das Zentrum der Galaxie).

Es dauerte einige hundertmillionen Jahre, bis sich also die ersten riesigen Wasserstoffwölkchen gesammelt haben, weil sie sich gegenseitig angezogen haben. Dadurch wird ihre eigene Gravitation immer und immer größer bis ein gewisser Punkt erreicht wird. Dann passiert das, was man als Geburt eines Sternes ansehen kann: Kernfusion! Normalerweise verbinden sich Atomkerne ja nicht. Die negativ geladenen Elektronen auf der Atomhülle verhindern das (in etwa so, als würde man zwei gleichpolige Magneten gegeneinander haben). Aber im Falle eines Sterns ist die Gravitation stark genug um das zu überwinden. So enstehen aus zwei Wasserstoffatomkernen ein Heliumatomkern. Aber etwas ist komisch: Wenn ich mir die Masse von Wasserstoff ansehe, hätte ich eigentlich erwartet, dass zwei Wasserstoffatomkerne genauso viel wiegen wie ein Heliumatomkern. Tun sie aber nicht, denn Helium ist leichter (das ist bei Fusionen bis Eisen so). Das ist der sogenannte Massendefekt, den wir uns bei der Kernspaltung zu nutze machen (bei Spaltungen von schweren Elementen zu leichteren ist der Effekt bis Eisen halt andersrum) Das muss auch so sein, denn der Rest wird als Energie freigesetzt (Licht, Wärme, Strahlung - Einsteins Energieerhaltungsgesetz lässt grüßen). So fusioniert ein großer Stern immer fleißig weiter bis nichts mehr geht, denn ab Eisen braucht er noch zusätzlich Energie von außen, die er vorerst nicht bekommt. Jetzt setzt die Fusion aus und der Stern fällt in sich zusammen. Gewaltige Massen prallen mit extremen Tempo aufeinander (was die zusätzliche Energie bereitstellt um sehr schwere Elemente zu bilden) und das Ganze gipfelt in einer sogenannten Supernova, die Teile der erzeugten Elemente ins All schleudert und woraus sich dann zum Beispiel terrestische Planeten wie die Erde bilden.

Das zum Thema Sterne. Das Ende des Univerums könnte man jetzt daraus ableiten, dass irgendwann alles an Wasserstoff fusioniert sein müsste, aber vermutlich kommt das Ende schon früher, worüber es mehrere Möglichkeiten gibt. Auf eine will ich eingehen, da sie sehr Wahrscheinlich ist:

Wir haben eigentlich erwartet, dass sich die Materie im Universum früher oder später am massereichsten Punkt sammeln müsste aufgrund von Gravitation (und im Big Crunch endet), der Prozess aber quasi ewig dauert. Man hat aber Sterne beobachtet und deren Lichtfrequenz gemessen und dabei etwas erschreckendes festgestellt. Du kennst vielleicht den Doppler-Effekt. Wenn ein Auto auf dich zufährt, wird der Ton höher, wenn es sich entfernt, wird er tiefer. Ähnlich geht das mit Licht. Wenn etwas auf dich zukommt, erscheint es bläulicher, wenn es sich entfernt, erscheint es rötlicher. Man hatte angenommen, wenn man diese Sterne und deren Lichtfrequenz misst, würden einige sich ins rötliche verschieben und einige ins blaue, aber das es sich die Waage hält. Erschreckend stellte man aber fest: Fast alle verschieben sich ins rötliche! Und vor allem verschieben sie sich schneller um so weiter sie entfernt sind. Das nennt man Rotverschiebung und beschreibt die Expansion des Weltalls. Da die entfernteren sich aber schneller verschieben, entfernen sie sich nicht aufgrund von Eigenbewegung, sondern weil sich etwas dazwischen setzt, sich also neuer Raum bildet. Das nennt man Dunkle Energie und ist Sachstand aktueller Forschung. Viel mehr ist darüber nicht bekannt.

Wenn man das weiterspinnt ergibt sich leider kein rosiges Bild. Irgendwann wird es so weit sein, dass es gar keine Möglichkeit gibt Kernfusion zu betreiben, weil alles auseinandergezerrt wird und so erfriert das Universum quasi. Daher gibt man diesen Ausgang den Namen Big Freeze. Big Rip wäre es quasi, wenn das Universum sich schon vorher zerreist, bevor es zur Auskühlung kommt. Big Rip, Big Crunch und Big Freeze sind die aktuellsten Möglichkeiten des Endes des Universums, wobei der Big Crunch die einzige Option offen lässt, dass es einen zyklus von Urknall zu Urknall gibt.

Ich hoffe ich konnte dir das recht einfach erklären und du kannst davon etwas verwenden. Das Thema ist jedenfalls sehr spannend, aber auch schwer zu verstehen!

Für das Ende des Universums gibt es 3 Möglichkeiten : http://www.drillingsraum.de/room-universe_end/ende_universum.html .

Die derzeit wahrscheinlichste wird in http://www.focus.de/wissen/natur/kosmologie-das-ende-des-universums_aid_173828.html kommentiert.

Die Aussage 

DIE VON STERNEN ERZEUGTE ENERGIE IST FÜR ASTROPHYSIKALISCHE PROZESSE VERANTWORTLICH

verstehe ich so, dass sie darauf hinweisen möchte, dass der Lebenslauf der Sterne darauf angelegt ist, ausgehend von Wasserstoff und Helium immer schwerere Elemente bis hin zum Eisen "auszubrüten" bzw. den Stern - sollte er hinreichend viel Masse haben - irgendwann als Supernova enden zu lassen (d.h. in einer gewaltigen Explosion, welche die von ihm erbrüteten schweren Atome hinaus ins All pustet und dort weit verteilt).

Lies dazu http://greiterweb.de/zfo/Sterne-Lebenszyklus-Wurmloecher.htm#msgnr0-91 .

Hier sind die Ketten der Kernfusionen im Inneren der Sterne gemeint.

Deshalb am Besten das Stichwort "Sternentwicklung" nachschlagen.


Kurzreferat über das physikalische Ende des Universums halten.


Finde den Fehler :D
An dem Referat ist nix kurz, das weißt du hoffentlich ?  Schon weil es mehrere Modelle gibt, welche sich gegenseitig ausschließen.

Usera1a1 19.02.2017, 18:46

Wow danke für die Antwort🙄 Schon klar das das eig länger dauert ich soll es ja auch nur so grob erklären und nicht ausführlich. Is nur um die mündliche Note zu verbessern

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rumar 19.02.2017, 18:56
@Usera1a1

Ich würde auch ganz dringend ein geeigneteres Thema vorschlagen. Über das "physikalische Ende des Universums" können auch die gescheitesten Wissenschafter nur spekulieren.

Warum z.B. nicht etwas über die Monde der Planeten des Sonnensystems oder so ....

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